ماشین های SMD: محرک اصلی برای دقت و هوش تولید الکترونیک

تکنولوژی Surface Mount Device (SMD) یک فرآیند کلیدی در زمینه تولید الکترونیک است. تجهیزات اصلی آن - دستگاه های SMD (از جمله دستگاه های نصب سطح، اجاق های reflow،تجهیزات بازرسیبا رشد انفجاری در زمینه هایی مانند ارتباطات 5G، تولیدات دیجیتال به طور مداوم در حال افزایش است.دستگاه های IoT، و الکترونیک پوشیدنی، ماشین های SMD به طور مداوم در نصب سطح میکرو، ادغام چند فراینده و کنترل هوشمند پیشرفت کرده اند.این مقاله یک تحلیل از سه ابعاد انجام می دهد: فن آوری های اصلی، چالش های صنعت و روند آینده

دستگاه فناوری نصب سطح (SMT) تجهیزات اصلی خط تولید SMD است و عملکرد آن به طور مشترک توسط کنترل حرکت، موقعیت دید و سیستم تغذیه تعیین می شود.

• کنترل حرکت: موتورهای خطی و تکنولوژی ارتفاع مغناطیسی سرعت نصب را به ۱۵۰،۰۰۰ CPH افزایش می دهند.سری Siemens SIPLACE TX یک معماری بازوی رباتیک موازی را برای دستیابی به نصب فوق العاده با سرعت 0.06 ثانیه برای هر قطعه
• موقعیت بندی بصری: فن آوری های تصویربرداری چند طیف مبتنی بر هوش مصنوعی (مانند سیستم 3D AOI ASMPT) می توانند انحراف قطبی قطب 01005 (0.4mm*0.2mm) را شناسایی کنند.با دقت موقعیت دهی ±15μm.
• سیستم تغذیه: دیسک لرزش و نوار تغذیه از محدوده اندازه قطعات از 0201 تا 55mm * 55mm پشتیبانی می کند.سری NPM-DX پاناسونیک حتی می تواند نصب سطح منحنی صفحه نمایش های انعطاف پذیر OLED را انجام دهد.

• اجاق جوش مجدد:حفاظت از نیتروژن و کنترل دقیق دمای منطقه چند دمایی (± 1 °C) می تواند اکسیداسیون مفصل جوش را کاهش دهد و برای خمیر جوش بدون سرب مناسب است (نقطه ذوب 217-227 °C). PCB ایستگاه پایه 5G هواوی از تکنولوژی جوش مجدد تخلیه استفاده می کند تا حباب های پایین تراشه های BGA را از بین ببرد ، با نرخ خالی کمتر از 5٪.
• جوش لیزری انتخابی (SLS): برای بسته های کوچک QFN و CSP، لیزر فیبر توسعه یافته توسط IPG Photonics جوش محلی را از طریق قطر نقطه 0.2mm به دست می آورد،و منطقه گرمایی (HAZ) در مقایسه با فرآیند سنتی 60٪ کاهش می یابد..

• 3D SPI (شناخت چسب جوش)تکنولوژی اندازه گیری سه بعدی کوه یونگ ضخامت خمیر جوش (دقت ± 2μm) و انحراف حجم را از طریق پروژکتور فرنج مویر تشخیص می دهد تا از پل یا جوش غلط جلوگیری شود.
• AXI (بررسی خودکار اشعه ایکس): اشعه ایکس میکرو فوکوس YXLON (با وضوح 1μm) می تواند به PCBS چند لایه نفوذ کند و نقص های مشترک جوش پنهان BGA را شناسایی کند.بهره وری بازرسی هیئت مدیره ECU از Tesla Model 3 40 درصد افزایش یافته است.

قطعه 01005 و بسته CSP با فاصله 0.3 میلی متر نیاز دارند که دقت کنترل فشار خلاء از نوزل مکش ماشین نصب سطح به ± 0.1kPa برسد و در عین حال،باید از تعویض اجزای ناشی از جذب الکترواستاتیک جلوگیری شود.راه حل ها شامل:

• نوزل های مکش از مواد کامپوزیت: نوزل های مکش پوشیده از سرامیک (مانند Fuji NXT IIIc) ضریب اصطکاک را کاهش می دهند و ثبات برداشت میکرو اجزای را افزایش می دهند.
• جبران فشار پویا: سیستم Nordson DIMA به طور خودکار فشار نصب (0.05-1N) را از طریق بازخورد فشار هوا در زمان واقعی تنظیم می کند تا از شکستن تراشه جلوگیری شود.

تلفن های با صفحه نمایش تاشو و سنسورهای انعطاف پذیر نیاز به نصب قطعات بر روی زیربناهای PI (پولیامید) دارند.راه حل های نوآورانه عبارتند از:

• پلت فرم جذب خلاء: دستگاه قرار دادن JUKI RX-7 جذب خلاء منطقه ای را اتخاذ می کند، با زیربناهای انعطاف پذیر 0.1mm ضخیم سازگار است و شعاع خم ≤3mm است.
• موقعیت گذاری با کمک لیزر: لیزر ماوراء بنفش Coherent نشان های میکرو (با دقت 10μm) را بر روی سطح زیربناهای انعطاف پذیر حک می کند.کمک به سیستم بینایی در تصحیح خطاهای تغییر شکل حرارتی.

صنعت ۴.۰ توسعه خطوط تولید را به سمت تغییر سریع مدل (SMED) ترویج می کند و تجهیزات نیاز به پشتیبانی از حالت "تغییر یک کلیک" دارند:

• تغذیه کننده ماژولار: تغذیه کننده Yamaha YRM20 می تواند تغییر مشخصات نوار مواد را در عرض 5 دقیقه تکمیل کند و از تنظیم سازگار پهنای باند از 8 میلی متر تا 56 میلی متر پشتیبانی می کند.
• شبیه سازی دوقلو دیجیتال: نرم افزار شبیه سازی فرآیند زیمنس مسیر نصب را از طریق عیب یابی مجازی بهینه می کند و زمان تغییر مدل را 30٪ کاهش می دهد.

• مدل پیش بینی نقص:پلت فرم NVIDIA Metropolis داده های SPI و AOI را تجزیه و تحلیل می کند تا یک شبکه عصبی را برای پیش بینی نقص های چاپ پسته ی جوش (درصد دقت >95٪) و تنظیم پارامترهای فرآیند از قبل آموزش دهد.
• سیستم کالیبراسیون خودآموز: کنترل کننده هوش مصنوعی KUKA می تواند منحنی شتاب گیری نصب را بر اساس داده های تاریخی بهینه کند و خطر تغییر پرواز قطعات را کاهش دهد.

• تکنولوژی جوش دمای پایین: خمیر جوش Sn-Bi-Ag (نقطه ذوب 138°C) که توسط Indium Technology توسعه یافته است برای جوش مجدد دمای پایین مناسب است.کاهش مصرف انرژی 40٪.
• سیستم بازیافت زباله: ASM Eco Feed پلاستیک ها و فلزات موجود در کمربند زباله را بازیافت می کند، با نرخ بازیافت مواد تا 90٪.

دستگاه های CPO (Co-packaged Optics) نیاز به نصب همزمان موتور نوری و تراشه الکتریکی دارند. تجهیزات جدید نیاز به ادغام:

• ماژول هماهنگی نانو: سیستم هماهنگی لیزر زیس از طریق یک مداخله سنج، هماهنگی سطح زیر میکروونی از موج های نوری و تراشه های فوتونیک سیلیکون را به دست می آورد.
• جوش بدون تماس: تکنولوژی لیزر محرک انتقال جلو (LIFT) می تواند قطعات کریستالی فوتونی را به طور دقیق قرار دهد و از آسیب استرس مکانیکی جلوگیری کند.

به عنوان سیستم عصبی مرکزی تولید الکترونیک،تکامل تکنولوژیکی دستگاه های SMD مستقیماً مرز بین کوچک سازی و عملکرد بالا محصولات الکترونیکی را تعریف می کنداز قرار دادن اجزای 01005 در سطح میکرو، تا خطوط تولید هوشمند مبتنی بر هوش مصنوعی، از سازگاری سبسترات انعطاف پذیر تا ادغام هیبرید فوتو الکتریکی،نوآوری تجهیزات از محدودیت های فیزیکی و تنگه های فرآیند عبور می کندبا پیشرفت هایی که تولیدکنندگان چینی مانند هواوی و ليزر هان در زمینه کنترل دقیق حرکت و جوش لیزر انجام داده اند،صنعت SMD جهانی سرعت خود را به سمت دقت بالا افزایش می دهد، انعطاف پذیری بالا و کربن سازی پایین، ایجاد پایه تولید برای نسل بعدی دستگاه های الکترونیکی.