Μηχανοποιημένη κατασκευή PCB: Μια ολοκληρωμένη ανάλυση από τον εξοπλισμό διαδικασίας στην έξυπνη παραγωγή

Κατά την κοπή μεγάλων φύλλων χαλκού σε μικρά κομμάτια που απαιτούνται για την παραγωγή, είναι απαραίτητο να ελέγχεται η ακρίβεια των διαστάσεων και ο ρυθμός χρήσης υλικού. Η πριονοκορδέλα μειώνει τη σπατάλη υλικού και εξασφαλίζει την επίπεδη επιφάνεια της άκρης της πλακέτας κατά 47 μέσω εργαλείων υψηλής ακρίβειας και ενός αυτοματοποιημένου συστήματος ελέγχου.

Μηχανή λιθογραφίας: Το μοτίβο του κυκλώματος μεταφέρεται στην πλακέτα χαλκού μέσω υπεριώδους ακτινοβολίας. Είναι απαραίτητο να ελέγχεται με ακρίβεια η ενέργεια έκθεσης και η ακρίβεια ευθυγράμμισης για να διασφαλιστεί ότι το πλάτος/διάστημα της γραμμής πληροί τις απαιτήσεις σχεδιασμού (όπως ελάχιστο πλάτος γραμμής 2mil). 59.

Μηχανή χάραξης: Χρησιμοποιεί χημικά διαλύματα (όπως όξινο χλωριούχο χαλκό) για την αφαίρεση του μη προστατευμένου στρώματος χαλκού και τη δημιουργία αγώγιμων κυκλωμάτων. Ο ακριβής έλεγχος της συγκέντρωσης, της θερμοκρασίας και της ροής του διαλύματος είναι το κλειδί για την αποφυγή υπερβολικής ή ανεπαρκούς χάραξης 47.

Οι πολυστρωματικές PCBS πρέπει να επιτύχουν διασύνδεση μεταξύ των στρώσεων μέσω διάτρησης. Η μηχανή διάτρησης υψηλής ταχύτητας χρησιμοποιεί τρυπάνια μικρομέτρων και, σε συνδυασμό με την τεχνολογία τοποθέτησης λέιζερ, μπορεί να επεξεργαστεί οπές υψηλής πυκνότητας με διάμετρο 0,1 mm, καλύπτοντας τις απαιτήσεις των επικοινωνιών 5G και των κυκλωμάτων υψηλής συχνότητας 59.

Ένα στρώμα χαλκού εναποτίθεται χημικά στο τοίχωμα της οπής για να εξασφαλιστεί η αγωγιμότητα μεταξύ των στρώσεων. Η διαδικασία καθίζησης χαλκού απαιτεί έλεγχο της σύνθεσης και της θερμοκρασίας του διαλύματος για την αποφυγή αποκόλλησης του στρώματος χαλκού στο τοίχωμα της οπής, γεγονός που μπορεί να επηρεάσει την αξιοπιστία. 57.

Η πάστα συγκόλλησης πρέπει να εκτυπώνεται με ακρίβεια στα μαξιλαράκια PCB μέσω του μεταλλικού πλέγματος, με την ακρίβεια εκτύπωσης να ελέγχεται εντός ±25μm. Επιπλέον, θα πρέπει να είναι εξοπλισμένο ένα οπτικό έλεγχο (SPI) για την παρακολούθηση του πάχους και της ομοιομορφίας της πάστας συγκόλλησης σε πραγματικό χρόνο. 310

Υιοθετώντας ένα σύστημα όρασης υψηλής ακρίβειας και ρομποτικούς βραχίονες πολλαπλών αξόνων, επιτυγχάνεται γρήγορη τοποθέτηση εξαρτημάτων (για παράδειγμα, η ταχύτητα τοποθέτησης εξαρτημάτων συσκευασίας 0402 μπορεί να φτάσει τα 30.000CPH). Η μηχανή τεχνολογίας επιφανειακής τοποθέτησης (SMT) διπλής τροχιάς μπορεί να επεξεργαστεί διπλά πάνελ ταυτόχρονα, αυξάνοντας την παραγωγική ικανότητα κατά 610.

Ελέγχοντας με ακρίβεια την καμπύλη ζώνης θερμοκρασίας (προθέρμανση, τήξη, ψύξη), η πάστα συγκόλλησης τήκεται ομοιόμορφα και σχηματίζονται αξιόπιστες αρθρώσεις συγκόλλησης. Η τεχνολογία προστασίας αζώτου μπορεί να μειώσει την οξείδωση και να βελτιώσει την απόδοση συγκόλλησης κατά 310.

Χρησιμοποιείται για τη συγκόλληση εξαρτημάτων plug-in, αποφεύγοντας τη γεφύρωση και την ψευδή συγκόλληση μέσω του δυναμικού ελέγχου αιχμής κύματος και είναι κατάλληλο για υβριδική διαδικασία συναρμολόγησης 610.

Αυτόματος οπτικός έλεγχος (AOI): Χρησιμοποιώντας αλγόριθμους βαθιάς μάθησης για την αναγνώριση ελαττωμάτων στις αρθρώσεις συγκόλλησης (όπως ψευδής συγκόλληση και μετατόπιση), με ποσοστό εσφαλμένης κρίσης μικρότερο από 1%310.

Έλεγχος ακτίνων Χ (AXI): Για πακέτα BGA και QFN, ανιχνεύστε πόρους και ρωγμές σε κρυφές αρθρώσεις συγκόλλησης για να διασφαλίσετε την αξιοπιστία των πακέτων υψηλής πυκνότητας 510.

Με την ενσωμάτωση δεδομένων εξοπλισμού μέσω του συστήματος MES, μπορεί να επιτευχθεί γρήγορη εναλλαγή μεταξύ πολλαπλών ποικιλιών και μικρής παρτίδας παραγωγής. Για παράδειγμα, το έξυπνο σύστημα αποθήκευσης, σε συνεργασία με τα AGV, μειώνει τον χρόνο χειρισμού υλικών κατά 10%.

Η διάδοση της συγκόλλησης χωρίς μόλυβδο και των διαδικασιών συγκόλλησης χαμηλής θερμοκρασίας μειώνει την περιβαλλοντική ρύπανση. Τα καθαριστικά με βάση το νερό αντικαθιστούν τους οργανικούς διαλύτες, μειώνοντας τις εκπομπές VOC κατά 35%.

Η διάδοση των εξαρτημάτων συσκευασίας 01005 και των υποστρωμάτων IC απαιτεί η ακρίβεια των μηχανών τεχνολογίας επιφανειακής τοποθέτησης (SMT) να φτάσει τα ±15μm και το ζήτημα της ομοιομορφίας της εκτύπωσης μικρο-πάστας συγκόλλησης πρέπει να αντιμετωπιστεί. 610

Η συσκευασία 3D και το SiP (System-in-Package) οδηγούν τις PCBS προς διασύνδεση υψηλής πυκνότητας (HDI) και διασύνδεση αυθαίρετου στρώματος (ELIC) και πρέπει να αναπτυχθούν νέοι τύποι εξοπλισμού διάτρησης και ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης με λέιζερ 59.

Η εφαρμογή του Industrial Internet of Things (IIoT) και της τεχνολογίας ψηφιακού διδύμου επιτρέπει την προγνωστική συντήρηση του εξοπλισμού και τη δυναμική βελτιστοποίηση των παραμέτρων της διαδικασίας, μειώνοντας τον χρόνο διακοπής λειτουργίας κατά περισσότερο από 30%.