As máquinas LED Pick-and-Place e a tecnologia SMT lideram as futuras embalagens de fabricação de produtos eletrônicos.

Atualmente, os produtos de iluminação LED têm ganhado reconhecimento no mercado mundial devido às suas características ecológicas, de economia de energia e econômicas. As lâmpadas incandescentes estão sendo eliminadas aos poucos, o que vem acompanhado das luzes de LED. O setor de LEDs se tornou pioneiro na solução de problemas ambientais e de energia, e o mercado de iluminação de LEDs prosperou de acordo com isso. A rápida expansão desse mercado, sem dúvida, impulsionou o rápido progresso da máquina de montagem de chips de LED e do setor de equipamentos de produção. Neste artigo, vamos nos aprofundar na relação entre o setor de LED e a tecnologia SMT correspondente projetada especificamente para ele.

Primeiro, vamos falar sobre algumas das vantagens da tecnologia de montagem SMT e como elas afetam diretamente a fabricação de lâmpadas LED. Primeiro, os componentes de montagem de alta densidade permitem a miniaturização e o design leve dos produtos eletrônicos. A tecnologia SMT permite que os componentes sejam montados em densidades mais altas, reduzindo significativamente o tamanho e o peso dos produtos eletrônicos. Essa vantagem não apenas aumenta a portabilidade do produto, mas também ajuda a reduzir os custos e a promover a inovação. Por exemplo, ela tem um alto grau de automação, melhorando significativamente a eficiência da produção; confiabilidade excepcional e sua tecnologia de produção automatizada garantem uma conexão segura em cada junta de solda, enquanto o design sem chumbo ou com chumbo curto dos dispositivos de montagem em superfície (SMDs), combinado com sua montagem segura na superfície da PCB, proporciona alta confiabilidade e resistência robusta à vibração; desempenho superior de alta frequência que não apenas minimiza o impacto das características distribuídas, mas também reduz significativamente a capacitância parasita e a indutância parasita entre chumbo por meio da montagem segura na superfície da PCB. Isso reduz bastante a interferência eletromagnética (EMI) e a interferência de radiofrequência (RFI), melhorando efetivamente o desempenho de alta frequência; economia de custos e, como a tecnologia SMT aumenta a densidade de roteamento da PCB, ela reduz o número de furos e a área da PCB, além de simplificar o número de camadas para PCBs com a mesma funcionalidade. Esses fatores reduzem coletivamente os custos de fabricação de PCBs. Além disso, o design SMC/SMD sem chumbo ou com chumbo curto economiza materiais de chumbo e elimina processos como corte e dobra de fios, reduzindo ainda mais os custos com equipamentos e mão de obra. O desempenho aprimorado de alta frequência também reduz os custos de depuração de RF. A redução do tamanho e do peso do produto eletrônico, juntamente com a maior confiabilidade da solda, contribuem para diminuir os custos gerais do sistema. 

Em segundo lugar, primeiro faremos uma breve descrição do processo de fabricação de SMT padrão e, em seguida, o compararemos com a fabricação de SMT de LED na próxima etapa. O equipamento principal de uma linha de produção SMT inclui impressoras, máquinas de distribuição, máquinas de colocação e fornos de refluxo ou máquinas de solda por onda. Com o avanço da tecnologia de montagem em superfície, especialmente o uso generalizado de pacotes de circuitos integrados de chumbo inferior, como BGA e QFN, as limitações da solda por onda se tornaram cada vez mais aparentes. Como resultado, o processo principal passou a ser a soldagem por refluxo. Em uma perspectiva melhor, o modelo mais básico de uma máquina pick-and-place inclui uma estrutura, um mecanismo de fixação de placa de circuito, um alimentador, um cabeçote pick-and-place, um bocal e os eixos X, Y e Z. Entre eles, o eixo Z foi projetado de forma engenhosa. Ele pode não apenas se mover para cima e para baixo ao longo da direção Z, mas também girar na direção θ. Esse design resolve de forma inteligente o problema de ajustar o ângulo de rotação quando os componentes se desviam da almofada de solda.

Em terceiro lugar, vamos comparar as máquinas padrão SMT pick and place com as máquinas LED pick and place. Os montadores de chips de LED são equipamentos de montagem SMT personalizados para o setor de LED, projetados para obter uma montagem eficiente e de grande volume de placas de circuito de LED. Elas exigem precisão moderada, mas alta velocidade. É um dispositivo automatizado altamente integrado e de alta precisão, controlado com precisão por um computador. Ele integra tecnologias mecânicas, ópticas e elétricas e inclui uma estrutura, um mecanismo de transporte de PCBs, um sistema de posicionamento servo e de acionamento, um cabeçote de colocação, um alimentador, um sistema de reconhecimento óptico, sensores e um sistema de controle por computador. Por meio de uma série de operações complexas, como sucção, deslocamento, posicionamento e colocação, ele pode montar componentes SMD em placas PCB com rapidez e precisão. 

Além disso, as máquinas de colocação de LED são otimizadas principalmente para a precisão de colocação de chips de LED, como 3014, 2835, 3528, 5050, 5630 e 5730. Embora a precisão de processamento seja menor do que a das máquinas de colocação tradicionais, as máquinas de colocação de LED dão mais ênfase ao desempenho, principalmente à estabilidade da máquina, à velocidade de operação, à facilidade de operação e ao controle de tamanho. Aqui estão alguns fatos sobre o motivo pelo qual as máquinas de colocação de LED estão em uma tendência de crescimento: (1). Os montadores de chips específicos de LED adotaram amplamente a tecnologia inteligente e são equipados com sensores de alto desempenho para coletar dados operacionais em tempo real e enviá-los a um computador para processamento, garantindo assim a estabilidade e a confiabilidade do processo de montagem; (2). A velocidade de colocação das montadoras de chips de LED deve atingir pelo menos 18.000 pontos por hora para atender às demandas de uma produção eficiente. O NT-L12 da Nectec pode facilmente superar essa exigência com uma impressionante velocidade de colocação de 70000 CPH; (3). Métodos de operação simples, fáceis de entender e amigáveis podem reduzir significativamente os ciclos de treinamento da equipe, reduzir os erros operacionais na produção e, assim, melhorar a eficiência da produção e a qualidade do produto; (4). Os montadores de chips de LED devem ser capazes de montar placas PCB com um comprimento de pelo menos 1.200 mm para atender à demanda por placas PCB longas em produtos de iluminação LED. O NT-L12 da Nectec também pode facilmente superar essa exigência com um impressionante tamanho de PCB suportado de até 1.200 mm.