Máy SMD: Động lực cốt lõi cho độ chính xác và thông minh của sản xuất điện tử

Máy SMD: Động lực cốt lõi cho độ chính xác và thông minh của sản xuất điện tử

Công nghệ thiết bị gắn bề mặt (SMD) là một quy trình quan trọng trong lĩnh vực sản xuất điện tử.Thiết bị kiểm tra, vv) - lắp ráp chính xác các thành phần vi mô trên nền PCB thông qua các quy trình tốc độ cao, chính xác cao và tự động hóa.Thiết bị AIoT, và thiết bị điện tử đeo, máy SMD đã liên tục đạt được những bước đột phá trong việc lắp đặt ở mức micron, tích hợp đa quy trình và điều khiển thông minh.Bài viết này tiến hành phân tích từ ba chiều: công nghệ cốt lõi, thách thức của ngành và xu hướng trong tương lai.

I. Các mô-đun kỹ thuật cốt lõi của máy SMD
Máy đặt tốc độ cao
Máy công nghệ gắn bề mặt (SMT) là thiết bị cốt lõi của dây chuyền sản xuất SMD, và hiệu suất của nó được xác định chung bởi điều khiển chuyển động, định vị trực quan và hệ thống cho ăn.

Kiểm soát chuyển động: Động cơ tuyến tính và công nghệ trượt từ tính làm tăng tốc độ lắp đặt lên 150.000 CPH (các thành phần mỗi giờ).dòng Siemens SIPLACE TX áp dụng kiến trúc cánh tay robot song song để đạt được tốc độ gắn cực cao 00,06 giây mỗi mảnh.

Xác định vị trí trực quan: Các công nghệ hình ảnh đa phổ dựa trên AI (như hệ thống AOI 3D của ASMPT) có thể xác định độ lệch cực của thành phần 01005 (0,4mm × 0,2mm),với độ chính xác định vị ± 15μm.

Hệ thống cấp: đĩa rung và băng cấp hỗ trợ phạm vi kích thước thành phần từ 0201 đến 55mm × 55mm.Dòng Panasonic NPM-DX thậm chí có thể xử lý việc gắn bề mặt cong của màn hình OLED linh hoạt.

Thiết bị hàn chính xác

Cửa lò hàn ngược:Công nghệ bảo vệ nitơ và kiểm soát nhiệt độ chính xác vùng nhiệt độ đa (± 1 °C) có thể làm giảm oxy hóa khớp hàn và phù hợp với bột hàn không chì (điểm nóng chảy 217-227 °C). PCB trạm cơ sở 5G của Huawei áp dụng công nghệ hàn lưu lại chân không để loại bỏ các bong bóng dưới cùng của chip BGA, với tỷ lệ trống dưới 5%.

hàn laser chọn lọc (SLS): Đối với các gói QFN và CSP thu nhỏ, laser sợi được phát triển bởi IPG Photonics đạt được hàn cục bộ thông qua đường kính điểm 0,2mm,và khu vực bị ảnh hưởng bởi nhiệt (HAZ) giảm 60% so với quy trình truyền thống.

Hệ thống phát hiện thông minh

3D SPI (Solder Paste Detection):Công nghệ đo lường 3D của Koh Young phát hiện ra độ dày của mảng hàn (chính xác ± 2μm) và độ lệch khối lượng thông qua chiếu mép Moire để ngăn chặn cầu nối hoặc hàn sai.

AXI (Kiểm tra tia X tự động): Tia X lấy nét vi mô của YXLON (với độ phân giải 1μm) có thể xuyên qua PCBS đa lớp và xác định các khiếm khuyết khớp hàn ẩn của BGA.Hiệu quả kiểm tra của bảng ECU của Tesla Model 3 đã tăng 40%.

II. Thách thức kỹ thuật và hướng đổi mới
Giới hạn gắn các thành phần thu nhỏ
Các thành phần 01005 và gói CSP khoảng cách 0,3mm yêu cầu độ chính xác điều khiển áp suất chân không của vòi hút của máy gắn bề mặt đạt ± 0,1kPa, và đồng thời,sự dịch chuyển thành phần do hấp thụ tĩnh điện cần được khắc phụcCác giải pháp bao gồm:

Các vòi hút vật liệu tổng hợp: Các vòi hút có lớp gốm (như Fuji NXT IIIc) làm giảm hệ số ma sát và tăng tính ổn định của việc nhặt các thành phần vi mô.

Trả thù áp suất động: Hệ thống Nordson DIMA tự động điều chỉnh áp suất lắp đặt (0,05-1N) thông qua phản hồi áp suất không khí thời gian thực để ngăn chặn vỡ chip.

Khả năng tương thích giữa các hình dạng bất thường và nền mềm
Điện thoại màn hình gập và cảm biến linh hoạt đòi hỏi các thành phần phải được gắn trên nền PI (polyimide).Các giải pháp sáng tạo bao gồm:

Nền tảng hấp thụ chân không: Máy đặt JUKI RX-7 áp dụng hấp thụ chân không khu vực, tương thích với nền linh hoạt dày 0,1mm và bán kính uốn cong là ≤3mm.

Định vị hỗ trợ bằng laser: Laser cực tím của Coherent khắc các dấu hiệu vi mô (với độ chính xác 10μm) trên bề mặt của chất nền linh hoạt,hỗ trợ hệ thống thị giác trong việc sửa lỗi biến dạng nhiệt.

Nhu cầu sản xuất nhiều giống và lô nhỏ
Ngành công nghiệp 4.0 thúc đẩy sự phát triển của các dây chuyền sản xuất hướng tới thay đổi mô hình nhanh chóng (SMED), và thiết bị cần hỗ trợ chế độ chuyển đổi "một cú nhấp chuột":

Bộ cấp dữ liệu mô-đun: Bộ cấp dữ liệu Yamaha YRM20 có thể hoàn thành việc chuyển đổi các thông số kỹ thuật băng vật liệu trong vòng 5 phút và hỗ trợ điều chỉnh phù hợp của băng thông từ 8mm đến 56mm.

Mô phỏng sinh đôi kỹ thuật số: Phần mềm Siemens Process Simulate tối ưu hóa đường mòn gắn thông qua gỡ lỗi ảo, giảm thời gian thay đổi mô hình 30%.

Xu hướng trong tương lai và triển vọng của ngành công nghiệp
Tối ưu hóa quy trình dựa trên AI

Mô hình dự đoán lỗi:NVIDIA Metropolis phân tích dữ liệu SPI và AOI để đào tạo một mạng thần kinh để dự đoán các khiếm khuyết in dán hàn (tỷ lệ chính xác >95%) và điều chỉnh các tham số quy trình trước.

Hệ thống hiệu chuẩn tự học: Bộ điều khiển AI của KUKA có thể tối ưu hóa đường cong gia tốc gắn dựa trên dữ liệu lịch sử, làm giảm nguy cơ biến động chuyến bay của thành phần.

Sản xuất xanh và đổi mới tiêu thụ năng lượng

Công nghệ hàn nhiệt độ thấp: Bột hàn Sn-Bi-Ag (điểm nóng chảy 138 °C) được phát triển bởi Công nghệ Indium phù hợp với hàn ngược nhiệt độ thấp,giảm 40% tiêu thụ năng lượng.

Hệ thống tái chế chất thải: ASM Eco Feed tái chế nhựa và kim loại trong vành đai chất thải, với tỷ lệ tái sử dụng vật liệu lên đến 90%.

Công nghệ tích hợp lai quang điện
Thiết bị CPO (Co-packaged Optics) đòi hỏi phải gắn đồng thời động cơ quang và chip điện.

Mô-đun sắp xếp quy mô nano: Hệ thống sắp xếp laser Zeiss đạt được sự sắp xếp cấp độ dưới micron của các đường dẫn sóng quang học và chip quang tử silic thông qua một bộ can thiệp.

hàn không tiếp xúc: Công nghệ chuyển tiếp phía trước do laser (LIFT) có thể đặt chính xác các thành phần tinh thể quang tử, tránh thiệt hại do căng thẳng cơ học.

Kết luận
Là hệ thần kinh trung tâm của sản xuất điện tử,Sự phát triển công nghệ của máy SMD trực tiếp xác định ranh giới giữa thu nhỏ và hiệu suất cao của các sản phẩm điện tửTừ việc lắp đặt cấp micron của các thành phần 01005 đến các dây chuyền sản xuất thông minh được điều khiển bởi AI, từ thích nghi chất nền linh hoạt đến tích hợp lai quang điện,Đổi mới thiết bị đang phá vỡ các giới hạn vật lý và các nút thắt quy trìnhVới những bước đột phá của các nhà sản xuất Trung Quốc như Huawei và Han's Laser trong lĩnh vực điều khiển chuyển động chính xác và hàn laser,ngành công nghiệp SMD toàn cầu sẽ tăng tốc độ lặp lại của nó hướng tới độ chính xác cao, linh hoạt cao và carbon hóa thấp, đặt nền tảng sản xuất cho thế hệ thiết bị điện tử tiếp theo.