Analyse des technologies de base dans l'assemblage de composants électroniques SMT.

Tout d'abord, nous aimerions parler de l'analyse fondamentale de la technologie de montage en surface SMT. La technologie de montage en surface (SMT) est un processus essentiel de la fabrication électronique moderne, dont la valeur fondamentale se reflète dans trois dimensions clés : haute précision, haute efficacité et haute fiabilité. Ce procédé utilise des équipements de précision pour monter avec exactitude des microcomposants sur des substrats de circuits imprimés. La précision du positionnement répété de la machine de placement doit être contrôlée à ±0,035 mm pour assurer l'assemblage stable des composants emballés 0201 et même 01005. Pour atteindre cet objectif, la NT-T5 de Nectec peut facilement atteindre une précision de ±0,035 mm. Dans le processus d'impression de la pâte à braser, des pochoirs en maille d'acier sont utilisés avec des imprimantes automatiques. En optimisant les paramètres tels que la pression de la raclette, la vitesse et les conditions de démoulage, l'erreur d'épaisseur de la pâte à braser est maintenue à ±15μm, conformément à la norme IPC-A-610. À l'extrémité arrière de la chaîne de processus, le contrôle précis de la courbe de température de brasage par refusion affecte directement la microstructure des joints de soudure. Les paramètres des étapes de préchauffage, de mouillage, de pic et de refroidissement doivent être définis en fonction des caractéristiques de la pâte à braser afin d'éviter les défauts tels que le tombstoning et les joints de brasure froids. En outre, un double système de contrôle de la qualité combinant SPI (inspection de la pâte à braser) et AOI (inspection optique automatique) permet de surveiller en temps réel les variations de volume de la pâte à braser et les écarts de placement des composants, ce qui fournit des données permettant d'améliorer le rendement. 

Deuxièmement, nous souhaitons souligner l'importance de l'application des systèmes de montage de haute précision dans la fabrication des machines de prélèvement et de placement SMT. Dans les processus de placement des composants électroniques SMT, les systèmes de placement de haute précision sont l'équipement de base pour obtenir un positionnement précis des composants au niveau du micron. Ce système utilise des bras robotiques à plusieurs axes équipés de modules de positionnement visuels à haute résolution. Pour ce faire, il y a généralement quatre axes (X, Y, Z et R) et le NT-T5 de Nectec est capable d'accomplir une telle tâche. Combiné à des algorithmes de télémétrie laser et de reconnaissance d'images, il permet de corriger en temps réel les décalages de coordonnées et les déviations angulaires des composants. Les équipements de placement modernes adoptent largement la technologie de l'alignement volant, qui complète de manière synchronisée l'étalonnage de la posture pendant le processus de prise de la buse, contrôlant les erreurs de placement pour les composants de résistance et de condensateur aussi petits que les spécifications 0402, 0201 et01005 dans une fourchette de ±35μm. Pour les dispositifs emballés complexes tels que les BGA et les QFN, le système utilise des mécanismes de balayage des contours tridimensionnels et de retour de pression pour garantir la précision de la correspondance spatiale entre les billes de soudure et les pastilles. En outre, les algorithmes d'optimisation dynamique du chemin de placement réduisent le temps d'inactivité de l'équipement, en maintenant une vitesse de placement de 80 000 points par heure tout en abaissant les taux de rebut à moins de 0,020%.

Troisièmement, nous devons être extrêmement prudents en ce qui concerne le contrôle de la courbe de température de la soudure par refusion. En tant qu'étape critique de la chaîne du processus SMT, le contrôle précis de la courbe de température de refusion a un impact direct sur la qualité du joint de soudure et la fiabilité du produit. Une courbe de température typique se compose de quatre étapes : zone de préchauffage, zone à température constante, zone de refusion et zone de refroidissement. La zone de préchauffage doit être chauffée à un gradient de 2 à 3 °C/s pour éviter l'accumulation de contraintes thermiques, tandis que la zone à température constante doit être maintenue pendant 60 à 120 secondes pour activer complètement le flux et éliminer les différences de température. La température maximale dans la zone de refusion est généralement contrôlée pour être de 20 à 30 °C au-dessus du point de fusion de la pâte à braser, par exemple 235-245 °C pour l'alliage SnAgCu, avec une durée de 30 à 60 secondes pour assurer la formation uniforme de la couche de composé intermétallique (IMC). Les équipements modernes utilisent des réseaux de thermocouples et des systèmes de contrôle en boucle fermée pour surveiller la distribution de la température du four en temps réel. Combinés aux données d'inspection SPI sur le volume de pâte à braser, les paramètres sont ajustés de manière dynamique pour contrôler les fluctuations de température à ±2, voire 1°C. Grâce à la dernière technologie de contrôle de la température de refusion de Nectec, tous les fours de refusion sans plomb de Nectec ont atteint cette norme. Un logiciel de simulation thermique est utilisé pour optimiser les réglages de la zone de température du four en fonction des différents matériaux de substrat et des propriétés thermiques des composants, ce qui permet de réduire efficacement les défauts tels que les effets de pierre tombale et les vides dans les billes de soudure.

Enfin, nous voudrions aborder certaines des solutions possibles d'inspection AOI et d'amélioration du rendement dans les applications réelles d'aujourd'hui. Dans le processus d'assemblage des composants électroniques SMT, le système d'inspection optique automatique (AOI) utilise des modules de caméra à haute résolution et des algorithmes de traitement d'image intelligents pour identifier avec précision le désalignement des composants, les défauts des joints de soudure et l'inversion de polarité, entre autres anomalies du processus. Le système utilise une combinaison d'éclairage multi-angle et de technologie de balayage des contours en 3D pour évaluer la précision du placement des micro-composants de taille 0201 et les conditions de mouillage de la pâte à braser, atteignant un taux de détection des défauts de plus de 99,1%. Pour améliorer l'efficacité de la détection, les équipements AOI modernes s'intègrent généralement aux systèmes d'inspection de la pâte à braser SPI pour établir une liaison de données, ce qui permet de comparer en temps réel la qualité de l'impression et les résultats du placement afin d'établir un mécanisme de compensation dynamique pour les paramètres du processus. Des cas pratiques démontrent que les systèmes AOI intégrant une fonctionnalité d'apprentissage automatique peuvent automatiquement optimiser les seuils de détection, réduisant les taux de faux positifs de plus de 37%, tout en mettant continuellement à jour les bases de données de classification des défauts afin de fournir une base décisionnelle traçable pour l'amélioration des processus.