SMD-machines: de belangrijkste drijvende kracht voor de precisie en intelligentie van de elektronische productie

SMD-machines: de belangrijkste drijvende kracht voor de precisie en intelligentie van de elektronische productie

De technologie van de Surface Mount Device (SMD) is een belangrijk proces op het gebied van elektronische productie.inspectieapparatuurMet de explosieve groei in gebieden als 5G-communicatie, is het mogelijk om microcomponenten op PCB-substraten te monteren met hoge snelheid, precisie en automatisering.AIoT-apparaten, en draagbare elektronica, SMD-machines hebben voortdurend doorbraken geboekt op microniveau montage, multi-proces integratie en intelligente besturing.In dit artikel wordt een analyse uitgevoerd vanuit drie dimensies: kerntechnologieën, uitdagingen voor de industrie en toekomstige trends.

I. Technische kernmodules van SMD-machines
High-Speed Placement Machine
De machine met oppervlakgemonteerde technologie (SMT) is de kernapparatuur van de SMD-productielijn en de prestaties ervan worden gezamenlijk bepaald door bewegingscontrole, visuele positionering en het voedingssysteem.

Bewegingscontrole: lineaire motoren en magnetische levitatietechnologie verhogen de opbouw snelheid tot 150.000 CPH (componenten per uur).de Siemens SIPLACE TX-serie heeft een parallelle robotarmarchitectuur om ultra-hoge snelheid te bereiken0,06 seconden per stuk.

Visuele positionering: AI-gedreven multispectral imaging-technologieën (zoals het 3D-AOI-systeem van ASMPT) kunnen de polariteitsdeviatie van component 01005 (0,4 mm × 0,2 mm) identificeren,met een positioneringsnauwkeurigheid van ± 15 μm.

Voersysteem: De trillende schijf en de bandvoerder ondersteunen de grootte van de onderdelen van 0201 tot 55 mm × 55 mm.De Panasonic NPM-DX-serie kan zelfs de gebogen oppervlakte van flexibele OLED-schermen aan.

Vervaardiging uit elektrische apparatuur

met een vermogen van niet meer dan 50 WStikstofbescherming en nauwkeurige temperatuurregeling (± 1 °C) voor meerdere temperatuurzones kunnen de oxidatie van de soldeerslijm verminderen en zijn geschikt voor loodvrije soldeerpasta (smeltpunt 217-227 °C)Het 5G-basisstation van Huawei gebruikt vacuüm-reflow-soldeertechnologie om de bodembellen van BGA-chips te elimineren, met een leegtepercentage van minder dan 5%.

Selectief lasersweis (SLS): voor miniaturiseerde QFN- en CSP-pakketten bereikt de door IPG Photonics ontwikkelde glasvezellaser lokaal lassen via een 0, 2 mm spotdiameter,en de warmte-afgeperste zone (HAZ) wordt met 60% verminderd in vergelijking met het traditionele proces.

Intelligent detectiesysteem

3D SPI (Solder Paste Detection):De 3D-metingstechnologie van Koh Young detecteert de dikte van de soldeerpasta (nauwkeurigheid ± 2 μm) en de afwijking van het volume door middel van Moire-randprojectie om overbrugging of vals solderen te voorkomen.

AXI (Automatic X-ray Inspection) : De microfocus-röntgenstralen van YXLON (met een resolutie van 1 μm) kunnen multi-layer PCBS penetreren en verborgen soldeergewrichtdefecten van BGA identificeren.De inspectie-efficiëntie van het ECU-bord van Tesla Model 3 is met 40% verhoogd.

II. Technische uitdagingen en innovatierichtingen
De montagelimiet van miniaturiseerde onderdelen
Het onderdeel 01005 en het CSP-pakket met een afstand van 0,3 mm vereisen dat de accuraatheid van de vacuümdrukregeling van de zuigstuk van de oppervlakte-montage-machine ± 0,1 kPa bereikt en tegelijkertijd:de door elektrostatische adsorptie veroorzaakte componentenverschuiving moet worden overwonnenDe oplossingen omvatten:

Zuigstukken van samengestelde materialen: met keramiek beklede zuigstukken (zoals Fuji NXT IIIc) verminderen de wrijvingscoëfficiënt en verbeteren de stabiliteit van het oppakken van micro-componenten.

Dynamische drukcompensatie: het Nordson DIMA-systeem past de montagedruk (0,05-1 N) automatisch aan door middel van een feedback van de luchtdruk in realtime om scheuren van de chip te voorkomen.

Compatibiliteit tussen onregelmatige vormen en flexibele ondergronden
Voor opvouwbare telefoons met scherm en flexibele sensoren moeten componenten worden gemonteerd op PI (polyimide) -substraten.De innovatieve oplossingen omvatten::

Vacuumaadsorptieplatform: De JUKI RX-7-plaatsingsmachine gebruikt zone-vacuumaadsorptie, is compatibel met flexibele substraten met een dikte van 0,1 mm en de buigradius is ≤3 mm.

Laserondersteunde positionering: de ultraviolette laser van Coherent maakt micro-markeringen (met een nauwkeurigheid van 10 μm) op het oppervlak van flexibele substraten.de visie te helpen bij het corrigeren van thermische vervormingsfouten.

De vraag naar productie van meerdere variëteiten en kleine partijen
Industrie 4.0 bevordert de ontwikkeling van productielijnen in de richting van snelle modelverandering (SMED) en apparatuur moet de "one-click switching"-modus ondersteunen:

De Yamaha YRM20-voermachine kan de wisseling van materiaalbandspecificaties binnen 5 minuten voltooien en ondersteunt adaptieve aanpassing van de bandbreedte van 8 mm tot 56 mm.

Digitale tweelingsimulatie: Siemens Process Simulate-software optimaliseert het montagepad door virtuele debugging, waardoor de tijd voor het wijzigen van het model met 30% wordt verkort.

Iii. Toekomstige trends en vooruitzichten voor de industrie
AI-gedreven procesoptimalisatie

Model voor de voorspelling van fouten:Het NVIDIA Metropolis-platform analyseert SPI- en AOI-gegevens om een neuraal netwerk te trainen om fouten bij het printen van soldeerpasta te voorspellen (nauwkeurigheid >95%) en de procesparameters vooraf aan te passen.

Zelflerend kalibratie systeem: de AI-controller van KUKA kan de acceleratiecurve op basis van historische gegevens optimaliseren, waardoor het risico op verplaatsing van de componenten wordt verminderd.

Groene productie en energieverbruik

Laagtemperatuursoldeertechnologie: de door Indium Technology ontwikkelde Sn-Bi-Ag-soldeerpasta (smeltpunt 138°C) is geschikt voor laagtemperatuur-reflowsoldering,vermindering van het energieverbruik met 40%.

Afvalrecycling: ASM Eco Feed recycleert kunststoffen en metalen in de afvalstrook, met een materiaalhergebruik van maximaal 90%.

Foto-elektrische hybride integratie technologie
Voor de installatie van CPO-apparaten (Co-packaged Optics) moeten de optische motor en de elektrische chip tegelijkertijd worden gemonteerd.

Nanoscale Alignment-module: Het Zeiss Laser Alignment-systeem bereikt via een interferometer een submicron-niveau-alignment van optische golfleiders en siliciumfotonische chips.

Niet-contact lassen: Laser-geïnduceerde forward transfer (LIFT) -technologie kan fotonische kristalcomponenten nauwkeurig plaatsen, waardoor mechanische stressbeschadiging wordt vermeden.

Conclusies
Als het centrale zenuwstelsel van elektronische productie,de technologische evolutie van SMD-machines bepaalt direct de grens tussen miniaturisatie en hoge prestaties van elektronische productenVan de montage op microniveau van 01005 componenten tot AI-gedreven intelligente productielijnen, van flexibele substratadaptatie tot foto-elektrische hybride integratie,innovatie op het gebied van apparatuur doorbreekt fysieke grenzen en procesknelpuntenMet de doorbraken van Chinese fabrikanten zoals Huawei en Han's Laser op het gebied van precisiebeheersing en lasersweis,de wereldwijde SMD-industrie zal haar iteratie naar hoge precisie versnellen, een hoge flexibiliteit en een lage verkoudering, waardoor de basis wordt gelegd voor de productie van de volgende generatie elektronische apparaten.