เครื่อง SMD: เครื่องขับเคลื่อนหลักของความแม่นยําและความฉลาดในการผลิตอิเล็กทรอนิกส์
เทคโนโลยี Surface Mount Device (SMD) เป็นกระบวนการสําคัญในสาขาผลิตอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์หลักของมัน - เครื่อง SMD (รวมถึงเครื่องติดตั้งบนพื้นผิว, เตาอบอุปกรณ์ตรวจ, ฯลฯ) - จัดสรรองค์ประกอบเล็ก ๆ บนพื้นฐาน PCB ด้วยความละเอียดผ่านกระบวนการความเร็วสูง ความละเอียดสูงและอัตโนมัติอุปกรณ์ AIoTและเครื่องอิเล็กทรอนิกส์ที่ใส่ได้ เครื่อง SMD ได้ทําความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในด้านการติดตั้งระดับไมครอน การบูรณาการหลายกระบวนการ และการควบคุมที่ฉลาดบทความนี้ทําการวิเคราะห์จากสามมิติ: เทคโนโลยีหลัก, ปัญหาในอุตสาหกรรมและแนวโน้มในอนาคต
I. โมดูลเทคนิคหลักของเครื่อง SMD
เครื่องวางความเร็วสูง
เครื่องที่ใช้เทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว (SMT) เป็นอุปกรณ์หลักของสายการผลิต SMD และผลงานของมันถูกกําหนดโดยการควบคุมการเคลื่อนไหว, การตั้งตําแหน่งทางสายตาและระบบอาหาร
การควบคุมการเคลื่อนไหว: เครื่องยนต์เส้นตรงและเทคโนโลยีการเลเวติชั่นแม่เหล็กเพิ่มความเร็วในการติดตั้งเป็น 150,000 CPH (ส่วนประกอบต่อชั่วโมง) เช่นซีเมนส์ SIPLACE TX ซีรีส์ใช้สถาปัตยกรรมแขนหุ่นยนต์ขนานเพื่อบรรลุความเร็วสูงสุด 00.06 วินาทีต่อชิ้น
การตั้งตําแหน่งทางสายตา: เทคโนโลยีการถ่ายภาพหลายสายสีที่ขับเคลื่อนโดย AI (เช่นระบบ 3D AOI ของ ASMPT) สามารถระบุความเบี่ยงเบนระดับขั้วขององค์ประกอบ 01005 (0.4 mm × 0.2 mm)มีความแม่นยําในการตั้งตําแหน่ง ± 15μm.
ระบบอาหาร: วงจรสั่นและเทป Feeder รองรับขนาดส่วนประกอบตั้งแต่ 0201 ถึง 55mm × 55mmซีรีย์ Panasonic NPM-DX สามารถรับรองการติดตั้งพื้นผิวโค้งของจอ OLED ที่ยืดหยุ่นได้.
อุปกรณ์ปั่นแม่น
หม้อลวดแบบรีฟลอค:การป้องกันไนโตรเจนและเทคโนโลยีควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยํา (± 1 °C) ในโซนอุณหภูมิหลายโซนสามารถลดการออกซิเดชั่นของผสมผสมผสมและเหมาะสําหรับผสมผสมผสมที่ไม่มีหมู (จุดละลาย 217-227 °C). PCB สถานีฐาน 5G ของ Huawei ใช้เทคโนโลยีผสมผสานระบายฟื้นระยะว่างเพื่อกําจัด Bubbles ด้านล่างของชิป BGA โดยมีอัตราการว่างน้อยกว่า 5%
การปั่นเลเซอร์แบบเลือก (SLS): สําหรับ QFN และ CSP แพ็คเกจขนาดเล็ก, เลเซอร์ไฟเบอร์ที่พัฒนาโดย IPG Photonics ทําการปั่นท้องถิ่นผ่านเส้น径 0.2mmและโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) ลดลง 60% เมื่อเทียบกับกระบวนการประเพณี.
ระบบการตรวจจับที่ฉลาด
SPI 3 มิติ (การตรวจจับพีสต์ solder)เทคโนโลยีการวัด 3 มิติของ Koh Young ค้นพบความหนาของแป้งผสมผสม (ความแม่นยํา ± 2μm) และความเบี่ยงเบนของปริมาณผ่านการฉายขอบ Moire เพื่อป้องกันการสะพานหรือผสมผสมผิด.
AXI (Automatic X-ray Inspection) : ไมโครโฟกัส X-ray ของ YXLON (มีความละเอียด 1μm) สามารถเจาะ PCBS หลายชั้นและระบุความบกพร่องที่ซ่อนอยู่ของ BGAประสิทธิภาพการตรวจสอบของบอร์ด ECU ของ Tesla Model 3 ได้เพิ่มขึ้น 40%.
Ii. ปัญหาทางเทคนิคและทิศทางการนวัตกรรม
ขั้นต่ําการติดตั้งของส่วนประกอบขนาดเล็ก
ส่วนประกอบ 01005 และกล่อง CSP ระยะห่าง 0.3 มิลลิเมตร ต้องการให้ความแม่นยําในการควบคุมความดันระยะว่างของกระบอกดูดของเครื่องติดบนพื้นผิวถึง ± 0.1kPa และในเวลาเดียวกันความสับสนขององค์ประกอบที่เกิดจากการสับซ้อนไฟฟ้าสแตตติกต้องถูกกําจัดการแก้ไขประกอบด้วย
ช่องดูดจากวัสดุประกอบ: ช่องดูดที่เคลือบด้วยเซรามิก (เช่น Fuji NXT IIIc) ลดปริมาณการขัดแย้งและเพิ่มความมั่นคงในการหยิบองค์ประกอบเล็ก ๆ น้อย ๆ
การชดเชยความดันแบบไดนามิก: ระบบ Nordson DIMA ปรับความดันการติดตั้ง (0.05-1N) โดยอัตโนมัติผ่านการตอบสนองความดันอากาศในเวลาจริงเพื่อป้องกันการแตกของชิป
ความเหมาะสมระหว่างรูปร่างที่ไม่เรียบร้อยและพื้นฐานยืดหยุ่น
โทรศัพท์จอพับและเซ็นเซอร์ยืดหยุ่นจําเป็นต้องมีส่วนประกอบติดตั้งบนพื้นฐาน PI (โพลีไมด์) หน่วยที่แข็งแรงแบบดั้งเดิมมักจะทําให้พื้นฐานบิดการแก้ไขที่นวัตกรรม ได้แก่:
แพลตฟอร์มการดึงดูดระยะว่าง: เครื่องวาง JUKI RX-7 ใช้การดึงดูดระยะว่างโซน, เป็นที่สอดคล้องกับพื้นฐานยืดหยุ่นหนา 0.1mm, และรัศมีการบิด ≤3mm.
การตั้งตําแหน่งด้วยเลเซอร์: เลเซอร์ ultraviolet ของคอฮอเรนท์ ทําลายรอยเล็กๆ (ด้วยความแม่นยํา 10μm) บนผิวของพื้นฐานที่ยืดหยุ่นช่วยระบบการมองเห็นในการแก้ไขความผิดพลาดการปรับปรุงความร้อน.
ความต้องการในการผลิตหลายชนิดและชุดเล็ก ๆ
อุตสาหกรรม 4.0 ส่งเสริมการพัฒนาสายการผลิตไปสู่การเปลี่ยนแปลงรุ่นอย่างรวดเร็ว (SMED) และอุปกรณ์จําเป็นต้องรองรับโหมด "การเปลี่ยนแบบหนึ่งคลิก"
เครื่องให้อาหารแบบโมดูล: เครื่องให้อาหาร Yamaha YRM20 สามารถเปลี่ยนรายละเอียดของเทปวัสดุได้ภายใน 5 นาที และรองรับการปรับความกว้างแบนด์เบดจาก 8 มม. เป็น 56 มม.
ซิมูเลอร์คู่ดิจิตอล: โปรแกรมซิมูเลอร์กระบวนการของซีเมนส์ ปรับปรุงเส้นทางการติดตั้งผ่านการแก้ไขข้อผิดพลาดแบบเวอร์ชัวร์ ลดเวลาการเปลี่ยนโมเดล 30%
แนวโน้มในอนาคตและทัศนะของอุตสาหกรรม
การปรับปรุงกระบวนการโดย AI
รูปแบบการคาดการณ์ความบกพร่องพลาตฟอร์ม NVIDIA Metropolis วิเคราะห์ข้อมูล SPI และ AOI เพื่อฝึกเครือข่ายประสาทในการคาดการณ์อาการบกพร่องในการพิมพ์พิมพ์พิมพ์พิมพ์พิมพ์พิมพ์พิมพ์ (อัตราความแม่นยํา > 95%) และปรับปรุงปริมาตรการทํางานล่วงหน้า.
ระบบปรับระดับการเรียนรู้ด้วยตนเอง: เครื่องควบคุม AI ของ KUKA สามารถปรับปรุงเส้นโค้งเร่งการติดตั้งได้ตามข้อมูลประวัติศาสตร์ โดยลดความเสี่ยงของการเคลื่อนย้ายของส่วนประกอบ
การผลิตสีเขียวและการบริโภคพลังงาน
เทคโนโลยีการผสมด้วยอุณหภูมิต่ํา: สับผสม Sn-Bi-Ag (จุดละลาย 138 °C) ที่พัฒนาโดย Indium Technology เหมาะสําหรับการผสมแบบถอยหลังด้วยอุณหภูมิต่ําลดการบริโภคพลังงาน 40%.
ระบบรีไซเคิลขยะ: ASM Eco Feed รีไซเคิลพลาสติกและโลหะในเข็มขัดขยะ โดยมีอัตราการใช้ใหม่ของวัสดุสูงถึง 90%
เทคโนโลยีการบูรณาการไฟฟ้าไฟฟ้า
อุปกรณ์ CPO (Co-packaged Optics) ต้องการการติดตั้งเครื่องยนต์แสงและชิปไฟฟ้าพร้อมกัน อุปกรณ์ใหม่ต้องรวม:
โมดูลการสอดคล้องขนาดนาโน: ระบบการสอดคล้องเลเซอร์ Zeiss ทําให้การสอดคล้องระดับใต้ไมครอนของสายวงจรแสงและชิปโฟตอนิกซิลิคอนผ่านเครื่องแทรกแซง
การผสมผสานที่ไม่ติดต่อ: เทคโนโลยีการถ่ายทอดไปข้างหน้า (LIFT) ที่ถูกผลักดันด้วยเลเซอร์สามารถวางองค์ประกอบฟอตอนิกคริสตัลได้อย่างแม่นยํา โดยหลีกเลี่ยงการเสียหายจากการเครียดทางกล
สรุป
ในฐานะระบบประสาทกลางของการผลิตอิเล็กทรอนิกส์วิวัฒนาการทางเทคโนโลยีของเครื่อง SMD ได้กําหนดพรมแดนระหว่างการลดขนาดเล็กและการทํางานสูงของสินค้าอิเล็กทรอนิกส์โดยตรงจากการติดตั้งส่วนประกอบในระดับไมครอน 01005 ไปยังสายการผลิตที่นํากําลังโดย AI จากการปรับปรุงสับสราทแบบยืดหยุ่น ไปยังการบูรณาการการนวัตกรรมในอุปกรณ์กําลังทําลายขั้นต่ําทางกายภาพและขั้นต่ํากระบวนการด้วยความก้าวหน้าของผู้ผลิตจีน เช่น Huawei และ Han's Laser ในด้านการควบคุมการเคลื่อนไหวและการปั่นเลเซอร์อุตสาหกรรม SMD ทั่วโลกจะเร่งขันการปรับเปลี่ยนไปสู่ความแม่นยําสูง, ความยืดหยุ่นสูงและการคาร์บอนิเคราะห์ที่ต่ํา, วางพื้นฐานการผลิตสําหรับรุ่นต่อไปของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
