طرق ترقية معدات SMT من الناحية التكنولوجية لمركبات الطاقة الجديدة.

على خلفية النمو الهائل في سوق السيارات العاملة بالطاقة الجديدة، تشهد إلكترونيات السيارات عملية ترقية شاملة تتسم بـ "الكثافة العالية والموثوقية العالية والتعقيد الشديد". من وحدات التحكم الإلكترونية وأنظمة إدارة البطاريات إلى وحدات مقصورة القيادة الذكية، فإن متطلبات التكامل والدقة للمكونات الإلكترونية تتجاوز بكثير متطلبات السيارات التقليدية. ومع ذلك، لا تزال معظم خطوط إنتاج SMT الخاصة بشركات صناعة السيارات تلتزم بمعايير المعدات من عصر الإلكترونيات الاستهلاكية، وتواجه تحديات مثل تقلبات الإنتاجية وعدم كفاية توافق العمليات والآثار الكربونية المفرطة. سوف نغوص في نقاط الضعف وأساليب الترقية ودراسات الحالة لمناقشة وتحليل الغرض من ترقية تقنيات تصنيع SMT التي تقف وراء هذه السيارات الجديدة التي تعمل بالطاقة الجديدة بشكل منطقي.

أولاً، تتطلب مركبات الطاقة الجديدة تطورات من ماكينات الالتقاط والتركيب SMT. وهي تنقسم إلى ثلاث فئات. الفئة الأولى هي الدقة والموثوقية. هذه هي الحماية الأساسية لسلامة الركاب والمركبة نفسها. وتتمثل متطلبات SMT لهذه الفئة في تصغير حجم مكون الرقاقة: حيث يجب أن تدعم رقائق BMS ولوحات تشغيل IGBT مكونات 01005 (0.4 مم × 0.2 مم) وتغليف QFN بدرجة ميل 0.3 مم، مع دقة وضع ديناميكية تبلغ ≤0.025 مم @ 3σ. والتوافق في ظل بيئة العمل القاسية: حيث يجب أن تتحمل الإلكترونيات داخل السيارة دورات حرارة تتراوح بين -40 درجة مئوية و150 درجة مئوية، ويجب أن يكون معدل عيوب وصلة اللحام أقل من 50 جزءًا في المليون (خمسون جزءًا في المليون)؛ الفئة الثانية هي الكفاءة والمرونة. هذا بشكل عام للاستجابة لضغوط زيادة السعة. متطلبات SMT لهذه الفئة هي خط مختلط متعدد المنتجات: حيث بمساعدة تسريع تكرار نموذج المركبة، يجب ضغط وقت تغيير الخط إلى أقل من 15 دقيقة. 

والطلب على الطاقة الإنتاجية: حيث تحتاج الطاقة الإنتاجية الشهرية لخط إنتاج SMT واحد بشكل عام إلى تجاوز 50 مليون نقطة، مع معدل استخدام ≥95%؛ الفئة الثالثة هي التصنيع الأخضر. هذا هو للقيود الصعبة في إطار سياسات الحوكمة البيئية والاجتماعية والمؤسسية. وتتمثل متطلبات SMT لهذه الفئة في التصنيع الخالي من الرصاص: حيث يكون متوافقًا مع RoHS وREACH واللوائح الأخرى، مع وجود بقايا معدن ثقيل ملحوم ≥0.1%. وإدارة البصمة الكربونية: حيث يجب تقليل استهلاك الطاقة في المعدات بمقدار 20%-30%.

ثانيًا، ينطوي خط إنتاج SMT لمركبات الطاقة الجديدة على أربع نقاط ألم تكنولوجية جديرة بالذكر. نقطة الألم الأولى هي الدقة غير الكافية التي تؤدي إلى اختناقات في الإنتاجية. ويرجع السبب وراء ذلك إلى أنه عندما تقوم ماكينة الالتقاط والوضع التقليدية بتركيب 01005 مكونات، فإن معدل الإنتاجية يكون أقل عمومًا من 98%، وتزداد تكاليف إعادة العمل بشكل كبير؛ نقطة الألم الثانية هي انخفاض اعتماد الأتمتة. ويرجع السبب وراء ذلك إلى أن الاعتماد على الضبط اليدوي يؤدي إلى معدل خردة يصل إلى 0.2% وتأخير في تحسين معلمات العملية؛ نقطة الألم الثالثة هي ضعف الامتثال البيئي. والسبب وراء ذلك هو أن هناك احتمال كبير أن يواجه اللحام القائم على الرصاص وماكينات الالتقاط والوضع عالية الاستهلاك للطاقة، وماكينات إعادة التدفق مخاطر عقوبات التصدير؛ نقطة الألم الأخيرة هي ضعف القدرة الإنتاجية المرنة. ويرجع السبب وراء ذلك إلى أن تغيير الخطوط بشكل عام يستغرق أكثر من 30 دقيقة، مما يجعل من الصعب التعامل مع التقلبات في الطلبات الخاصة بطرازات المركبات المتعددة.

ثالثاً، نريد مناقشة مسار التحول التقني. وهو من وجهة نظرنا يمكن أن يكون بسهولة مزيجًا من ترقيات الأجهزة وتمكين البرمجيات والتحول الأخضر. حيث نقوم بتقسيمها إلى ثلاثة جوانب رئيسية. دعونا نتعمق في كل جانب مع أسبابه. أولاً، بالنسبة لترقيات الأجهزة، نريد التركيز على تعزيز أساس التصنيع الدقيق. هناك نوعان من الماكينات التي يمكن ترقيتها: ماكينات الالتقاط والتركيب عالية الدقة: حيث يمكننا استبدال المحرك الخطي للرفع المغناطيسي، وتحسين الدقة الديناميكية إلى 0.035 مم @ 3σ وترقية نظام المحاذاة البصرية لدعم التعرف على نقاط العلامات بمستوى 30 ميكرومتر. وماكينات لحام إعادة التدفق بالنيتروجين: حيث يمكننا إدارة التحكم في محتوى الأكسجين ليكون أقل من 100 جزء في المليون ويساوي 100 جزء في المليون، مما يقلل من أكسدة وصلة اللحام ويحسن الإنتاجية بمقدار 1.51 تيرابايت في 3 تيرابايت. ثانيًا، بالنسبة لتمكين البرمجيات، نريد التركيز على بناء جوهر المصنع الذكي والآلي الموجه. هناك نوعان من الأنظمة الذكية التي يمكن تحسينها: نظام تحسين العملية بالذكاء الاصطناعي: حيث يوفر التعلم الآلي والتحليل في الوقت الحقيقي لبيانات طرد المواد لضبط مسار الفوهة ديناميكيًا، مما يقلل من معدل طرد المواد من 0.2% إلى 0.08%. ثم استخدام تقنية التوأم الرقمي لمحاكاة عملية الإنتاج، مما يقلل من دورة إدخال المنتج الجديد بمقدار 60%. والتكامل العميق لنظام MES: حيث يوفر مراقبة في الوقت الفعلي لفعالية المعدات الإجمالية واستهلاك الطاقة والعائد والمؤشرات الأخرى، مع تحسين سرعة الاستجابة للحالات الشاذة بمقدار 70%. ثالثًا، بالنسبة للتحول الأخضر، نريد التركيز على الامتثال وخفض التكاليف. هناك طريقتان معقولتان لتحقيق هذا الغرض: تقنية اللحام الخالي من الرصاص: حيث نستخدم سبيكة Sn-Ag-Cu. والإدارة الذكية لاستهلاك الطاقة: حيث يمكننا إضافة وحدة تردد متغير ونظام استرداد الحرارة بحيث يتم تقليل استهلاك طاقة الجهاز بمقدار 25%.

رابعًا، نريد مناقشة دراسة حالة تتعلق بهذه الترقية في الماضي. تتمثل الخلفية في أحد عملائنا السابقين، وهو أحد مصنعي مركبات الطاقة الجديدة، الذي واجه رسومًا جزائية ضخمة بسبب التأخير في التسليم الناجم عن عدم كفاية إنتاجية وحدة نظام إدارة المباني. يمكن تقسيم ما فعلوه إلى ثلاث خطوات: أولاً قاموا بشراء عدد قليل من ماكينات الالتقاط والوضع NT-T5 من Nectec بدقة 0.035 مم @ 3σ. ثم أضافوا وحدة التحذير من تفريغ المواد بالذكاء الاصطناعي وواجهة MES إلى هذه الماكينات. وأخيرًا، استبدلوا فرن إعادة إنحسر النيتروجين باللحام بعجينة لحام خالية من الرصاص. ونتيجة لهذه الترقية، فقد حققوا بعض الملاحظات: زيادة معدل الإنتاجية إلى 99.5%، مما أدى إلى خفض تكاليف الإصلاح السنوية بمقدار 12 مليون يوان؛ زيادة سرعة زيادة الطاقة الإنتاجية بمقدار 50%، وضغط دورة تسليم الطلبات إلى 18 يومًا؛ خفض البصمة الكربونية لكل وحدة بمقدار 28%.

خامساً، نريد مناقشة الآفاق المستقبلية لاتجاه ترقية خط الإنتاج هذا. من المهم ذكر هذا السياق لأنه يدعم التقارب التكنولوجي والتصنيع الإقليمي. أولاً، نتصور أن يتم دمج اللحام بالليزر والفحص ثلاثي الأبعاد SPI والتقنيات الأخرى في خط إنتاج SMT لتحقيق التحكم في العملية على مستوى النانومتر. ثانيًا، من الواضح أن الطلب على المعدات المستعملة في جنوب شرق آسيا وأوروبا الشرقية ومناطق أخرى مرتفع. ومن الضروري وأحد عوامل الفوز بالسباق هو توفير طريقة دفع محلية وخدمة سريعة للعملاء. أخيرًا، مع استمرار العالم في تعزيز الطاقة المتجددة والخضراء، سنرى المزيد من إمدادات الطاقة الكهروضوئية وإعادة تصنيع المعدات وتحديثات تجارة ائتمان الكربون في المستقبل.

وختاماً، فإن التحول التكنولوجي لمعدات SMT لمركبات الطاقة ليس بأي حال من الأحوال استبدالاً بسيطاً للأجهزة، بل هو ترقية شاملة للسلسلة بأكملها، تجمع بين "حرفية دقيقة + أنظمة ذكية + معايير صديقة للبيئة". بالنسبة لشركات صناعة السيارات، فإن اختيار شريك يتمتع بقدرات تكاملية عبر العمليات وشبكة خدمات عالمية، مثل Nectec، سيكون المفتاح لاختراق الضغوط المزدوجة للقدرة الإنتاجية والامتثال.