Машины SMD: основной двигатель для точности и интеллекта электронного производства

Машины SMD: основной двигатель для точности и интеллекта электронного производства

Технология поверхностного устройства (SMD) является ключевым процессом в области электронного производства.Инспекционное оборудованиеС взрывным ростом таких областей, как связь 5G,Устройства AIoT, и носимой электроники, SMD-машины непрерывно достигали прорывов в монтаже на микроном уровне, многопроцессной интеграции и интеллектуальном управлении.В этой статье проводится трехмерный анализ: основные технологии, проблемы отрасли и будущие тенденции.

I. Основные технические модули машин SMD
Высокоскоростная установка
Машина с технологией поверхностного монтажа (SMT) является основным оборудованием производственной линии SMD, и ее производительность определяется совместно управлением движением, визуальным позиционированием и системой питания.

Управление движением: линейные двигатели и технология магнитной левитации увеличивают скорость установки до 150 000 CPH (компонентов в час).Серия Siemens SIPLACE TX использует параллельную архитектуру роботизированной руки для достижения сверхвысокоскоростной установки 00,06 секунды за штуку.

Визуальное позиционирование: технологии мультиспектральной визуализации, основанные на искусственном интеллекте (например, система 3D AOI ASMPT), могут идентифицировать отклонение полярности компонента 01005 (0,4 мм × 0,2 мм),с точностью позиционирования ±15μm.

Система питания: вибрирующий диск и ленточный питатель поддерживают диапазон размеров компонентов от 0201 до 55 мм × 55 мм.Серия Panasonic NPM-DX может даже обрабатывать изогнутую поверхность гибких OLED-экранов.

Оборудование для высокоточной сварки

Печь для обратной сварки:Технология защиты от азота и точного контроля температуры (± 1 °C) в многотемпературных зонах может уменьшить окисление сварного соединения и подходит для безсвинцовой пасты сварки (точка плавления 217-227 °C)ПКБ базовой станции Huawei 5G использует технологию вакуумной рефлюовой сварки для устранения нижних пузырей микросхем BGA, причем уровень пустоты составляет менее 5%.

Выборочная лазерная сварка (SLS): для миниатюрных пакетов QFN и CSP волоконный лазер, разработанный IPG Photonics, достигает локальной сварки через диаметр точки 0,2 мм,и теплозатратная зона (HAZ) уменьшается на 60% по сравнению с традиционным процессом.

Интеллектуальная система обнаружения

3D SPI (обнаружение пасты для сварки)Технология 3D-измерения Koh Young обнаруживает толщину пасты для сварки (точность ± 2 мкм) и отклонение объема через проекцию Moire fringe, чтобы предотвратить пересечение или ложную сварку.

AXI (Автоматическая рентгеновская инспекция): микрофокусные рентгеновские лучи YXLON (с разрешением 1 мкм) могут проникать в многослойные ПКБ и идентифицировать скрытые дефекты сварных соединений BGA.Эффективность проверки панели ECU Tesla Model 3 увеличена на 40%.

II. Технические вызовы и направления инноваций
Предельный размер монтажа миниатюризированных компонентов
Компонент 01005 и комплект CSP с расстоянием 0,3 мм требуют, чтобы точность регулирования давления вакуума в насосной соске машины для установки на поверхность достигала ± 0,1 кПа, и в то же времянеобходимо преодолеть смещение компонентов, вызванное электростатической адсорбцией. Решения включают:

Всасывающие сосуды из композитного материала: всасывающие сосуды с керамическим покрытием (например, Fuji NXT IIIc) уменьшают коэффициент трения и повышают стабильность подбора микрокомпонентов.

Динамическая компенсация давления: Система Nordson DIMA автоматически регулирует монтажное давление (0,05-1N) с помощью обратной связи давления воздуха в режиме реального времени, чтобы предотвратить разрыв чипа.

Совместимость между нерегулярными формами и гибкими подложками
Складные экрановые телефоны и гибкие датчики требуют монтажа компонентов на PI (полимидные) подложки.Инновационные решения включают:

Платформа для адсорбции вакуума: установка JUKI RX-7 использует зоновую адсорбцию вакуума, совместима с гибкими подложками толщиной 0,1 мм, а радиус изгиба ≤3 мм.

Позиционирование с помощью лазера: Ультрафиолетовый лазер Coherent вырезает микромаркировки (с точностью до 10 мкм) на поверхности гибких подложков,Помощь системе зрения в исправлении ошибок тепловой деформации.

Спрос на производство различных сортов и малых партий
Индустрия 4.0 способствует развитию производственных линий в направлении быстрого изменения моделей (SMED), и оборудование должно поддерживать режим "перехода с одним щелчком":

Модульный питатель: питатель Yamaha YRM20 может завершить переключение спецификаций ленты материала в течение 5 минут и поддерживает адаптивную регулировку полосы пропускания от 8 мм до 56 мм.

Симуляция цифровых близнецов: программное обеспечение Siemens Process Simulate оптимизирует путь монтажа с помощью виртуального отладки, сокращая время изменения модели на 30%.

III. Будущие тенденции и перспективы отрасли
Оптимизация процессов на основе AI

Модель прогнозирования дефектов:Платформа NVIDIA Metropolis анализирует данные SPI и AOI, чтобы обучить нейронную сеть прогнозировать дефекты печати пастой с пайкой (показатель точности >95%) и заранее корректировать параметры процесса.

Система калибровки самообучения: контроллер ИИ KUKA может оптимизировать кривую ускорения на основе исторических данных, снижая риск смещения полета компонентов.

Инновации в области экологически чистого производства и энергопотребления

Технология низкотемпературной сварки: Паста для сварки Sn-Bi-Ag (точка плавления 138°C), разработанная Indium Technology, подходит для низкотемпературной сварки с повторным потоком.сокращение энергопотребления на 40%.

Система переработки отходов: ASM Eco Feed перерабатывает пластмассы и металлы в полосе отходов с показателем повторного использования материалов до 90%.

Технология фотоэлектрической гибридной интеграции
Устройства CPO (Co-packaged Optics) требуют одновременной установки оптического двигателя и электрического чипа.

Модуль наномасштабного выравнивания: Система лазерного выравнивания Zeiss обеспечивает выравнивание оптических волноводов и кремниевых фотонических чипов на субмикронном уровне с помощью интерферометра.

Бесконтактная сварка: технология лазерной переноса (LIFT) может точно размещать фотонические кристаллические компоненты, избегая повреждения механическим напряжением.

Заключение
Как центральная нервная система электронного производства,Технологическая эволюция машин SMD напрямую определяет границу между миниатюризацией и высокой производительностью электронных продуктовОт монтажа на микроном уровне 01005 компонентов до интеллектуальных производственных линий, управляемых ИИ, от гибкой адаптации субстрата до фотоэлектрической гибридной интеграции,инновации в области оборудования прорывают физические ограничения и узкие места процессовС прорывами, сделанными китайскими производителями, такими как Huawei и Han's Laser в области точного управления движением и лазерной сварки,Мировая индустрия SMD ускорит свой путь к высокой точности, высокая гибкость и низкая углеродистость, закладывая производственную основу для следующего поколения электронных устройств.