Analisi delle tecnologie principali nell'assemblaggio di componenti elettronici SMT.

In primo luogo, vorremmo parlare dell'analisi di base della tecnologia di montaggio superficiale SMT. La tecnologia SMT (Surface Mount Technology) è un processo fondamentale nella moderna produzione elettronica, il cui valore si riflette in tre dimensioni chiave: alta precisione, alta efficienza e alta affidabilità. Questo processo utilizza apparecchiature di precisione per montare accuratamente i microcomponenti sui substrati dei PCB. L'accuratezza del posizionamento ripetuto della macchina di posizionamento deve essere controllata entro ±0,035 mm per garantire l'assemblaggio stabile dei componenti confezionati 0201 e persino 01005. Per raggiungere questo obiettivo, la precisione di posizionamento dei chip della NT-T5 di Nectec può raggiungere facilmente una precisione di ±0,035 mm. Nel processo di stampa della pasta saldante, gli stencil in maglia d'acciaio vengono utilizzati insieme alle stampanti automatiche. Ottimizzando parametri quali la pressione della spatola, la velocità e le condizioni di demolding, l'errore di spessore della pasta saldante viene mantenuto entro ±15μm, rispettando lo standard IPC-A-610. Nella parte posteriore della catena di processo, il controllo preciso della curva della temperatura di saldatura a riflusso influisce direttamente sulla microstruttura dei giunti di saldatura. I parametri per le fasi di preriscaldamento, bagnatura, picco e raffreddamento devono essere impostati in base alle caratteristiche della pasta saldante per evitare difetti come il tombstoning e i giunti di saldatura freddi. Inoltre, un doppio sistema di controllo della qualità che combina SPI (ispezione della pasta saldante) e AOI (ispezione ottica automatica) consente di monitorare in tempo reale gli spostamenti di volume della pasta saldante e le deviazioni di posizionamento dei componenti, fornendo dati di supporto per il miglioramento della resa. 

In secondo luogo, vogliamo sottolineare l'importanza dell'applicazione del sistema di montaggio ad alta precisione nella produzione di macchine SMT pick and place. Nei processi di posizionamento dei componenti elettronici SMT, i sistemi di posizionamento ad alta precisione sono l'attrezzatura principale per ottenere un posizionamento preciso a livello di micron dei componenti. Questo sistema utilizza bracci robotici multiasse dotati di moduli di posizionamento visivo ad alta risoluzione. A tale scopo, sono solitamente presenti quattro assi (X, Y, Z e R) e l'NT-T5 di Nectec è in grado di portare a termine questo compito. combinati con algoritmi di misurazione laser e di riconoscimento delle immagini, per correggere in tempo reale gli offset delle coordinate dei componenti e le deviazioni angolari. Le moderne apparecchiature di posizionamento adottano ampiamente la tecnologia di allineamento volante, che completa in modo sincrono la calibrazione della postura durante il processo di prelievo dell'ugello, controllando gli errori di posizionamento di componenti di resistenze e condensatori di dimensioni ridotte come 0402, 0201 e 01005 entro ±35μm. Per i dispositivi confezionati complessi, come i BGA e i QFN, il sistema impiega meccanismi di scansione tridimensionale dei contorni e di feedback della pressione per garantire la precisione della corrispondenza spaziale tra le sfere di saldatura e le piazzole. Inoltre, gli algoritmi di ottimizzazione dinamica del percorso di posizionamento riducono i tempi di inattività delle apparecchiature, mantenendo una velocità di posizionamento di 80.000 punti all'ora e abbassando i tassi di scarto a meno di 0,020%.

In terzo luogo, dobbiamo essere assolutamente cauti nel controllo della curva di temperatura di saldatura a riflusso. Essendo una fase critica della catena del processo SMT, il controllo preciso della curva di temperatura di saldatura a riflusso influisce direttamente sulla qualità del giunto di saldatura e sull'affidabilità del prodotto. Una tipica curva di temperatura è composta da quattro fasi: zona di preriscaldamento, zona a temperatura costante, zona di riflusso e zona di raffreddamento. La zona di preriscaldamento deve essere riscaldata con un gradiente di 2-3°C/s per evitare l'accumulo di stress termico, mentre la zona a temperatura costante deve essere mantenuta per 60-120 secondi per attivare completamente il flusso ed eliminare le differenze di temperatura. La temperatura di picco nella zona di riflusso è in genere controllata per essere 20-30°C al di sopra del punto di fusione della pasta saldante, ad esempio 235-245°C per la lega SnAgCu, con una durata di 30-60 secondi per garantire la formazione uniforme dello strato di composto intermetallico (IMC). Le moderne apparecchiature utilizzano array di termocoppie e sistemi di controllo ad anello chiuso per monitorare la distribuzione della temperatura del forno in tempo reale. In combinazione con i dati di ispezione SPI sul volume della pasta saldante, i parametri vengono regolati dinamicamente per controllare le fluttuazioni di temperatura entro ±2 o addirittura 1°C. Grazie alla più recente tecnologia di controllo della temperatura di saldatura a riflusso di Nectec, tutti i forni di saldatura a riflusso senza piombo di Nectec hanno raggiunto questo standard. Per i diversi materiali del substrato e le proprietà termiche dei componenti, viene utilizzato un software di simulazione termica per ottimizzare le impostazioni delle zone di temperatura del forno, riducendo efficacemente difetti come l'effetto tombstone e i vuoti delle sfere di saldatura.

Infine, vorremmo affrontare alcune delle possibili soluzioni di ispezione AOI e di miglioramento della resa nelle applicazioni reali di oggi. Nel processo di assemblaggio dei componenti elettronici SMT, il sistema di ispezione ottica automatica (AOI) utilizza moduli di telecamere ad alta risoluzione e algoritmi intelligenti di elaborazione delle immagini per identificare con precisione il disallineamento dei componenti, i difetti dei giunti di saldatura e l'inversione di polarità, oltre ad altre anomalie di processo. Il sistema impiega una combinazione di illuminazione multi-angolo e tecnologia di scansione dei contorni 3D per valutare l'accuratezza del posizionamento dei microcomponenti di dimensioni 0201 e le condizioni di bagnatura della pasta saldante, raggiungendo un tasso di rilevamento dei difetti superiore al 99,1%. Per migliorare l'efficienza del rilevamento, le moderne apparecchiature AOI si integrano tipicamente con i sistemi di ispezione della pasta saldante SPI per stabilire un collegamento dei dati, consentendo il confronto in tempo reale della qualità di stampa e dei risultati di posizionamento per stabilire un meccanismo di compensazione dinamica dei parametri di processo. I casi pratici dimostrano che i sistemi AOI con funzionalità integrate di apprendimento automatico possono ottimizzare automaticamente le soglie di rilevamento, riducendo i tassi di falsi positivi di oltre 37%, aggiornando continuamente i database di classificazione dei difetti per fornire una base decisionale tracciabile per il miglioramento dei processi.