ماشین مونتاژ PCB: موتور دقیق زنجیره صنعتی تولید الکترونیک

ماشین مونتاژ PCB: موتور دقیق زنجیره صنعتی تولید الکترونیک

ماشین مونتاژ صفحه مدار چاپی تجهیزات اصلی در تولید دستگاه های الکترونیکی مدرن است. این مسئول نصب دقیق اجزای مانند مقاومت ها، خازن ها،و تراشه ها روی صفحه مداربا توسعه سریع ارتباطات 5G، تراشه های هوش مصنوعی، وسایل نقلیه انرژی جدید و سایر زمینه ها،ماشین های مونتاژ PCB به طور مداوم در جهت سرعت بالا شکسته شده انداین مقاله یک تجزیه و تحلیل از سه ابعاد انجام می دهد: ماژول های فناوری اصلی، چالش ها و نوآوری های صنعت و روند آینده.

I. ماژول های فنی اصلی ماشین های مونتاژ PCB
دستگاه SMT Pick-and-Place
دستگاه فناوری نصب سطح (SMT) تجهیزات اصلی برای مونتاژ PCB است.آن را به دست آوردن قرار دادن دقیق از اجزای از طریق یک سیستم کنترل حرکت با سرعت بالا و تکنولوژی موقعیت بصریبه عنوان مثال، ماشین Yuanlisheng EM-560 تکنولوژی نصب سطح (SMT) یک ماژول جهت گیری پرواز را اتخاذ می کند، پشتیبانی از نصب قطعات از 0.6mm × 0.3mm تا 8mm × 8mm،با دقت ±25μm34این تجهیزات پیشرفته همچنین مجهز به یک سیستم جبران بصری هوش مصنوعی برای اصلاح تغییر شکل ناشی از تغییر شکل حرارتی PCB در زمان واقعی است و بهره وری را 6٪ افزایش می دهد.

تجهیزات جوش

اجاق جوش مجدد: فرآیند سنتی خمیر جوش را از طریق گرم کردن یکنواخت ذوب می کند، اما تراشه های با تراکم بالا به دلیل تفاوت در گسترش حرارتی مستعد انحرافی و شکست هستند.اینتل به جای سولدر کردن سنتی با تکنولوژی اتصال مطبوعات داغ (TCB)، استفاده از گرما و فشار محلی برای کاهش فاصله اتصال جوش به کمتر از 50μm، به طور قابل توجهی خطر پل 49 کاهش می یابد.

دستگاه اتصال فشار گرم (TCB): در تولید HBM (حافظه پهنای باند بالا) ،دستگاه TCB از طریق کنترل دقیق دمای (± 1°C) و کنترل فشار، 16 لایه از تراشه های DRAM را به هم می چسباند (0.05N دقت). دستگاه ASMPT توسط SK Hynix در تولید HBM3E به دلیل پشتیبانی از بهینه سازی بهره از انباشت چند لایه استفاده شد.

سیستم تشخیص و تعمیر
بازرسی نوری خودکار (AOI) در ترکیب با تکنولوژی برق نوری (EL) می تواند نقص های مفاصل جوش کننده را در سطح میکرو شناسایی کند.رمزگذاری داده های آزمایش هر جزء بر روی سطح PCB برای دستیابی به ردیابی کامل چرخه عمر 36برخی از تجهیزات پیشرفته همچنین ماژول های ترمیم لیزر را برای حذف مستقیم جوش اضافی یا ترمیم مفاصل جوش نادرست ادغام می کنند.

چالش های فنی و جهت های نوآوری
محدودیت تکنولوژیکی اتصال متقابل با چگالی بالا
تراشه های MicroLED و AI نیاز به یک پچ پد کمتر از 30μm دارند که با روش های کسری سنتی دشوار است.روش نیمه اضافه شده اصلاح شده (mSAP) در ترکیب با فن آوری نوردهی مستقیم لیزر (LDI) می تواند به عرض خط 20μm برسد و برای فرآیندهای زیر 28nm مناسب استعلاوه بر این، محبوبیت تکنولوژی ویاس های دفن شده کور و فرآیندهای اتصال لایه ای (ELIC) ، باعث شده است که تخته های HDI به سمت عرض خط 40μm تکامل یابند.

سازگاری چند ماده و مدیریت حرارتی
PCB وسایل نقلیه انرژی جدید نیاز به حمل یک جریان بیش از 100A دارد. مشکل حکاکی جانبی صفحات مس ضخیم (2-20 اونس) با حکاکی تفاوتی حل می شود،اما ترکیبی از لایه های مس ضخیم و مواد فرکانس بالا مستعد از هم جدا شدن هستند.. حکاکی پالس پویا (DPE) و بستر PTFE اصلاح شده (ثبات Dk ± 0.03) به راه حل تبدیل شده اندساختار سه بعدی PCBS یکپارچه بخاری های حرارتی را از طریق یک طراحی سوراخ کنترل عمق (با ضخامت صفحه 50-80٪) برای کاهش تاثیر دمای بالا بر اجزای.

تولید هوشمند و انعطاف پذیر
یکپارچه سازی فرآیند شش سیگما DMAIC با داده های اینترنت اشیا، بهره وری خط تولید را بهینه می کند.دستگاه اتصال TCB Hanwha SemiTech مجهز به یک سیستم خودکار است که از تغییر سریع بین 8 تا 16 لایه پشتیبانی می کند، کاهش مداخله دستی. سیستم تصحیح انحراف در زمان واقعی که توسط هوش مصنوعی هدایت می شود همچنین می تواند خطرات پل را بر اساس مدل پخش خمیر جوش پیش بینی کند و پارامترهای جوش را به طور پویا تنظیم کند.

۳- سناریوهای کاربرد و محرک های صنعت
الکترونیک مصرفی
تلفن های صفحه ای تاشو و هدفون های TWS تقاضا برای PCBS بسیار نازک را افزایش داده اند.تکنولوژی حفره کور / حفره دفن شده (50-100μm micro-holes) و تخته های کامپوزیت انعطاف پذیر و سخت (مانند مواد پلی آمید) به جریان اصلی تبدیل شده اند، که نیاز به ماشین آلات سطح نصب (SMT) برای داشتن قابلیت های اتصال سطح خمیده با دقت بالا دارد.

الکترونیک خودرو
PCBS درجه خودرو نیاز به عبور از مقاومت در برابر دمای بالا (مواد Tg بالا) و آزمایشات مقاومت در برابر لرزش دارد.فرآیند درمان سطح ENEPIG (پلاستی نیکل پالادیوم بدون برق) با اتصال سیم آلومینیوم سازگار استسیستم مدیریت باتری تسلا 4680 از صفحه های مسی 20 اونسی ضخیم استفاده می کند و از انتقال جریان بالا پشتیبانی می کند.

هوش مصنوعی و محاسبات با عملکرد بالا
حافظه HBM برای رسیدن به انباشت سه بعدی به ماشین های اتصال TCB متکی است. فرآیند MR-MUF SK Hynix شکاف ها را با ترکیب قالب بندی اپوکسی پر می کند.و رسانایی حرارتی دو برابر از NCF سنتی است.، که برای نیاز های بالا به تبعید گرما در تراشه های هوش مصنوعی مناسب است.

IV. روند آینده و چشم انداز صنعت
یکپارچه سازی هیبرید فوتو الکتریکی
محبوبیت تراشه های 3 نانومیتر باعث افزایش تقاضا برای بسته بندی مشترک اپتوالکترونیک (CPO) شده است.ماشین های مونتاژ راننده برای ارتقاء به سمت تکنولوژی های اتصال لیزر و تراز میکرو اپتیک.

تولید سبز و استاندارد سازی
ترویج جوش های بدون سرب و بستر های بدون هالوجن مستلزم آن است که تجهیزات جوش با فرآیندهای دمای پایین سازگار شوند (مانند نقطه ذوب آلیاژ Sn-Bi در 138 ° C).این مقررات سازندگان تجهیزات را به توسعه ماژول های کم مصرف انرژی تشویق خواهد کرد.به عنوان مثال، طراحی سریع گرم کردن و خنک کردن بخاری های پالس می تواند مصرف انرژی را تا ۵۰ درصد کاهش دهد.

ماژول سازی و یکپارچه سازی چند عملکردی
تجهیزات آینده ممکن است فناوری نصب سطح (SMT) ، جوش و بازرسی را ادغام کنند.تجهیزات بسته بندی Co-EMIB ASMPT از پردازش مخلوط در سطح وافر و سطح بستر پشتیبانی می کند، کوتاه کردن چرخه تولید HBM توسط 49.

نتیجه گیری
به عنوان "دست های دقیق" تولید الکترونیک، تکامل تکنولوژیکی ماشین های مونتاژ PCB به طور مستقیم محدودیت های کوچک سازی و عملکرد محصولات الکترونیکی را تعریف می کند.از موقعیت مکانی میکروانی دستگاه های فناوری نصب سطح (SMT) تا انباشت چند لایه ای دستگاه های اتصال TCB، از بازرسی کیفیت هوش مصنوعی تا فرآیندهای سبز، نوآوری تجهیزات، زنجیره صنعتی را به سمت زمینه های با ارزش افزوده بالا حرکت می دهد.با پیشرفت های تولیدکنندگان چینی مانند جیالیچوانگ در تکنولوژی 32 لایه چند لایه، و همچنین رقابت از کره جنوبی و ایالات متحده نیمه هادی و ASMPT در بازار ماشین های چسب،صنعت جهانی ماشین آلات مونتاژ PCB شاهد رقابت و همکاری های تکنولوژیکی شدیدتر و همچنین بازسازی زیست محیطی خواهد بود. 379