Global Soul Limited liyi@gs-smt.com 86-755-27962186
Bảng mạch in (PCB), là nền tảng cốt lõi của các sản phẩm điện tử, phụ thuộc rất nhiều vào thiết bị cơ khí chính xác và công nghệ tự động hóa trong quá trình sản xuất của chúng. Với sự phát triển của các sản phẩm điện tử theo hướng mật độ cao, thu nhỏ và tần số cao, sự đổi mới công nghệ của thiết bị sản xuất PCB và thiết bị công nghệ gắn bề mặt (SMT) đã trở thành chìa khóa để thúc đẩy sự tiến bộ của ngành. Bài viết này sẽ phân tích một cách có hệ thống toàn bộ quy trình và sự phát triển công nghệ của sản xuất PCB cơ khí hóa từ các khía cạnh như thiết bị cốt lõi trong sản xuất PCB, thiết bị quy trình SMT, xu hướng thông minh và công nghệ kiểm tra chất lượng.
Quá trình sản xuất PCB rất phức tạp, liên quan đến nhiều quy trình, mỗi quy trình đều yêu cầu thiết bị chuyên dụng để hỗ trợ. Thiết bị cốt lõi bao gồm:
Khi cắt các tấm đồng phủ lớn thành các mảnh nhỏ cần thiết cho sản xuất, cần phải kiểm soát độ chính xác về kích thước và tỷ lệ sử dụng vật liệu. Máy cưa bảng giúp giảm lãng phí vật liệu và đảm bảo độ phẳng của cạnh bảng bằng 47 thông qua các công cụ có độ chính xác cao và hệ thống điều khiển tự động.
Máy in thạch bản: Mẫu mạch được chuyển lên tấm đồng phủ thông qua phơi tia cực tím. Cần kiểm soát chính xác năng lượng phơi sáng và độ chính xác căn chỉnh để đảm bảo rằng chiều rộng/khoảng cách đường đáp ứng các yêu cầu thiết kế (chẳng hạn như chiều rộng đường tối thiểu là 2mil). 59.
Máy ăn mòn: Nó sử dụng các dung dịch hóa học (chẳng hạn như clorua đồng axit) để loại bỏ lớp đồng không được bảo vệ và tạo thành các mạch dẫn điện. Kiểm soát chính xác nồng độ, nhiệt độ và tốc độ dòng chảy của dung dịch là chìa khóa để tránh ăn mòn quá mức hoặc không đủ 47.
PCB nhiều lớp cần đạt được sự liên kết giữa các lớp thông qua khoan. Máy khoan tốc độ cao sử dụng mũi khoan cấp micron và kết hợp với công nghệ định vị bằng laser, có thể xử lý các lỗ thông mật độ cao với đường kính 0,1mm, đáp ứng các yêu cầu của truyền thông 5G và mạch tần số cao 59.
Một lớp đồng được lắng đọng hóa học trên thành lỗ để đảm bảo độ dẫn điện giữa các lớp. Quá trình kết tủa đồng yêu cầu kiểm soát thành phần và nhiệt độ của dung dịch để ngăn lớp đồng trên thành lỗ bị bong ra, điều này có thể ảnh hưởng đến độ tin cậy. 57.
Công nghệ gắn bề mặt (SMT) là quy trình cốt lõi của lắp ráp PCB và thiết bị của nó quyết định trực tiếp hiệu quả sản xuất và chất lượng hàn.
Kem hàn phải được in chính xác lên các miếng đệm PCB thông qua lưới thép, với độ chính xác in được kiểm soát trong khoảng ±25μm. Hơn nữa, nên trang bị kiểm tra quang học (SPI) để theo dõi độ dày và độ đồng đều của kem hàn trong thời gian thực. 310
Bằng cách áp dụng hệ thống thị giác có độ chính xác cao và cánh tay robot đa trục, việc gắn linh kiện nhanh chóng được thực hiện (ví dụ: tốc độ gắn của các linh kiện đóng gói 0402 có thể đạt 30.000CPH). Máy công nghệ gắn bề mặt (SMT) hai đường ray có thể xử lý đồng thời các bảng điều khiển kép, tăng năng lực sản xuất lên 610.
Bằng cách kiểm soát chính xác đường cong vùng nhiệt độ (làm nóng trước, nóng chảy, làm mát), kem hàn được nung chảy đồng đều và các mối hàn đáng tin cậy được hình thành. Công nghệ bảo vệ nitơ có thể làm giảm quá trình oxy hóa và cải thiện năng suất hàn lên 310.
Nó được sử dụng để hàn các linh kiện cắm, tránh cầu nối và hàn giả thông qua điều khiển đỉnh sóng động và phù hợp với quy trình lắp ráp lai 610.
Kiểm tra quang học tự động (AOI): Sử dụng các thuật toán học sâu để xác định các khuyết tật mối hàn (chẳng hạn như hàn giả và lệch), với tỷ lệ đánh giá sai dưới 1%310.
Kiểm tra tia X (AXI): Đối với các gói BGA và QFN, phát hiện các lỗ và vết nứt trong các mối hàn ẩn để đảm bảo độ tin cậy của các gói mật độ cao 510.
Bằng cách tích hợp dữ liệu thiết bị thông qua hệ thống MES, có thể đạt được việc chuyển đổi nhanh chóng giữa sản xuất đa dạng và số lượng nhỏ. Ví dụ, hệ thống kho thông minh, phối hợp với AGV, giảm thời gian xử lý vật liệu xuống 10%.
Việc phổ biến các quy trình hàn không chì và hàn nhiệt độ thấp làm giảm ô nhiễm môi trường. Chất tẩy rửa gốc nước thay thế dung môi hữu cơ, giảm phát thải VOC xuống 35%.
Việc phổ biến các linh kiện đóng gói 01005 và đế IC yêu cầu độ chính xác của máy công nghệ gắn bề mặt (SMT) đạt ±15μm và vấn đề về độ đồng đều của việc in kem hàn siêu nhỏ cần được giải quyết. 610
Đóng gói 3D và SiP (System-in-Package) đang thúc đẩy PCBS hướng tới kết nối mật độ cao (HDI) và kết nối lớp tùy ý (ELIC) và cần phát triển các loại thiết bị khoan và mạ điện bằng laser mới 59.
Việc ứng dụng Internet of Things công nghiệp (IIoT) và công nghệ song sinh kỹ thuật số cho phép bảo trì dự đoán thiết bị và tối ưu hóa động các thông số quy trình, giảm thời gian ngừng hoạt động xuống hơn 30%.
Sản xuất PCB cơ khí hóa là nền tảng của ngành công nghiệp điện tử. Sự lặp lại của thiết bị và công nghệ của nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất sản phẩm và chi phí sản xuất. Từ thiết bị ăn mòn truyền thống đến các hệ thống kiểm tra thông minh do AI điều khiển, từ máy đặt SMT đến các quy trình sản xuất xanh, đổi mới công nghệ liên tục thúc đẩy ngành hướng tới độ chính xác cao, độ tin cậy cao và tính bền vững. Trong tương lai, với sự tăng trưởng bùng nổ của 5G, Internet of Things và điện tử ô tô, thiết bị sản xuất PCB sẽ trở nên thông minh và linh hoạt hơn, cung cấp sự hỗ trợ cốt lõi cho việc thu nhỏ và đa chức năng của các sản phẩm điện tử.
