Pengembangan mesin penempatan SMT telah melalui beberapa tahap dan tren teknologi baru.

Sejak diluncurkan pada awal tahun 1980-an, fungsi dasar mesin pick-and-place sebagian besar tidak berubah. Namun demikian, persyaratan untuk penempatan-khususnya dari segi kecepatan dan presisi-telah mengalami transformasi yang signifikan akibat pesatnya perkembangan industri elektronik, serta tren ke arah miniaturisasi komponen dan perakitan dengan kepadatan tinggi. Kami mengecualikan dari diskusi kami apa yang disebut peralatan tingkat batch kecil, yaitu mesin penempatan SMT manual, yang digunakan pada masa-masa awal dan masih digunakan sampai sekarang, terutama untuk pembuatan prototipe produk dan penelitian. Hal ini karena mesin-mesin ini tidak dapat bersaing dengan mesin penempatan SMT arus utama dalam hal tingkat teknis dan cakupan aplikasi. Mengenai mesin penempatan SMT arus utama yang digunakan untuk produksi massal, mesin ini dapat dikategorikan ke dalam tiga generasi dari perspektif teknis. Pertama-tama, mari kita perkenalkan tahap pengembangan mesin penempatan SMT dan tren teknologi baru. 

Pertama, kami ingin membahas tahap perkembangan mesin pick and place SMT. Peralatan paling awal dalam industri SMT adalah mesin pick-and-place generasi pertama. Mesin pick-and-place generasi pertama muncul pada awal 1970-an hingga awal 1980-an sebagai perangkat perakitan awal yang didorong oleh penerapan teknologi pemasangan permukaan pada elektronik industri dan konsumen. Meskipun metode penyelarasan mekanis yang digunakan pada mesin pick-and-place tersebut menghasilkan kecepatan penempatan yang rendah, yaitu sekitar 1.000 hingga 2.000 komponen per jam dan akurasi penempatan yang relatif rendah, yaitu sekitar ± 0,1 mm untuk pemosisian XY dan ± 0,25 mm untuk ketepatan penempatan, dan meskipun fungsinya sederhana, mesin tersebut sudah memiliki semua elemen penting mesin pick-and-place modern.

Dibandingkan dengan perakitan penyisipan komponen secara manual, kecepatan dan akurasi tersebut merepresentasikan revolusi teknologi yang mendalam. Lebih jauh lagi, mesin penempatan SMT generasi pertama mengantarkan era baru produksi produk elektronik berskala besar, sepenuhnya otomatis, efisiensi tinggi, dan berkualitas tinggi. Untuk tahap awal pengembangan SMT, ketika komponen yang dipasang di permukaan relatif besar, seperti komponen chip tipe 1608 dan pitch IC mulai dari 1,27 hingga 0,8 mm, mesin-mesin ini sudah mampu memenuhi persyaratan produksi massal. Dengan pengembangan SMT yang terus menerus dan miniaturisasi komponen, mesin SMT generasi ini sudah lama tidak ada lagi di pasaran dan sekarang hanya ditemukan di beberapa perusahaan kecil. Perkembangan berikutnya adalah mesin pick-and-place generasi kedua. Dari pertengahan 1980-an hingga akhir 1990-an, industri SMT secara bertahap menjadi matang dan berkembang pesat. Didorong oleh pertumbuhan ini, mesin pick-and-place generasi kedua dibangun di atas model generasi pertama dengan mengadopsi sistem optik untuk penyelarasan komponen, yang secara signifikan meningkatkan kecepatan dan presisi mesin. Kemajuan ini memenuhi permintaan yang terus meningkat untuk proliferasi dan pengembangan produk elektronik yang cepat. Selama proses pengembangan ini, muncul dua jenis mesin yang berbeda: mesin berkecepatan tinggi yang terutama didesain untuk memasang komponen chip dan menekankan kecepatan pemasangan, dan mesin multifungsi yang terutama didesain untuk memasang berbagai IC dan komponen yang bentuknya tidak beraturan. Kedua jenis mesin ini memiliki fungsi dan aplikasi yang jelas berbeda. 

Mesin pick-and-place generasi kedua juga memiliki dua subkategori, yang pertama adalah mesin berkecepatan tinggi. Mesin berkecepatan tinggi terutama menggunakan struktur kepala pick-and-place multi-head, multi-nozzle yang berputar. Berdasarkan arah rotasi relatif terhadap bidang PCB, mereka dapat diklasifikasikan lebih lanjut ke dalam tipe menara (di mana arah rotasi sejajar dengan bidang PCB) dan tipe roda (di mana arah rotasi tegak lurus atau pada sudut 45 ° ke bidang PCB). Berkat adopsi teknologi penyelarasan posisi optik dan sistem mekanis presisi, seperti sekrup bola, pemandu linier, motor linier, penggerak harmonik, sistem vakum presisi, berbagai sensor, dan teknologi kontrol komputer, kecepatan penempatan mesin berkecepatan tinggi telah mencapai urutan 0,06 detik per potong, mendekati batas sistem elektromekanis. Cabang kedua adalah mesin multi-fungsi. Mesin penempatan multi-fungsi, juga dikenal sebagai mesin universal, dapat menempatkan berbagai komponen pengemasan IC dan komponen berbentuk tidak beraturan, serta komponen chip kecil. Mesin ini dapat mengakomodasi komponen dengan berbagai ukuran dan bentuk, oleh karena itu dinamakan mesin penempatan multi-fungsi. Struktur mesin penempatan multi-fungsi sebagian besar mengadopsi struktur tipe lengkung dan kepala penempatan multi-nozzle gerak linier, yang menampilkan presisi tinggi dan fleksibilitas yang baik. Mesin multi-fungsi menekankan fungsionalitas dan presisi, tetapi kecepatan penempatannya tidak secepat mesin penempatan berkecepatan tinggi. Mesin ini terutama digunakan untuk menempatkan berbagai IC yang dikemas dan komponen besar yang bentuknya tidak beraturan, dan juga digunakan untuk menempatkan komponen pemasangan di permukaan yang kecil dalam produksi dan pembuatan prototipe skala menengah dan kecil.

Dengan pesatnya perkembangan SMT dan miniaturisasi komponen lebih lanjut, munculnya bentuk kemasan SMD yang lebih halus seperti SOP, SOJ, PLCC, QFP, dan BGA telah membuat generasi mesin pick-and-place ini semakin tidak memadai. Mereka secara bertahap memudar dari fokus utama produsen mesin pick-and-place. Namun, sejumlah besar mesin pick-and-place generasi kedua masih digunakan hingga saat ini, dan aplikasi serta pemeliharaannya tetap menjadi topik penting dalam peralatan SMT.

Fitur teknis utama mesin pick-and-place generasi ke-3 umumnya mencakup platform arsitektur komposit modular, sistem penglihatan presisi tinggi dan penyelarasan terbang, struktur jalur ganda, multi-lengkungan, kepala multi-pick-and-place, dan struktur multi-nosel, pengumpanan dan pendeteksian cerdas, penggerak motor linier presisi tinggi, kecepatan tinggi, fleksibel, kepala pick-and-place yang cerdas, dan akhirnya kontrol yang presisi terhadap gerakan sumbu Z dan gaya penempatan. Meskipun teknologi merupakan salah satu aspek, karakteristik utama mesin pick-and-place generasi ke-3 terletak pada kinerja dan fleksibilitasnya yang tinggi. Sebagai contoh, mesin ini menggabungkan fungsi mesin berkecepatan tinggi dan mesin multi-fungsi menjadi satu. Melalui struktur fleksibel mesin tipe modular/modul/berbasis sel, unit struktural yang berbeda dapat dipilih untuk mencapai fungsi mesin berkecepatan tinggi dan mesin serbaguna pada satu mesin. Menyeimbangkan kecepatan dan akurasi penempatan juga sangat penting. Sebagai contoh, mesin penempatan generasi baru menggunakan kepala penempatan berkinerja tinggi, penyelarasan visual yang presisi, dan sistem perangkat keras/perangkat lunak komputer berkinerja tinggi.

Selain itu, penempatan dengan efisiensi tinggi dicapai melalui teknologi seperti kepala penempatan berkinerja tinggi dan pengumpan cerdas, yang memungkinkan efisiensi penempatan aktual alat berat mencapai lebih dari 83% dari nilai ideal. Penempatan berkualitas tinggi juga sangat penting. Hal ini dicapai melalui pengukuran dimensi sumbu Z yang tepat dan kontrol gaya penempatan untuk memastikan kontak yang baik antara komponen dan pasta solder, atau dengan menerapkan APC untuk mengontrol posisi penempatan, sehingga memastikan hasil yang sangat baik. Secara keseluruhan, kapasitas produksi per unit luas lantai mesin penempatan generasi ketiga kira-kira dua kali lipat dari mesin generasi kedua. Terakhir, mesin pick-and-place generasi ketiga juga dapat mengimplementasikan sistem perangkat lunak cerdas untuk perakitan bertumpuk. Inilah salah satu alasan mengapa mesin pick-and-place generasi ketiga saat ini berkembang begitu pesat.

Kedua, kami ingin membahas prospek masa depan dan pengembangan mesin pick and place SMT generasi ketiga. Pertama dan terutama adalah performa tinggi: dalam pengembangan mesin pick-and-place, kecepatan, presisi, dan fungsionalitas penempatan selalu berada dalam kondisi prioritas yang saling bertentangan, sehingga memaksa pengguna untuk berkompromi antara kecepatan dan presisi. Akibatnya, mesin berkecepatan tinggi dan mesin multi-fungsi tetap menjadi dua mode penempatan utama yang digunakan saat ini. Namun, dalam lanskap elektronik masa depan yang semakin kompetitif, di mana pembaruan produk semakin cepat dan tren ke arah variasi produk yang beragam serta produksi batch kecil menjadi arus utama, teknologi pengemasan baru seperti BGA, FC, CSP, dan PoP menempatkan tuntutan yang semakin tinggi pada mesin SMT. Akibatnya, konfigurasi mesin SMT harus berevolusi untuk mengimbangi perubahan ini. Dengan perkembangan teknologi mesin SMT seperti modularisasi, pengangkutan jalur ganda, multi-lengan, struktur kepala multi-penempatan, penyelarasan terbang, dan penempatan petir, mencapai keseimbangan antara kecepatan, presisi, dan fungsionalitas penempatan dalam satu mesin SMT telah menjadi arah baru.

Mesin SMT berkinerja tinggi yang mengintegrasikan kecepatan tinggi, presisi tinggi, multi-fungsi, dan kecerdasan akan menjadi arus utama; Poin kedua adalah efisiensi tinggi: efisiensi tinggi berarti meningkatkan efisiensi produksi, mengurangi jam kerja, dan meningkatkan kapasitas produksi. Untuk peralatan CNC otomatis seperti mesin pick-and-place, efisiensi pemrograman perangkat lunak sangat penting untuk meningkatkan efisiensi peralatan. Mengembangkan sistem fungsional perangkat lunak yang lebih kuat, termasuk berbagai bentuk file PCB, secara langsung mengoptimalkan pembuatan file program pilih-dan-tempat, mengurangi waktu pemrograman manual, mengembangkan sistem diagnosis kesalahan mesin, dan sistem manajemen yang komprehensif untuk produksi massal, dan mencapai operasi yang cerdas adalah komponen utama dalam pengembangan mesin pick-and-place efisiensi tinggi di masa depan. Selain itu, perbaikan dalam struktur peralatan dan mode operasional juga merupakan metode penting untuk meningkatkan efisiensi produksi. Mesin penempatan SMT pengangkut jalur ganda mempertahankan kinerja mesin jalur tunggal tradisional sambil mendesain pengangkutan, pemosisian, inspeksi, dan penempatan PCB ke dalam struktur jalur ganda. Struktur jalur ganda ini dapat beroperasi dalam mode sinkron atau asinkron, yang keduanya mengurangi waktu menganggur alat berat dan meningkatkan efisiensi produksi; Poin ketiga adalah integrasi yang tinggi. Integrasi tinggi mengacu pada dua aspek: integrasi teknologi peralatan dan integrasi teknologi dan manajemen. Integrasi teknologi peralatan melibatkan aplikasi silang, integrasi, dan perpaduan beberapa teknologi. Misalnya, mekatronika mengintegrasikan teknologi deteksi dan penginderaan, teknologi pemrosesan informasi, teknologi kontrol otomatis, teknologi penggerak servo, teknologi mekanik presisi, dan teknologi tingkat sistem ke dalam aplikasi yang komprehensif.

Mengenai integrasi teknologi dan manajemen, hal ini melibatkan pemanfaatan sepenuhnya teknologi komputer, otomatisasi, dan jaringan untuk mencapai integrasi organik aplikasi peralatan dan teknologi manajemen. Pemanfaatan peralatan terintegrasi, seperti lini produksi otomatis, sangatlah penting. Misalnya, menanamkan SPC dan sistem penelusuran ke dalam peralatan lini produksi SMT dapat memaksimalkan kinerja peralatan, meningkatkan kapasitas produksi, dan meningkatkan kualitas; Poin keempat adalah penggunaan energi hijau. Ini adalah tren yang tak terelakkan dalam pengembangan manufaktur elektronik di masa depan. Perkembangan masyarakat manusia pasti akan mengarah pada keharmonisan antara manusia dan alam, tidak terkecuali mesin pick-and-place. Di masa depan, peralatan pick-and-place harus mempertimbangkan dampak lingkungan dari tahap konseptualisasi melalui tahap desain, manufaktur, penjualan, penggunaan dan pemeliharaan, daur ulang, dan remanufaktur, dengan fokus pada peningkatan pemanfaatan material, pengurangan konsumsi energi, dan memaksimalkan pengembalian investasi pengguna. Dalam beberapa tahun terakhir, konsep manufaktur hijau dan perlindungan lingkungan telah memiliki makna baru. Perlindungan lingkungan sekarang dipahami dalam arti yang lebih luas, tidak hanya mencakup perlindungan lingkungan alam tetapi juga lingkungan sosial, lingkungan produksi, dan kesehatan fisik dan mental produsen. Dalam keadaan seperti ini, tujuannya adalah untuk mengembangkan peralatan penempatan yang presisi tinggi, efisiensi tinggi, dan berkualitas tinggi dengan waktu pengiriman yang singkat serta layanan purna jual yang sangat baik; Terakhir, faktor yang paling penting adalah keanekaragaman. Dunia saat ini adalah tempat yang beragam dan beraneka ragam. Pembangunan tidak merata di berbagai negara dan wilayah, dan bahkan di dalam negara yang sama, wilayah yang berbeda berkembang dengan kecepatan yang berbeda. Hal ini menyebabkan tuntutan yang beragam untuk kualitas dan tingkat produk elektronik.

Pada saat yang sama, area aplikasi yang berbeda memiliki persyaratan yang sangat berbeda untuk keandalan lingkungan aplikasi produk elektronik, yang juga mendorong permintaan yang beragam untuk proses dan peralatan manufaktur produk. Permintaan yang beragam ini akan mendorong pengembangan peralatan perakitan di masa depan menuju struktur yang beragam dan teknologi lintas disiplin. Di satu sisi, produsen perlu mengakomodasi mesin pick-and-place universal multifungsi dan fleksibel yang mampu menangani berbagai jenis produk dan mesin pick-and-place khusus berefisiensi tinggi yang disesuaikan untuk bidang dan produk tertentu.

Sebagai kesimpulan, akan ada kebutuhan untuk memproduksi mesin pick-and-place kelas atas yang menampilkan otomatisasi penuh, kecerdasan, presisi tinggi, dan kapasitas produksi tinggi untuk melayani perusahaan besar dan kebutuhan perakitan dengan kepadatan tinggi, serta mesin pick-and-place kelas menengah ke bawah yang sesuai untuk perusahaan kecil dan menengah serta kebutuhan produk elektronik secara umum. Pendekatan ini memungkinkan pengembangan mesin SMT mainstream berkinerja tinggi yang dirancang untuk manufaktur industri skala besar dan mesin SMT non-mainstream yang lebih kecil yang cocok untuk penelitian, pendidikan, dan aplikasi laboratorium.