Μηχανές SMD: Η βασική κινητήρια δύναμη για την ακρίβεια και την ευφυΐα της ηλεκτρονικής κατασκευής

Μηχανές SMD: Η βασική κινητήρια δύναμη για την ακρίβεια και την ευφυΐα της ηλεκτρονικής κατασκευής

Η τεχνολογία Surface Mount Device (SMD) είναι μια βασική διαδικασία στον τομέα της ηλεκτρονικής κατασκευής.εξοπλισμός επιθεώρησηςΜε την εκρηκτική ανάπτυξη σε τομείς όπως η επικοινωνία 5G, οι τεχνολογίες της τεχνολογίας της τεχνολογίας της τεχνολογίας της τεχνολογίας της τεχνολογίας της τεχνολογίας της τεχνολογίας της τεχνολογίας της τεχνολογίας της τεχνολογίας της τεχνολογίας της τεχνολογίας της τεχνολογίας της τεχνολογίας της τεχνολογίας της τεχνολογίας της τεχνολογίας της τεχνολογίας της τεχνολογίας της τεχνολογίαςΣυσκευές AIoT, και φορητά ηλεκτρονικά, οι μηχανές SMD έχουν συνεχώς κάνει ανακαλύψεις στην τοποθέτηση σε επίπεδο μικρών, την ολοκλήρωση πολλαπλών διαδικασιών και τον ευφυή έλεγχο.Αυτό το άρθρο διεξάγει ανάλυση από τρεις διαστάσεις: βασικές τεχνολογίες, προκλήσεις της βιομηχανίας και μελλοντικές τάσεις.

Ι. Βασικές τεχνικές ενότητες μηχανών SMD
Μηχανή τοποθέτησης υψηλής ταχύτητας
Η μηχανή με τεχνολογία επιφανειακής τοποθέτησης (SMT) είναι ο βασικός εξοπλισμός της γραμμής παραγωγής SMD και η απόδοσή της καθορίζεται από κοινού από τον έλεγχο κίνησης, την οπτική τοποθέτηση και το σύστημα τροφοδοσίας.

Έλεγχος της κίνησης: Οι γραμμικοί κινητήρες και η τεχνολογία μαγνητικής αιωρήσεως αυξάνουν την ταχύτητα τοποθέτησης σε 150.000 CPH (μέρη ανά ώρα).η σειρά Siemens SIPLACE TX υιοθετεί μια παράλληλη αρχιτεκτονική ρομποτικού βραχίονα για την επίτευξη πολύ υψηλής ταχύτητας τοποθέτησης 00,06 δευτερόλεπτα το κομμάτι.

οπτική τοποθέτηση: τεχνολογίες πολυ-ειδικής απεικόνισης που βασίζονται στην τεχνητή νοημοσύνη (όπως το σύστημα 3D AOI της ASMPT) μπορούν να εντοπίσουν την απόκλιση πολικότητας του στοιχείου 01005 (0,4 mm × 0,2 mm),με ακρίβεια τοποθέτησης ±15μm.

Σύστημα τροφοδοσίας: Ο δίσκος δονήματος και ο τροφοδότης ταινίας υποστηρίζουν το εύρος μεγεθών των εξαρτημάτων από 0201 έως 55 mm × 55 mm.Η σειρά NPM-DX της Panasonic μπορεί ακόμη και να χειριστεί την καμπύλη επιφάνεια τοποθέτησης των ευέλικτων οθόνων OLED.

Εξοπλισμός συγκόλλησης ακριβείας

Φούρνος επανειλημμένης συγκόλλησης:Η τεχνολογία προστασίας από το άζωτο και ακριβής ρύθμιση της θερμοκρασίας (± 1 °C) σε πολλαπλές ζώνες θερμοκρασίας μπορεί να μειώσει την οξείδωση των αρθρώσεων συγκόλλησης και είναι κατάλληλη για πάστα συγκόλλησης χωρίς μόλυβδο (σημείο τήξης 217-227 °C)Το PCB του σταθμού βάσης 5G της Huawei υιοθετεί την τεχνολογία συγκόλλησης με κενό για την εξάλειψη των κάτω φουσκάλων των τσιπ BGA, με ποσοστό κενού μικρότερο από 5%.

Επιλεκτική συγκόλληση λέιζερ (SLS): Για μικροσκοπικά QFN και CSP πακέτα, το λέιζερ ινών που αναπτύχθηκε από την IPG Photonics επιτυγχάνει τοπική συγκόλληση μέσω διάμετρου σημείου 0,2 mm,και η ζώνη θερμότητας (HAZ) μειώνεται κατά 60% σε σύγκριση με την παραδοσιακή διαδικασία.

Σύστημα ευφυούς ανίχνευσης

3D SPI (ανίχνευση πάστας συγκόλλησης):Η τεχνολογία μέτρησης 3D του Koh Young ανιχνεύει το πάχος της πάστες συγκόλλησης (ακρίβεια ± 2μm) και την απόκλιση όγκου μέσω προβολής περιθωρίου Moire για την αποτροπή της γέφυρας ή της ψευδούς συγκόλλησης.

AXI (Automatic X-ray Inspection): Οι μικροεστιαστικές ακτίνες Χ του YXLON (με ανάλυση 1μm) μπορούν να διεισδύσουν σε πολυεπίπεδα PCBS και να εντοπίσουν κρυμμένα ελαττώματα των αρθρώσεων συγκόλλησης BGA.Η αποτελεσματικότητα ελέγχου της πλακέτας ECU του Tesla Model 3 έχει αυξηθεί κατά 40%.

ΙΙ. Τεχνικές προκλήσεις και κατευθύνσεις καινοτομίας
Το όριο τοποθέτησης των μικροσκοπικών εξαρτημάτων
Το κατασκευαστικό στοιχείο 01005 και η συσκευή CSP με απόσταση 0,3 mm απαιτούν η ακρίβεια ελέγχου πίεσης κενού του ακροφύλλου ρουφήγησης της μηχανής τοποθέτησης επιφάνειας να φτάνει τα ± 0,1 kPa και ταυτόχρονα:πρέπει να ξεπεραστεί η μετατόπιση των συστατικών που προκαλείται από την ηλεκτροστατική προσρόφησηΟι λύσεις περιλαμβάνουν:

Σφουγγαρίδες αναρρόφησης από σύνθετο υλικό: Σφουγγαρίδες αναρρόφησης με κεραμική επίστρωση (όπως το Fuji NXT IIIc) μειώνουν τον συντελεστή τριβής και ενισχύουν τη σταθερότητα της ανάληψης μικροσυστατικών.

Δυναμική αντιστάθμιση πίεσης: Το σύστημα Nordson DIMA ρυθμίζει αυτόματα την πίεση τοποθέτησης (0,05-1N) μέσω ανατροφοδότησης πίεσης αέρα σε πραγματικό χρόνο για την πρόληψη του σπασμού του τσιπ.

Συμφωνία μεταξύ ακανόνιστων σχημάτων και ευέλικτων υποστρώσεων
Τα τηλεφώνια με αναδιπλούμενη οθόνη και οι ευέλικτοι αισθητήρες απαιτούν την τοποθέτηση εξαρτημάτων σε υποστρώματα PI (πολυμίδιο).Οι καινοτόμες λύσεις περιλαμβάνουν:

Πλατφόρμα προσρόφησης κενού: Η μηχανή τοποθέτησης JUKI RX-7 υιοθετεί ζώνη προσρόφησης κενού, είναι συμβατή με εύκαμπτα υπόστρωμα πάχους 0,1 mm και η ακτίνα κάμψης είναι ≤3 mm.

Υποβοηθούμενη με λέιζερ τοποθέτηση: Το υπεριώδες λέιζερ της Coherent χαράσσει μικροσημεία (με ακρίβεια 10μm) στην επιφάνεια ευέλικτων υποστρωμάτων,Βοηθά το σύστημα όρασης στη διόρθωση σφαλμάτων θερμικής παραμόρφωσης.

Η ζήτηση για παραγωγή πολλαπλών ποικιλιών και μικρών παρτίδων
Η Βιομηχανία 4.0 προωθεί την ανάπτυξη των γραμμών παραγωγής προς την ταχεία αλλαγή μοντέλου (SMED), και οι συσκευές πρέπει να υποστηρίζουν τη λειτουργία "μετακίνησης με ένα κλικ":

Μονουλογικός τροφοδότης: Ο τροφοδότης Yamaha YRM20 μπορεί να ολοκληρώσει την αλλαγή των προδιαγραφών ταινίας υλικού εντός 5 λεπτών και υποστηρίζει προσαρμοστική ρύθμιση του εύρους ζώνης από 8 mm έως 56 mm.

Ψηφιακή προσομοίωση δίδυμων: Το λογισμικό Siemens Process Simulate βελτιστοποιεί τη διαδρομή τοποθέτησης μέσω εικονικής αποδιορθώσεως, μειώνοντας τον χρόνο αλλαγής μοντέλου κατά 30%.

ΙΙΙ. Μελλοντικές τάσεις και προοπτικές της βιομηχανίας
Βελτιστοποίηση διαδικασιών με γνώμονα την AI

Πρότυπο πρόβλεψης ελαττωμάτων:Η πλατφόρμα NVIDIA Metropolis αναλύει τα δεδομένα SPI και AOI για να εκπαιδεύσει ένα νευρωνικό δίκτυο για την πρόβλεψη ελαττωμάτων εκτύπωσης πάστας συγκόλλησης (ποσοστό ακρίβειας >95%) και την προσαρμογή παραμέτρων διαδικασίας εκ των προτέρων.

Σύστημα βαθμονόμησης αυτομάθησης: Ο ελεγκτής τεχνητής νοημοσύνης της KUKA μπορεί να βελτιστοποιήσει την καμπύλη επιτάχυνσης τοποθέτησης με βάση ιστορικά δεδομένα, μειώνοντας τον κίνδυνο εκτόξευσης πτήσης των εξαρτημάτων.

Πράσινη παραγωγή και καινοτομία στην κατανάλωση ενέργειας

Τεχνολογία συγκόλλησης χαμηλής θερμοκρασίας: Η πάστα συγκόλλησης Sn-Bi-Ag (σημείο τήξης 138°C) που αναπτύχθηκε από την Indium Technology είναι κατάλληλη για συγκόλληση επανασύνθεσης χαμηλής θερμοκρασίας,μείωση της κατανάλωσης ενέργειας κατά 40%.

Σύστημα ανακύκλωσης αποβλήτων: Η ASM Eco Feed ανακυκλώνει πλαστικά και μέταλλα στην ζώνη αποβλήτων, με ποσοστό επαναχρησιμοποίησης υλικών έως και 90%.

Τεχνολογία φωτοηλεκτρικής υβριδικής ολοκλήρωσης
Οι συσκευές CPO (Co-packaged Optics) απαιτούν την ταυτόχρονη τοποθέτηση του οπτικού κινητήρα και του ηλεκτρικού τσιπ.

Μονάδα ευθυγράμμισης σε νανοκλίμακα: Το σύστημα ευθυγράμμισης λέιζερ Zeiss επιτυγχάνει ευθυγράμμιση υπομικρονικού επιπέδου των οπτικών κυματοδηγών και των φωτονικών τσιπ πυριτίου μέσω ενός ιντερφερόμετρου.

Χωρίς επαφή συγκόλληση: Η τεχνολογία laser-induced forward transfer (LIFT) μπορεί να τοποθετήσει με ακρίβεια τα φωτονικά κρυστάλλινα συστατικά, αποφεύγοντας τη μηχανική βλάβη.

Συμπεράσματα
Ως το κεντρικό νευρικό σύστημα της ηλεκτρονικής κατασκευής,Η τεχνολογική εξέλιξη των μηχανών SMD καθορίζει άμεσα τα όρια μεταξύ της μικροποίησης και των υψηλών επιδόσεων των ηλεκτρονικών προϊόντωνΑπό την τοποθέτηση σε επίπεδο μικρομικρόνων 01005 εξαρτημάτων σε ευφυείς γραμμές παραγωγής που οδηγούνται από τεχνητή νοημοσύνη, από την προσαρμογή ευέλικτου υποστρώματος στην φωτοηλεκτρική υβριδική ενσωμάτωση,Η καινοτομία στον εξοπλισμό διασπά τα φυσικά όρια και τα στενά σημεία της διαδικασίαςΜε τις ανακαλύψεις που έγιναν από Κινέζους κατασκευαστές όπως η Huawei και η Han's Laser στους τομείς του ακριβούς ελέγχου κίνησης και της συγκόλλησης με λέιζερ,η παγκόσμια βιομηχανία SMD θα επιταχύνει την επανάληψη της προς την υψηλή ακρίβεια, υψηλή ευελιξία και χαμηλή ανθρακούχωση, θέτοντας τα θεμέλια παραγωγής για την επόμενη γενιά ηλεκτρονικών συσκευών.