Le développement des machines de placement SMT a connu plusieurs étapes et de nouvelles tendances technologiques.

Depuis sa création au début des années 1980, la fonctionnalité de base de la machine pick-and-place est restée largement inchangée. Toutefois, les exigences en matière de placement - en particulier en termes de vitesse et de précision - ont subi des transformations significatives en raison du développement rapide de l'industrie électronique, ainsi que de la tendance à la miniaturisation des composants et à l'assemblage à haute densité. Nous excluons de notre discussion les équipements dits de petite taille, à savoir les machines manuelles de placement SMT, qui étaient utilisées à l'origine et sont encore utilisées aujourd'hui principalement pour le prototypage de produits et la recherche. En effet, ces machines ne peuvent rivaliser avec les machines de pose de CMS classiques en termes de niveau technique et de champ d'application. En ce qui concerne les machines de pose de CMS classiques utilisées pour la production de masse, elles peuvent être classées en trois générations d'un point de vue technique. Commençons par présenter les étapes de développement des machines de pose de CMS et les nouvelles tendances technologiques. 

Tout d'abord, nous souhaitons évoquer les étapes de développement des machines de prélèvement et de placement SMT. L'équipement le plus ancien de l'industrie SMT était la machine pick-and-place de première génération. Ces machines sont apparues entre le début des années 1970 et le début des années 1980, en tant que dispositif d'assemblage précoce, sous l'impulsion de l'application de la technologie de montage en surface dans l'électronique industrielle et grand public. Bien que la méthode d'alignement mécanique utilisée dans ces machines Pick-and-Place se traduise par des vitesses de placement faibles, de l'ordre de 1 000 à 2 000 composants par heure, et par une précision de placement relativement faible, de l'ordre de ±0,1 mm pour le positionnement X-Y et de ±0,25 mm pour la précision de placement, et malgré leur fonctionnalité simple, elles possédaient déjà tous les éléments essentiels des machines Pick-and-Place modernes.

Par rapport à l'assemblage manuel par insertion de composants, ces vitesses et cette précision représentaient une profonde révolution technologique. En outre, la première génération de machines de placement SMT a inauguré une nouvelle ère de production de produits électroniques à grande échelle, entièrement automatisée, à haut rendement et de grande qualité. Au début du développement de la technologie SMT, lorsque les composants montés en surface étaient relativement grands, tels que les composants à puce de type 1608 et les circuits intégrés de 1,27 à 0,8 mm, ces machines étaient déjà capables de répondre aux exigences de la production de masse. Avec le développement continu du SMT et la miniaturisation des composants, cette génération de machines SMT a depuis longtemps disparu du marché et n'est plus présente que dans quelques petites entreprises. L'évolution suivante a été la machine pick-and-place de deuxième génération. Du milieu des années 1980 à la fin des années 1990, l'industrie SMT a progressivement mûri et s'est rapidement développée. Stimulée par cette croissance, la machine de placement et de prélèvement de deuxième génération s'est appuyée sur le modèle de première génération en adoptant un système optique pour l'alignement des composants, ce qui a permis d'améliorer considérablement la vitesse et la précision de la machine. Cette avancée a permis de répondre à la demande croissante de prolifération et de développement rapides des produits électroniques. Au cours de ce processus de développement, deux types de machines distinctes ont vu le jour : les machines à grande vitesse, principalement conçues pour le montage de composants à puce et mettant l'accent sur la vitesse de montage, et les machines multifonctionnelles, principalement conçues pour le montage de divers circuits intégrés et de composants de forme irrégulière. Ces deux types de machines ont des fonctions et des applications clairement différentes. 

La machine de prise et de dépose de deuxième génération comporte également deux sous-catégories, la première étant les machines à grande vitesse. Les machines à grande vitesse utilisent principalement une structure de tête de prise et de dépose rotative à plusieurs têtes et à plusieurs buses. En fonction du sens de rotation par rapport au plan du circuit imprimé, elles peuvent être classées en deux catégories : les machines à tourelle (dont le sens de rotation est parallèle au plan du circuit imprimé) et les machines à roue (dont le sens de rotation est perpendiculaire ou à un angle de 45° par rapport au plan du circuit imprimé). Grâce à l'adoption de la technologie d'alignement par positionnement optique et de systèmes mécaniques de précision, tels que les vis à billes, les guides linéaires, les moteurs linéaires, les entraînements harmoniques, les systèmes de vide de précision, divers capteurs et la technologie de contrôle informatique, la vitesse de placement des machines à grande vitesse a atteint l'ordre de 0,06 seconde par pièce, s'approchant ainsi des limites des systèmes électromécaniques. La deuxième branche est la machine multifonctionnelle. Les machines de placement multifonctionnelles, également connues sous le nom de machines universelles, peuvent placer divers composants d'emballage de circuits intégrés et des composants de forme irrégulière, ainsi que de petites puces. Elles peuvent accueillir des composants de tailles et de formes différentes, d'où le nom de machine de placement multifonctionnelle. La structure des machines de placement multifonctionnelles adopte généralement une structure de type arche et une tête de placement multibuse à mouvement linéaire, qui se caractérise par une grande précision et une bonne flexibilité. Les machines multifonctionnelles mettent l'accent sur la fonctionnalité et la précision, mais leur vitesse de placement n'est pas aussi rapide que celle des machines de placement à grande vitesse. Elles sont principalement utilisées pour placer divers circuits intégrés emballés et des composants de grande taille et de forme irrégulière. Elles sont également utilisées pour placer de petits composants montés en surface dans le cadre d'une production et d'un prototypage à petite et moyenne échelle.

Avec le développement rapide du CMS et la miniaturisation accrue des composants, l'émergence de formes d'emballage CMS plus raffinées telles que SOP, SOJ, PLCC, QFP et BGA a rendu cette génération de machines pick-and-place de plus en plus inadéquate. Elles ont progressivement disparu de l'attention des fabricants de machines pick-and-place. Cependant, un grand nombre de machines pick-and-place de deuxième génération sont encore utilisées aujourd'hui, et leur application et leur maintenance restent des sujets importants dans le domaine de l'équipement SMT.

Les principales caractéristiques techniques de la machine de prise et de dépose de troisième génération comprennent généralement une plate-forme d'architecture composite modulaire, un système de vision et d'alignement volant de haute précision, une structure à double piste, une tête de prise et de dépose à arches multiples et une structure à buses multiples, une alimentation et une détection intelligentes, un entraînement par moteur linéaire à grande vitesse et de haute précision, une tête de prise et de dépose à grande vitesse, flexible et intelligente, et enfin un contrôle précis du mouvement de l'axe Z et de la force de dépose. Si la technologie est un aspect, les principales caractéristiques de la machine de prise et de dépose de troisième génération résident dans ses performances élevées et sa flexibilité. Par exemple, elle combine les fonctions d'une machine à grande vitesse et d'une machine multifonctionnelle. Grâce à la structure flexible des machines de type modulaire/modulaire/cellulaire, différentes unités structurelles peuvent être sélectionnées pour réaliser les fonctions d'une machine à grande vitesse et d'une machine polyvalente sur une seule machine. Il est également essentiel d'équilibrer la vitesse et la précision du placement. Par exemple, la machine de placement de nouvelle génération utilise des têtes de placement très performantes, un alignement visuel précis et des systèmes informatiques/logiciels très performants.

En outre, des technologies telles que les têtes de placement à haute performance et les chargeurs intelligents permettent d'obtenir une efficacité de placement supérieure à 83% par rapport à la valeur idéale. Un placement de haute qualité est également essentiel. Elle est obtenue grâce à une mesure précise des dimensions de l'axe Z et au contrôle de la force de placement pour assurer un bon contact entre les composants et la pâte à braser, ou en appliquant l'APC pour contrôler la position de placement, garantissant ainsi d'excellents résultats. Globalement, la capacité de production par unité de surface des machines de placement de troisième génération est environ deux fois supérieure à celle des machines de deuxième génération. Enfin, la machine de placement de troisième génération peut également mettre en œuvre des systèmes logiciels intelligents pour l'assemblage en pile. C'est l'une des raisons pour lesquelles la machine de placement de troisième génération se développe actuellement si rapidement.

Deuxièmement, nous souhaitons discuter des perspectives d'avenir et du développement de la troisième génération de machines de prélèvement et de placement SMT. Tout d'abord, la haute performance : dans le développement des machines de prélèvement et de placement, la vitesse, la précision et la fonctionnalité de placement ont toujours été des priorités conflictuelles, obligeant les utilisateurs à faire des compromis entre la vitesse et la précision. Par conséquent, les machines à grande vitesse et les machines multifonctionnelles restent les deux principaux modes de placement utilisés aujourd'hui. Cependant, dans le paysage de plus en plus compétitif de l'électronique du futur, où les mises à jour de produits s'accélèrent et où la tendance à la diversité des produits et à la production de petites séries se généralise, les nouvelles technologies d'emballage telles que BGA, FC, CSP et PoP imposent des exigences de plus en plus élevées aux machines SMT. Par conséquent, les configurations des machines SMT doivent évoluer pour suivre le rythme de ces changements. Avec le développement de technologies de machines SMT telles que la modularisation, le convoyage à deux voies, les structures de tête à bras et à placement multiples, l'alignement volant et le placement éclair, l'équilibre entre vitesse, précision et fonctionnalité de placement au sein d'une seule machine SMT est devenu la nouvelle orientation.

Les machines SMT à haute performance qui intègrent vitesse élevée, haute précision, multifonctionnalité et intelligence deviendront le courant dominant ; Le deuxième point est la haute efficacité : la haute efficacité signifie l'amélioration de l'efficacité de la production, la réduction des heures de travail et l'augmentation de la capacité de production. Pour les équipements CNC automatisés tels que les machines de prise et de placement, l'efficacité de la programmation logicielle est cruciale pour améliorer l'efficacité de l'équipement. Le développement de systèmes fonctionnels logiciels plus puissants, y compris diverses formes de fichiers PCB, l'optimisation directe de la génération de fichiers de programmes de prélèvement et de placement, la réduction du temps de programmation manuelle, le développement de systèmes de diagnostic des défauts des machines et de systèmes de gestion complets pour la production de masse, ainsi que la réalisation d'un fonctionnement intelligent sont des éléments clés du développement futur des machines de prélèvement et de placement à haut rendement. En outre, les améliorations apportées à la structure des équipements et aux modes de fonctionnement sont également des méthodes importantes pour accroître l'efficacité de la production. Les machines de placement SMT à double voie de transport conservent les performances des machines traditionnelles à voie unique tout en concevant le transport, le positionnement, l'inspection et le placement des circuits imprimés dans une structure à double voie. Cette structure à double voie peut fonctionner en mode synchrone ou asynchrone, ce qui permet de réduire le temps d'inactivité de la machine et d'améliorer l'efficacité de la production. Le troisième point est l'intégration poussée. L'intégration poussée se réfère à deux aspects : l'intégration de la technologie des équipements et l'intégration de la technologie et de la gestion. L'intégration de la technologie des équipements implique l'application croisée, l'intégration et la fusion de plusieurs technologies. Par exemple, la mécatronique intègre la technologie de détection, la technologie de traitement de l'information, la technologie de contrôle automatique, la technologie des servomoteurs, la technologie mécanique de précision et la technologie au niveau du système en une application complète.

En ce qui concerne l'intégration de la technologie et de la gestion, il s'agit de tirer pleinement parti des technologies de l'informatique, de l'automatisation et des réseaux pour réaliser l'intégration organique des technologies d'application et de gestion des équipements. L'utilisation d'équipements intégrés, tels que les lignes de production automatisées, est particulièrement importante. Par exemple, l'intégration de systèmes SPC et de traçabilité dans l'équipement de la ligne de production SMT peut maximiser les performances de l'équipement, augmenter la capacité de production et améliorer la qualité. Il s'agit d'une tendance inévitable dans le développement futur de la fabrication électronique. Le développement de la société humaine conduira inévitablement à l'harmonie entre l'homme et la nature, et les machines pick-and-place ne font pas exception à la règle. À l'avenir, les équipements de prélèvement et de placement devront tenir compte de l'impact environnemental dès le stade de la conceptualisation, en passant par la conception, la fabrication, la vente, l'utilisation et l'entretien, le recyclage et la remise à neuf, en mettant l'accent sur l'amélioration de l'utilisation des matériaux, la réduction de la consommation d'énergie et l'optimisation des retours sur investissement pour les utilisateurs. Ces dernières années, les concepts de fabrication écologique et de protection de l'environnement ont pris une nouvelle signification. La protection de l'environnement est désormais comprise dans un sens plus large, englobant non seulement la protection de l'environnement naturel, mais aussi l'environnement social, l'environnement de production et la santé physique et mentale des producteurs. Dans ces conditions, l'objectif est de développer des équipements de placement de haute précision, de haute efficacité et de haute qualité, avec des délais de livraison courts et un excellent service après-vente ; enfin, le facteur le plus important est la diversité. Le monde d'aujourd'hui est un endroit diversifié et à multiples facettes. Le développement est inégal d'un pays à l'autre et d'une région à l'autre, et même au sein d'un même pays, les différentes régions se développent à des rythmes différents. Il en résulte des exigences diverses en ce qui concerne la qualité et le niveau des produits électroniques.

Dans le même temps, les différents domaines d'application ont des exigences très différentes en matière de fiabilité des environnements d'application des produits électroniques, ce qui entraîne également des demandes diverses en matière de processus et d'équipements de fabrication des produits. Cette diversité de la demande orientera le développement futur des équipements d'assemblage vers une structure diversifiée et des technologies interdisciplinaires. D'une part, les fabricants devront disposer à la fois de machines de prise et de dépose universelles, multifonctionnelles et flexibles, capables de traiter plusieurs types de produits, et de machines de prise et de dépose spécialisées à haut rendement, adaptées à des domaines et à des produits spécifiques.

En conclusion, il sera nécessaire de produire des machines de prélèvement et de placement haut de gamme dotées d'une automatisation complète, d'une intelligence, d'une précision élevée et d'une grande capacité de production pour répondre aux besoins des grandes entreprises et des assemblages à haute densité, ainsi que des machines de prélèvement et de placement de milieu et de bas de gamme adaptées aux petites et moyennes entreprises et aux besoins généraux en matière de produits électroniques. Cette approche permet le développement simultané de machines SMT grand public à haute performance conçues pour la fabrication industrielle à grande échelle et de machines SMT plus petites, non grand public, adaptées à la recherche, à l'éducation et aux applications de laboratoire.