Máy đặt SMT: Thiết bị cốt lõi và đổi mới công nghệ trong sản xuất điện tử

I. Nguyên tắc hoạt động và công nghệ cốt lõi của máy đặt SMT

Máy đặt SMT là thiết bị cốt lõi của Surface Mount Technology và được sử dụng để lắp đặt chính xác các thành phần điện tử nhỏ trên bảng PCB.Quá trình cốt lõi của nó bao gồm chọn - Tầm nhìn - Đặt (quá trình PVP) 1:

• Giai đoạn hút:Các thành phần được nhặt từ bộ cho ăn thông qua vòi hút chân không. Các vấn đề phổ biến bao gồm sai lệch hút và các bộ phận bay (được gây ra bởi bộ cho ăn kém hoặc cài đặt chiều cao không đúng).
• Kiểm tra trực quan:Sử dụng máy ảnh CCD độ nét cao để xác định vị trí, góc và cực của các thành phần để đảm bảo độ chính xác lắp đặt (chẳng hạn như ± 0,01mm cho các mô hình cao cấp 10).Hệ thống thị giác cần phải làm sạch đầu laser thường xuyên để tránh thất bại phát hiện do bụi bẩn hoặc lão hóa.
• Quá trình lắp đặt:Các thành phần được đặt chính xác trên các miếng đệm thông qua một hệ thống chuyển động đa trục (trục X / Y / Z và trục xoay).
• Đổi mới công nghệ:Trong những năm gần đây, một hệ thống hiệu chuẩn trực quan được điều khiển bởi AI đã được giới thiệu, kết hợp với điều khiển động cơ servo đa trục để tăng tốc độ lắp đặt lên 20.000CPH (số chỗ gắn hàng mỗi giờ) 10,trong khi hỗ trợ nhu cầu đa dạng từ 0402 micro-components đến chip BGA 4.

II. Các kịch bản ứng dụng và lựa chọn mô hình của máy đặt SMT

Các kịch bản áp dụng:

• Sản xuất quy mô nhỏ và nghiên cứu và phát triển:Giống như mô hình YAMAHA YSM10, nó hỗ trợ một chất nền tối thiểu 10 * 10mm và phù hợp với phòng thí nghiệm hoặc sản xuất hàng loạt trung bình và nhỏ 4.
• Sản xuất hàng loạt:Các mô hình tốc độ cao như FUJI và Panasonic, hỗ trợ PCBS kích thước lớn 450 * 1500mm, được trang bị 80 bộ cấp, phù hợp với các kịch bản khối lượng lớn như bóng đèn LED và điện tử ô tô 10.

Các thông số chính để lựa chọn:

• Tốc độ và độ chính xác lắp đặt:Phạm vi tốc độ là từ 3.500CPH (chế độ kiểm tra trực quan) đến 20.000CPH (giá trị lý thuyết tối đa) 410.
• Hoàn hợp:Hỗ trợ kích thước thành phần (chẳng hạn như 0402 đến BGA), độ dày chất nền (0,2-3,5mm) và loại bộ cấp (đĩa rung, bộ cấp ống, v.v.) 410.
• Khả năng mở rộng:Thiết kế mô-đun cho phép nâng cấp sau đó số lượng bộ cấp hoặc hệ thống hình ảnh.

Iii. Xu hướng công nghiệp và đột phá công nghệ

Trí thông minh và tự động hóa

• Tối ưu hóa AI:Bằng cách phân tích dữ liệu lắp đặt thông qua máy học, áp suất vòi hút và quỹ đạo chuyển động được điều chỉnh trong thời gian thực để giảm tỷ lệ khiếm khuyết (ví dụ:phần mềm RockPlus NPI được giới thiệu bởi FiberHome Technologies thực hiện tự động hóa các thay đổi ECN, với hiệu quả tăng 30%). 5.
• Tích hợp Internet of Things (IoT):Theo dõi từ xa tình trạng thiết bị và dự đoán các yêu cầu bảo trì (chẳng hạn như phản hồi thời gian thực về tình trạng hệ thống sưởi ấm bằng các cảm biến nhiệt độ) 2.

Sản xuất xanh:

• Số lượng các mô hình phù hợp với các quy trình không chì đang tăng lên,và quản lý nhiệt cần phải được tối ưu hóa để tránh khắc đồng (như kiểm soát PID độc lập của các vùng nhiệt độ hàn reflow)26.

Cây gắn mật độ cao:

• Để đáp ứng nhu cầu của 5G và thu nhỏ, các mô hình hỗ trợ độ chính xác 0,025mm đã trở thành chủ đạo,trong khi giới thiệu kiến trúc lắp đặt hai đầu hoặc nhiều đầu để tăng hiệu quả vào năm 810.

IV. Các điểm chính cho việc sử dụng và bảo trì

Thông số kỹ thuật hoạt động:

• Tránh độ ẩm môi trường quá mức hoặc rung động để ngăn ngừa sự giảm độ chính xác.
• Thường xuyên hiệu chỉnh hệ thống thị giác và chiều cao của vòi hút để giảm độ dịch chuyển lắp đặt.

Chiến lược bảo trì:

• Giám sát năng lực quá trình (PPK):Trong giai đoạn sản xuất thử nghiệm, sự ổn định của thiết bị được đánh giá thông qua thử nghiệm lô nhỏ và tối ưu hóa tham số được thực hiện cho các khiếm khuyết (như bia mộ và các bộ phận bay). 1
• Chất dùng thay thế:Để đảm bảo sự liên tục cung cấp vật liệu, hãy kịp thời xóa tắc nghẽn vòi hút hoặc thay thế các thiết bị mòn của bộ cấp thức ăn.

V. Khả năng trong tương lai

Với sự thu nhỏ của các thành phần điện tử và sự gia tăng của điện tử linh hoạt, máy đặt SMT sẽ phát triển về độ chính xác cao hơn (mức độ nanomet),tích hợp nhiều quy trình (chẳng hạn như gắn máy in 3D), và hợp tác con người-máy (hợp tác với robot hỗ trợ tải và thả).Các hệ thống điều khiển mã nguồn mở (như nền tảng nhúng dựa trên Linux) có thể giảm ngưỡng kỹ thuật cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ 89.

Kết luận

Là "trái tim" của sản xuất điện tử, tiến bộ công nghệ của máy đặt SMT trực tiếp thúc đẩy sự đổi mới trong các lĩnh vực như điện tử tiêu dùng và điện tử ô tô.Từ lắp ráp chính xác tốc độ cao đến vận hành và bảo trì thông minh, lĩnh vực này sẽ tiếp tục tích hợp các công nghệ tiên tiến như AI và Internet of Things, tạo ra động lực mới cho sản xuất.bạn có thể tham khảo các tài liệu kỹ thuật của các nhà sản xuất có liên quan và nghiên cứu học thuật 4510