Selectie- en plaatsproces in oppervlaktebevestigingstechnologie (SMT): kernprincipes, technische uitdagingen en de toekomst

Selectie- en plaatsproces in oppervlaktebevestigingstechnologie (SMT): kernprincipes, technische uitdagingen en de toekomst

Evolutie.
Inleiding
Het pick and place proces is de kern van de SMT-technologie.die precisely microelectronic components mount naar de aangewezen posities op de printed circuit board (PCB) via high-precision geautomatiseerde apparatuurDit proces bepaalt direct de betrouwbaarheid, productie-efficiëntie en integratiegraad van elektronische producten.het internet van dingen en automotive electronicsPick and Place-technologie heeft continu door de grenzen van nauwkeurigheid en snelheid gebroken, en is de hoeksteen geworden van moderne elektronicaproductie.Dit artikel zal de operationele mechanisme en ontwikkeling richting van dit proces van aspecten zoals apparatuurstructuur uitgebreid analyseren., werkend principe, belangrijke technische uitdagingen en toekomstige trends.

I. Core Structure and Working Principle of the Pick and Place Device (Core structuur en werkend principe van het pick and place apparaat)
Het Pick and Place apparaat (surface mount machine) werkt samen met meerdere precisie modules, en zijn kernstructuur omvat:

Voedingssysteem
Het voedingssysteem brengt de componenten in de tape, tube of tray naar de picking positie door de voeder.De bandvoerder gebruikt tandwielen om de materiaalband te rijden om de continue levering van componenten te verzekeren.De vibrante bulk feeder past het voederritme aan aan de trillingsfrequentie (200-400Hz).

Visueel positioneringssysteem.
The surface mount technology (SMT) placement machine is equipped with high-resolution cameras and image processing algorithms. De surface mount technology (SMT) placement machine is uitgerust met high-resolution camera's en beeldverwerkingsalgoritmen.By identifying Mark points and component features on the PCB (zoals pin spacing en polarity markings)Bijvoorbeeld, de flight vision alignment technologie kan component identificatie voltooien tijdens de beweging van de robotic arm.en de montage snelheid kan bereiken tot 15048 punten per uur.

Montage hoofd en zuigstuk
De placement head adopteert een parallel ontwerp van multiple suction nozzles (commonly 2 to 24 suction nozzles), en adsorbeert de componenten via vacuum negatieve druk (-70 kpa to -90 kpa).Components of different sizes need to be matched with dedicated suction nozzles. Componenten van verschillende maten moeten worden matched met dedicated suction nozzles.: 0402 componenten gebruiken zuigpijpen met een 0.3mm diafragma, terwijl grotere componenten zoals QFP grotere zuigpijpen nodig hebben om de adsorptie kracht met 79 te verhogen.

Motion control systeem.
De X-Y-Z drie-asservo aandrijving systeem, in combinatie met de lineaire slide rail, bereikt high-speed (≥30,000CPH) precise beweging.De bewegende snelheid wordt verminderd om de invloed van traagheid te minimaliseren., terwijl in het gebied van micro-componenten, een high-speed path optimization algoritme is aangenomen om de efficiëntie 910.

Key Technical Links in the process flow
Het Pick and Place proces moet nauw worden gecoördineerd met de front-end en back-end processen.

Solder paste printing en SPI detectie
De solder paste is geprint onto the PCB pads through the laser steel mesh (with an opening error of ≤5%).De squeegee druk (3-5kg/cm2) en de printing speed (20-50mm/s) directly affect the thickness of the solder paste (with an error of ±15%) De squeegee druk (3-5kg/cm2) and the printing speed (20-50mm/s) directly affect the thickness of the solder paste (with an error of ±15%)Na het printen, zijn het volume en de vorm gewaarborgd om te voldoen aan de 410 standaard door middel van 3D solder paste inspectie (SPI).

Component picking and mounting
Na het plaatsingshoofd neemt materialen van de Feida, het visuele systeem corrigeert de hoekverplaatsing van de componenten (θ axis rotatie compensatie), en de plaatsingsdruk (0.3-0.5N moet nauwkeurig worden gecontroleerd om soldeerpasta-collaps te voorkomen.Bijvoorbeeld, de BGA chip vereist een extra uitlaatgat ontwerp om het soldering effect 410.

Reflow soldering en temperatuurcontrole
De reflow soldering oven is verdeeld in vier fasen: voorverhitting, onderdompeling, reflow en koeling.De piek temperatuur (235-245°C voor loodvrij proces) moet precies worden gehandhaafd voor 40-90 seconden.De warmlucht motor snelheid (1500-2500rpm) zorgt voor temperatuur uniformiteit (±5°C) 410.

Kwaliteit inspectie en reparatie
Automatic optical inspection (AOI) identificeert defecten zoals offset en valse soldering door multi-angle lichtbronnen, met een misjudgment rate van minder dan 1%.X-ray inspection (AXI) wordt gebruikt voor de interne defect analyse van verborgen solder joints zoals BGA.Na de reparatie, is een secondary furnace verification vereist.

Iii. Technische uitdagingen en innovatieve oplossingen
Ondanks de volwassenheid van de technologie, wordt Pick and Place nog steeds geconfronteerd met de volgende uitdagingen:

Mounting accuracy of micro-components
Component 01005 (0.4mm×0.2mm) vereist een mounting accuracy van ±25μm.Nano-scale steel mesh (thickness ≤50μm) and adaptive vacuum suction nozzle technology should be adopted to prevent material flying or deviation 410 (Nano-scale staal mesh (dikte ≤50μm) en adaptive vacuum suction nozzle technology should be adopted to prevent material flying or deviation 410 (adaptieve vacuümzuigstuktechnologie moet worden gebruikt om te voorkomen dat materiaal vliegt of afwijkt).

Onregelmatige componenten en high-density interconnectie.
Voor QFN-verpakkingen moet het staalmaas verdunnen worden tot 0,1 mm en moeten uitlaatgaten worden toegevoegd.,en de laser boor nauwkeurigheid moet minder dan 0,1 mm 410.

Bescherming van warmtegevoelige elementen
De refluxtijd van componenten zoals LED's moet met 20% worden verkort om het geel worden van de lenzen te voorkomen.Nitrogen protection (oxygen content ≤1000ppm) in hot air welding can reduce false welding caused by oxidation 47.

IV. Toekomstige ontwikkelingstrends
Integratie van intelligentie en AI.
Artificiële intelligentie zal diep geïntegreerd worden in het AOI-systeem, en defectpatronen zullen worden geïdentificeerd door middel van machine learning, waardoor het misjudgment-percentage tot minder dan 0,5% zal dalen.Predictive maintenance systemen kunnen vroegtijdige waarschuwingen geven van apparatuurfouten.Vermindering van de downtime met 30%.

Hoge flexibiliteit manufacturing
The modular surface mount technology (SMT) machine supports rapid switching of production tasks and, in combination with the MES system, enables multi-variety and small-batch production. De modular surface mount technology (SMT) machine ondersteunt rapid switching of production tasks en, in combinatie met het MES-systeem, enables multi-variety and small-batch production.AGV's en intelligente opslagsystemen kunnen de materiaalvoorbereidingstijd met 50% verminderen..

Groene productietechnologie
De popularisering van loodvrije soldeer (Sn-Ag-Cu-legering) en low-temperature welding processen heeft het energieverbruik met 20% verminderd.reducing VOC's emissions by 90%310.

Heterogene integratie en geavanceerde verpakking.
De 3D-IC technologie voor 5G en AI chips drijft de ontwikkeling van surface mount technology (SMT) machines richting ultra-dunne substraten (≤0.2mm) en high-precision stacking (±5μm).en laser-assisted placement technologie zal de sleutel zijn.

Conclusies
The Pick and Place-proces bevordert continu de vooruitgang van elektronische productie naar hoge dichtheid en hoge betrouwbaarheid door de collaborative innovatie van precisie-machinery.Intelligente algoritmen en materialenwetenschap.Van nanoschaal zuigstukken tot AI-gedreven detectiesystemen.De technologische evolutie heeft niet alleen de productie-efficiëntie verbeterd, maar ook core support geleverd voor opkomende gebieden zoals smartphones.In de toekomst, met de verdieping van intelligente en groene productie, zullen we de mogelijkheid krijgen om onze technologieën te ontwikkelen en te ontwikkelen.dit proces zal een cruciale rol spelen in de innovatie van de elektronica industrie.