เครื่องประกอบ PCB: เครื่องยนต์ความแม่นยําของโซ่อุตสาหกรรมการผลิตอิเล็กทรอนิกส์
เครื่องประกอบแผ่นวงจรพิมพ์ เป็นอุปกรณ์หลักในการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยและชิปบนบอร์ดวงจร, และการบรรลุการเชื่อมต่อไฟฟ้าผ่านกระบวนการ เช่น การผสมและการตรวจสอบเครื่องประกอบ PCB ได้ถล่มโดยต่อเนื่องในทิศทางของความเร็วสูง, การลดขนาดและความฉลาด บทความนี้จะดําเนินการวิเคราะห์จากสามมิติ: โมดูลเทคโนโลยีหลัก, ความท้าทายและนวัตกรรมในอุตสาหกรรม, และแนวโน้มในอนาคต
I. โมดูลเทคนิคหลักของเครื่องประกอบ PCB
เครื่อง SMT Pick-and-Place
เครื่องที่ใช้เทคโนโลยีการติดตั้งบนผิว (SMT) เป็นอุปกรณ์หลักสําหรับการประกอบ PCBมันสามารถจัดตั้งส่วนประกอบได้อย่างแม่นยํา ผ่านระบบควบคุมการเคลื่อนไหวความเร็วสูง และเทคโนโลยีการตั้งตําแหน่งภาพตัวอย่างเช่น เครื่อง Yuanlisheng EM-560 เทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว (SMT) ใช้โมดูลทิศทางการบิน รองรับการติดตั้งส่วนประกอบตั้งแต่ 0.6mm × 0.3mm ถึง 8mm × 8mmมีความละเอียด ± 25μm34อุปกรณ์ที่ทันสมัยยังได้รับระบบการชําระค่าตอบแทนทางสายตา AI เพื่อแก้ไขความสับสนที่เกิดจากการปรับปรุงความร้อนของ PCB ในเวลาจริง เพิ่มผลผลิตขึ้น 6%
อุปกรณ์ปั่น
หม้อผสมผสานแบบถอยถอย: กระบวนการประเพณีหลอมผสมผสานผ่านการทําความร้อนแบบเรียบร้อย แต่ชิปความหนาแน่นสูงมักจะบิดและล้มเหลวเนื่องจากความแตกต่างในการขยายความร้อนอินเทลได้เปลี่ยนการผสมแบบถอยถอยแบบดั้งเดิม ด้วยเทคโนโลยีการผสมแบบดัดร้อน (TCB), โดยใช้ความร้อนและความดันในท้องถิ่นเพื่อลดระยะห่างของผ่าผ่าไปต่ํากว่า 50μm, ลดความเสี่ยงในการสะพานลงอย่างสําคัญ 49.
เครื่องบดร้อน (TCB): ในการผลิต HBM (ความจําความถี่ความกว้างสูง)อุปกรณ์ TCB ทําให้สามารถวางชิป DRAM จํานวน 16 ชั้นได้โดยการควบคุมอุณหภูมิ (± 1°C) และความดันอย่างแม่นยํา (0.05N ความแม่นยํา) อุปกรณ์ ASMPT ถูกใช้โดย SK Hynix ในการผลิต HBM3E เนื่องจากการสนับสนุนในการปรับปรุงผลผลิตของการสับซ้อนหลายชั้น
ระบบการตรวจสอบและซ่อมแซม
อัตโนมัติการตรวจสอบทางแสง (AOI) ร่วมกับเทคโนโลยีไฟฟ้าแสง (EL) สามารถระบุความบกพร่องของข้อผสมผสมในระดับไมครอนการรหัสข้อมูลการทดสอบขององค์ประกอบแต่ละชิ้นบนผิว PCB เพื่อให้สามารถติดตามรอบชีวิตได้อย่างเต็มที่ 36อุปกรณ์ระดับสูงบางส่วนยังรวมโมดูลซ่อมแซมเลเซอร์เพื่อตัดผสมผสมผสมหรือซ่อมแซมผสมผสมที่ผิด
Ii. ปัญหาทางเทคนิคและทิศทางการนวัตกรรม
ขอบเขตทางเทคโนโลยีของการเชื่อมต่อความหนาแน่นสูง
ชิป MicroLED และ AI ต้องการความกว้างของพัดที่ต่ํากว่า 30μm ซึ่งยากที่จะตอบสนองด้วยวิธีการลบแบบดั้งเดิมวิธีการปรับปรุงการเพิ่มครึ่ง (mSAP) ร่วมกับเทคโนโลยีการเผยแพร่การเขียนโดยตรงด้วยเลเซอร์ (LDI) สามารถบรรลุความกว้างของเส้น 20μm และเหมาะสําหรับกระบวนการที่ต่ํากว่า 28nmนอกจากนี้, การกระจายความนิยมของเทคโนโลยีสายไฟที่ฝังตาบอดและกระบวนการเชื่อมต่อชั้นสุ่ม (ELIC) ได้ขับเคลื่อนบอร์ด HDI ให้วิวัฒนาการไปยังความกว้างเส้น 40μm.
ความเหมาะสมของหลายวัสดุและการจัดการความร้อน
PCB ของรถพลังงานใหม่ต้องการที่จะดําเนินการกระแสมากกว่า 100A ปัญหาการถักด้านของแผ่นทองแดงหนา (2-20oz)แต่การผสมผสานชั้นทองแดงหนาและวัสดุความถี่สูง. การถักแบบไดนามิกพัลส (DPE) และพัสดุ PTFE ที่ถูกปรับปรุง (ความมั่นคงของ Dk ± 0.03) ได้กลายเป็นทางออกโครงสร้าง 3 มิติ PCBS ผสมผสานเครื่องระบายความร้อนผ่านการออกแบบสล็อตควบคุมความลึก (มีความหนาของแผ่น 50% - 80%) เพื่อลดผลกระทบของอุณหภูมิสูงต่อองค์ประกอบ.
การผลิตที่ฉลาดและยืดหยุ่น
การบูรณาการกระบวนการ Six Sigma DMAIC กับข้อมูล IoT ทําให้ผลผลิตของสายการผลิตดีที่สุดเครื่องเชื่อม TCB ของ Hanwha SemiTech มีระบบอัตโนมัติที่รองรับการเปลี่ยนระหว่าง 8 และ 16 ชั้นอย่างรวดเร็ว, ลดการลงมือ ระบบการแก้ไขความเบี่ยงเบนในเวลาจริงที่ขับเคลื่อนโดย AI ยังสามารถคาดการณ์ความเสี่ยงของการสะพานบนพื้นฐานของรุ่นการกระจายกระจายของผสมผสมผสมและปรับปรุงปริมาตรการผสมแบบไดนามิค.
Iii. สถานการณ์การใช้งานและแรงขับเคลื่อนอุตสาหกรรม
อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภค
โทรศัพท์สกรีนพับได้ และหูฟัง TWS ได้ขับเคลื่อนความต้องการสําหรับ PCBS ที่บางมากเทคโนโลยีหลุมตาบอด/หลุมฝัง (50-100μm ไมโครหลุม) และแผ่นผสมที่แข็งแกร่งและยืดหยุ่น (เช่นวัสดุพอลิไมด์) ได้กลายเป็นหลัก, จําเป็นต้องมีเครื่องจักรเทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว (SMT) ที่มีความสามารถในการผูกผิวโค้งความแม่นยําสูง
อิเล็กทรอนิกส์รถยนต์
PCBS ประเภทรถยนต์ต้องผ่านการทดสอบความต้านทานอุณหภูมิสูง (วัสดุ Tg สูง) และความต้านทานการสั่นสะเทือนกระบวนการบําบัดพื้นผิว ENEPIG (การเคลือบไนเคิลพัลลาเดียมไร้ไฟฟ้า) เป็นที่สอดคล้องกับการผูกสายอลูมิเนียมระบบบริหารแบตเตอรี่ Tesla 4680 ใช้แผ่นทองแดงหนา 20 oz และรองรับการส่งกระแสไฟฟ้าสูง
AI และคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง
ความจําของ HBM ใช้เครื่องเชื่อม TCB เพื่อบรรลุการสะสม 3 มิติ กระบวนการ MR-MUF ของ SK Hynix เติมช่องว่างด้วยสารประกอบการพิมพ์ epoxyและความสามารถในการนําไฟได้สูงถึงสองเท่าของ NCF แบบดั้งเดิม, ซึ่งเหมาะสําหรับความต้องการในการระบายความร้อนที่สูงของชิป AI
IV. แนวโน้มในอนาคตและทัศนะของอุตสาหกรรม
การบูรณาการไฟฟ้าไฟฟ้า
ความนิยมของชิป 3nm ได้ทําให้เกิดความต้องการสําหรับ optoelectronic co-packaging (CPO)การขับเคลื่อนเครื่องประกอบ เพื่อปรับปรุงไปสู่เทคโนโลยีการเชื่อมเลเซอร์และการปรับตรงแบบไมโครออปติกส์.
การผลิตสีเขียวและมาตรฐาน
การส่งเสริมการผสมผสานที่ไม่มีหมูและพื้นฐานที่ไม่มีฮาโลเจนต้องใช้อุปกรณ์ผสานในการปรับปรุงต่อกระบวนการอุณหภูมิต่ํา (เช่นจุดละลายของสกัด Sn-Bi ที่ 138 ° C)กฎหมายจะชักชวนผู้ผลิตอุปกรณ์ที่จะพัฒนาโมดูลการบริโภคพลังงานต่ําตัวอย่างเช่น การออกแบบเครื่องทําความร้อนและทําความเย็นอย่างรวดเร็วของเครื่องทําความร้อนแบบกระแทก สามารถลดการบริโภคพลังงานได้ 50%
โมดูเลอเรชั่นและการบูรณาการหลายฟังก์ชัน
อุปกรณ์ในอนาคตอาจบูรณาการเทคโนโลยีการติดตั้งพื้นผิว (SMT) การเชื่อมและการตรวจสอบอุปกรณ์บรรจุ Co-EMIB ของ ASMPT รองรับการประมวลผลผสมผสานในระดับแผ่นและระดับสับสราท, ลดวงจรการผลิต HBM ลง 49.
สรุป
ในฐานะ "มือแม่นยํา" ของการผลิตอิเล็กทรอนิกส์ การพัฒนาทางเทคโนโลยีของเครื่องประกอบ PCB กําหนดโดยตรงขีดจํากัดการลดขนาดและผลิตภัณฑ์ของอิเล็กทรอนิกส์จากการตั้งตําแหน่งระดับไมครอนของเครื่องจักรเทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว (SMT) ไปยังการสต็อปหลายชั้นของเครื่องเชื่อม TCBจากการตรวจสอบคุณภาพ AI ไปยังกระบวนการสีเขียว นวัตกรรมอุปกรณ์กําลังขับเคลื่อนโซ่อุตสาหกรรมขึ้นไปยังสาขาที่มีมูลค่าเพิ่มสูงด้วยความก้าวหน้าของผู้ผลิตชาวจีน เช่น จีลิชวน ในเทคโนโลยีแผ่นบอร์ดหลายชั้น 32 ชั้นรวมถึงการแข่งขันจากเกาหลีใต้และสหรัฐอเมริกา Semiconductor และ ASMPT ในตลาดเครื่องผสมอุตสาหกรรมเครื่องประกอบ PCB ทั่วโลกจะเห็นการแข่งขันและการร่วมมือทางเทคโนโลยีที่เข้มข้นมากขึ้น. 379
