Les machines SMD: le moteur principal de la précision et de l'intelligence de la fabrication électronique

Les machines SMD: le moteur principal de la précision et de l'intelligence de la fabrication électronique

La technologie des dispositifs de montage de surface (SMD) est un procédé clé dans le domaine de la fabrication électronique.équipement d'inspectionLa technologie de la communication 5G est en train de se développer rapidement dans les domaines suivants: la technologie de la communication 5G, la technologie de la communication 5G et la technologie de la communication 5G.Appareils IAOT, et les appareils électroniques portables, les machines SMD ont continuellement fait des percées dans le montage au niveau des microns, l'intégration multi-processus et le contrôle intelligent.Cet article présente une analyse en trois dimensions: technologies de base, défis de l'industrie et tendances futures.

I. Modules techniques de base des machines SMD
Machine de placement à grande vitesse
La machine à technologie de montage de surface (SMT) est l'équipement de base de la ligne de production SMD et ses performances sont déterminées conjointement par le contrôle du mouvement, le positionnement visuel et le système d'alimentation.

Contrôle du mouvement: les moteurs linéaires et la technologie de lévitation magnétique augmentent la vitesse de montage à 150 000 CPH (composants par heure).la série Siemens SIPLACE TX adopte une architecture de bras robotique parallèle pour obtenir un montage ultra-haut débit de 00,06 seconde par pièce.

positionnement visuel: les technologies d'imagerie multispectral basées sur l'IA (telles que le système 3D AOI de l'ASMPT) peuvent identifier l'écart de polarité du composant 01005 (0,4 mm × 0,2 mm),d'une précision de positionnement de ± 15 μm.

Système d'alimentation: le disque vibrant et l'alimentateur à ruban soutiennent la gamme de taille des composants de 0201 à 55 mm × 55 mm.La série NPM-DX de Panasonic peut même gérer le montage de surface courbe d'écrans OLED flexibles.

Équipement de soudage de précision

Unité de soudage par reflux:La technologie de protection contre l'azote et de contrôle précis de la température (± 1 °C) dans les zones à températures multiples peut réduire l'oxydation des joints de soudure et convient à la pâte de soudure sans plomb (point de fusion 217-227 °C)Le circuit imprimé de la station de base 5G de Huawei adopte une technologie de soudage par reflux sous vide pour éliminer les bulles inférieures des puces BGA, avec un taux de vide inférieur à 5%.

Soudage au laser sélectif (SLS): pour les paquets QFN et CSP miniaturisés, le laser à fibre développé par IPG Photonics permet un soudage local à travers un diamètre de point de 0,2 mm,et la zone affectée par la chaleur (HAZ) est réduite de 60% par rapport au procédé traditionnel.

Système de détection intelligent

Le système de détection de la pâte de soudure (SPI) 3D:La technologie de mesure 3D de Koh Young détecte l'épaisseur de la pâte de soudure (précision ± 2 μm) et l'écart de volume grâce à la projection de la frange de Moire pour éviter les ponts ou la fausse soudure.

AXI (inspection automatique par rayons X): les rayons X microfocus de YXLON (d'une résolution de 1 μm) peuvent pénétrer des PCBS multicouches et identifier les défauts cachés des joints de soudure de BGA.L'efficacité d'inspection de la carte de l'ECU de Tesla Model 3 a été augmentée de 40%.

II. Défis techniques et orientations vers l'innovation
Limites de montage des composants miniaturisés
Le composant 01005 et l'emballage CSP à 0,3 mm d'intervalle exigent que la précision de régulation de la pression sous vide de la buse d'aspiration de la machine à montage de surface atteigne ± 0,1 kPa et, en même temps,le décalage des composants causé par l'adsorption électrostatique doit être surmontéLes solutions sont les suivantes:

Les buses d'aspiration en matériau composite: les buses d'aspiration recouvertes de céramique (comme la Fuji NXT IIIc) réduisent le coefficient de friction et améliorent la stabilité du ramassage des micro-composants.

Compensation dynamique de la pression: le système Nordson DIMA ajuste automatiquement la pression de montage (0,05-1N) grâce à une rétroaction en temps réel de la pression de l'air afin d'éviter la rupture des copeaux.

Compatibilité entre formes irrégulières et substrats souples
Les téléphones à écran pliable et les capteurs flexibles nécessitent que les composants soient montés sur des substrats de PI (polyimide).Les solutions innovantes incluent::

Plateforme d'adsorption sous vide: la machine de placement JUKI RX-7 adopte l'adsorption sous vide zonale, est compatible avec des substrats flexibles d'une épaisseur de 0,1 mm et le rayon de flexion est ≤3 mm.

Positionnement assisté par laser: le laser ultraviolet de Coherent grave des micro-marques (avec une précision de 10 μm) sur la surface des substrats flexibles,aidant le système de vision à corriger les erreurs de déformation thermique.

La demande de production de variétés multiples et de petits lots
L'Industrie 4.0 favorise le développement des lignes de production vers un changement rapide de modèle (SMED), et les équipements doivent prendre en charge le mode de commutation en un clic:

Alimentateur modulaire: L'alimentateur Yamaha YRM20 peut compléter la commutation des spécifications de bande de matériau en 5 minutes et prend en charge le réglage adaptatif de la bande passante de 8 mm à 56 mm.

Simulation numérique de jumeaux: le logiciel Siemens Process Simulate optimise le chemin de montage grâce au débogage virtuel, réduisant le temps de changement de modèle de 30%.

Les tendances futures et les perspectives de l'industrie
Optimisation des processus basée sur l'intelligence artificielle

Modèle de prédiction des défauts:La plateforme NVIDIA Metropolis analyse les données SPI et AOI pour former un réseau neuronal à prévoir les défauts d'impression de pâte de soudure (taux de précision >95%) et ajuster les paramètres du processus à l'avance.

Système d'étalonnage autodidacte: le contrôleur IA de KUKA peut optimiser la courbe d'accélération de montage en fonction des données historiques, réduisant ainsi le risque de décalage de vol des composants.

Innovation dans le secteur de la fabrication verte et la consommation d'énergie

Technologie de soudage à basse température: la pâte de soudage Sn-Bi-Ag (point de fusion 138°C) développée par Indium Technology est adaptée au soudage à reflux à basse température,réduction de la consommation d'énergie de 40%.

Système de recyclage des déchets: ASM Eco Feed recycle les plastiques et les métaux dans la ceinture de déchets, avec un taux de réutilisation des matériaux allant jusqu'à 90%.

Technologie d'intégration hybride photoélectrique
Les appareils CPO (Co-packaged Optics) nécessitent le montage simultané du moteur optique et de la puce électrique.

Module d'alignement à l'échelle nanométrique: Le système d'alignement au laser Zeiss permet l'alignement au niveau sous-micronique des guides d'ondes optiques et des puces photoniques au silicium par l'intermédiaire d'un interféromètre.

Soudage sans contact: la technologie de transfert vers l'avant induit par laser (LIFT) peut placer avec précision les composants cristallins photoniques, évitant ainsi les dommages mécaniques par contrainte.

Conclusion
Comme le système nerveux central de la fabrication électronique,L'évolution technologique des machines SMD détermine directement la frontière entre la miniaturisation et les performances élevées des produits électroniquesDe l'assemblage au niveau micronique de composants 01005 à des lignes de production intelligentes pilotées par l'IA, de l'adaptation de substrat flexible à l'intégration hybride photoélectrique,L'innovation en matière d'équipement dépasse les limites physiques et les goulots d'étranglement des processusAvec les percées réalisées par les fabricants chinois tels que Huawei et Han's Laser dans les domaines du contrôle de mouvement de précision et du soudage laser,l'industrie mondiale des SMD accélérera son itération vers une haute précision, une grande souplesse et une faible carbonisation, jetant les bases de la fabrication de la prochaine génération de dispositifs électroniques.