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2025년까지 SMT 조립 산업은 고정밀 및 지능화로의 전환을 가속화할 것입니다. 기술 혁신과 생산 모델 업그레이드를 통해 제품 수율이 크게 향상될 것입니다. 고정밀과 지능이라는 두 가지 측면에서 SMT의 핵심 트렌드와 수율 향상을 위한 경로를 분석해 보겠습니다.
먼저, 고정밀 기술 업그레이드가 어떻게 물리적 한계를 극복하고 수율의 기반을 공고히 하고 있는지에 대해 논의하고자 합니다. 우리가 집중하고자 하는 세 가지 범주가 있습니다. 첫 번째는 미크론 수준을 뛰어넘는 실장 정확도입니다. 현재 표면 실장 기술(SMT) 기계의 해상도는 펄스당 0.0024도에 도달하여 부품 위치 편차가 ±0.035mm를 넘지 않습니다. Nectec의 NT-T5 픽 앤 플레이스 머신은 이 목표를 완벽하게 달성할 수 있습니다. 01005 칩(0.4mm×0.2mm)과 소형 웨이퍼 레벨 패키지를 정밀하게 실장할 수 있습니다. 표면 실장 압력 제어 정확도는 ±0.1N에 달해 부품 손상이나 잘못된 납땜을 방지합니다. 특히 연성 회로 기판과 불규칙한 부품의 실장에 적합하며, 둘째는 종합적인 3D 검사 기술로, 현재 3D SPI(솔더 페이스트 검사)와 3D AOI(자동 광학 검사) 및 AI 알고리즘을 결합하여 최대 120cm²/초의 검출 속도로 0.3mm²보다 작은 솔더 조인트 결함을 식별할 수 있습니다.
또한, Nectec‘의 X-선 투과 검사 기술은 다층 기판의 블라인드 및 매몰 홀 검사의 병목 현상을 돌파하여 결함 검출률이 99.5% 이상이며, 셋째는 재료 및 공정의 공동 최적화입니다. 현재 새로운 저온 솔더(융점 138°C)와 나노 실버 페이스트를 적용하여 열 응력으로 인한 부품 균열 위험을 줄였습니다. 또한 스틸 메시의 레이저 절단 정확도는 ±5μm에 달하며, 계단식 스틸 메시 설계와 결합하여 0.08mm의 미세 피치를 가진 부품에 대해 98% 이상의 솔더 페이스트 프린팅 수율을 달성합니다.
둘째, 데이터 기반 의사 결정과 품질 관리 시스템의 재구축이 어떻게 지능형 제조 혁명을 변화시켰는지 논의하고자 합니다. 세 가지 측면에 초점을 맞출 수 있습니다. 첫째, AI 비전 시스템과 적응형 학습: 현재 딥러닝 알고리즘은 2000개 이상의 치수 검사 데이터를 실시간으로 분석하여 PCB 휨으로 인한 오프셋을 보정하는 등 배치 파라미터를 자동으로 최적화합니다. 지능형 결함 분류 시스템(ADC)은 수동 재판정 효율성을 10배까지 향상시킵니다. 넥텍의 SMT 배치기 AI 최적화 알고리즘을 사용한 후, 넥텍 고객의 오판율은 15%에서 2%로 감소했으며, 두 번째는 디지털 트윈 및 가상 시운전으로, MES 시스템을 사용하여 생산 공정의 디지털 트윈 모델을 구축하여 용량 병목 현상을 예측하고 장비 파라미터를 미리 조정하는 것입니다.
직접적인 결과로 가상 디버깅 기술을 통해 신모델 도입에 필요한 시간을 40% 단축하고 최초 생산 수율을 95% 이상으로 높였으며, 셋째는 전체 공정 추적 및 지능형 조기 경보로 블록체인 기술을 사용하여 자재, 장비 및 인력 데이터를 변조 방지 방식으로 저장하여 문제 추적 시간을 24시간에서 2분으로 단축했습니다. 또한 예측 유지보수 시스템은 센서 데이터를 통해 장비 상태를 모니터링하여 다운타임을 60%까지 줄이고 장비 고장으로 인한 배치 결함을 방지합니다.
셋째, 고정밀 및 지능형 통합의 개념에 대해 논의하고자 합니다. 우선 폐루프 품질 관리 시스템이 중요합니다. 그 이유는 감지 데이터가 실시간으로 배치 기계에 피드백되어 배치 속도와 압력을 동적으로 조정하기 때문입니다. 예를 들어, 부품 배치의 리드의 동일 평면성 편차가 감지되면 시스템은 납땜 품질을 보장하기 위해 자동으로 배치 속도를 20%까지 줄입니다. 다음으로 유연한 생산 모델이 새로운 트렌드입니다. 그 이유는 지능형 창고와 AGV 카트를 통해 2시간 만에 라인을 변경할 수 있어 다품종 소량 주문의 혼합 생산을 지원하기 때문입니다. Nectec의 고객은 라인 변경 손실을 1회당 300개에서 50개로 줄였습니다. 마지막으로 친환경 제조와 비용 최적화를 고려해야 합니다. 지능형 에너지 소비 관리 시스템을 통해 출력 단위당 에너지 소비량을 15% 줄이고, 정밀한 솔더 페이스트 프린팅을 통해 솔더 페이스트 낭비를 30% 줄여 전체 8%의 비용을 절감했기 때문입니다.
넷째, SMT 픽 앤 플레이스 기계에 대해 간단히 소개하겠습니다. 먼저‘넥텍을 소개합니다‘의 NT-B5 고속 픽 앤 플레이스 기계. 이 기계에는 새로운 센서 기술이 탑재되어 대형 PCB 기판의 픽 앤 플레이스 속도가 82,000CPH에 달합니다. Nectec 덕분에‘의 고품질 공장 공급망을 통해 신제품의 대량 생산 주기를 50% 단축할 수 있습니다. 다음은 고속 배치 헤드를 장착하여 배치 속도를 50%로 높이고 배치할 수 있는 부품의 크기를 4배 확장한 고속 픽 앤 플레이스 머신인 Nectec NT-P5이며, 불량률은 10PPM 이하입니다. 마지막으로 초고속 배치 머신인 Nectec NT-T5를 소개합니다. 이 장비는 듀얼 암 20헤드 구성의 플라잉 카메라가 장착되어 84,000CPH의 배치 속도를 달성합니다. MES 시스템과 통합한 후 자재 낭비율이 3%에서 0.9%로 감소했습니다.
결론적으로 5G-A 및 IoT 기술이 보급됨에 따라 SMT 칩 공정은 초정밀, 무결점, 적응성을 지향하는 방향으로 발전할 것입니다. 고정밀과 지능의 심층 통합은 수율을 99%의 임계점을 넘어설 뿐만 아니라 전자 제조의 경쟁 환경을 재편할 것입니다.
기업은 기술 반복과 데이터 자산 축적을 통해 극복할 수 없는 품질 장벽을 구축해야 합니다.