Análise das principais tecnologias na montagem de componentes eletrônicos SMT.

Primeiramente, gostaríamos de discutir a análise central da tecnologia de montagem em superfície SMT. A SMT (Surface Mount Technology, tecnologia de montagem em superfície) é um processo fundamental na fabricação de eletrônicos modernos, com seu valor central refletido em três dimensões principais: alta precisão, alta eficiência e alta confiabilidade. Esse processo utiliza equipamentos de precisão para montar com exatidão os microcomponentes em substratos de PCB. A precisão do posicionamento repetido da máquina de colocação deve ser controlada em ±0,035 mm para garantir a montagem estável dos componentes embalados 0201 e até 01005. Para atingir esse objetivo, a precisão de colocação de chips da NT-T5 da Nectec pode facilmente atingir uma precisão de ±0,035 mm. No processo de impressão de pasta de solda, os estênceis de malha de aço são usados em conjunto com impressoras automáticas. Ao otimizar parâmetros como pressão do rodo, velocidade e condições de desmoldagem, o erro de espessura da pasta de solda é mantido em ±15μm, atendendo ao padrão IPC-A-610. No final da cadeia do processo, o controle preciso da curva de temperatura da solda por refluxo afeta diretamente a microestrutura das juntas de solda. Os parâmetros para os estágios de pré-aquecimento, umedecimento, pico e resfriamento devem ser definidos com base nas características da pasta de solda para evitar defeitos como tombstoning e juntas de solda fria. Além disso, um sistema duplo de controle de qualidade que combina SPI (inspeção de pasta de solda) e AOI (inspeção óptica automática) permite o monitoramento em tempo real dos desvios de volume da pasta de solda e da colocação de componentes, fornecendo suporte de dados para a melhoria do rendimento. 

Em segundo lugar, queremos enfatizar a importância da aplicação de sistemas de montagem de alta precisão na fabricação de máquinas SMT pick and place. Nos processos de colocação de componentes eletrônicos SMT, os sistemas de colocação de alta precisão são o equipamento principal para alcançar o posicionamento preciso dos componentes em nível de mícron. Esse sistema utiliza braços robóticos de vários eixos equipados com módulos de posicionamento visual de alta resolução. Para esse fim, geralmente há quatro eixos (X, Y, Z e R), e o NT-T5 da Nectec é capaz de realizar essa tarefa com segurança. combinados com algoritmos de reconhecimento de imagem e alcance a laser, para corrigir em tempo real os desvios das coordenadas dos componentes e os desvios angulares. Os equipamentos modernos de colocação adotam amplamente a tecnologia de alinhamento flutuante, que conclui de forma síncrona a calibração da postura durante o processo de captação do bico, controlando os erros de colocação de componentes de resistores e capacitores tão pequenos quanto as especificações 0402, 0201 e 01005 dentro de ±35μm. Para dispositivos embalados complexos, como BGAs e QFNs, o sistema emprega mecanismos tridimensionais de escaneamento de contorno e feedback de pressão para garantir a precisão da correspondência espacial entre as esferas de solda e as almofadas. Além disso, os algoritmos dinâmicos de otimização do caminho de colocação reduzem o tempo ocioso do equipamento, mantendo uma velocidade de colocação de 80.000 pontos por hora e reduzindo as taxas de refugo para menos de 0,020%.

Em terceiro lugar, devemos ser extremamente cautelosos quanto ao controle da curva de temperatura da solda por refluxo. Como uma etapa crítica na cadeia do processo SMT, o controle preciso da curva de temperatura da solda por refluxo afeta diretamente a qualidade da junta de solda e a confiabilidade do produto. Uma curva de temperatura típica consiste em quatro estágios: zona de pré-aquecimento, zona de temperatura constante, zona de refluxo e zona de resfriamento. A zona de pré-aquecimento deve ser aquecida em um gradiente de 2 a 3°C/s para evitar o acúmulo de estresse térmico, enquanto a zona de temperatura constante deve ser mantida por 60 a 120 segundos para ativar totalmente o fluxo e eliminar as diferenças de temperatura. A temperatura de pico na zona de refluxo é normalmente controlada para ficar 20 a 30°C acima do ponto de fusão da pasta de solda, como 235 a 245°C para a liga SnAgCu, com duração de 30 a 60 segundos para garantir a formação uniforme da camada de composto intermetálico (IMC). Os equipamentos modernos usam conjuntos de termopares e sistemas de controle de circuito fechado para monitorar a distribuição da temperatura do forno em tempo real. Combinados com os dados de inspeção SPI sobre o volume de pasta de solda, os parâmetros são ajustados dinamicamente para controlar as flutuações de temperatura dentro de ±2 ou até 1°C. Graças à mais recente tecnologia de controle de temperatura de solda por refluxo da Nectec, todos os fornos de solda por refluxo sem chumbo da Nectec atingiram esse padrão. Para diferentes materiais de substrato e propriedades térmicas de componentes, o software de simulação térmica é usado para otimizar as configurações da zona de temperatura do forno, reduzindo efetivamente defeitos como efeitos de tombstone e vazios na esfera de solda.

Por fim, gostaríamos de abordar algumas das possíveis soluções de inspeção AOI e de melhoria de rendimento nas aplicações atuais da vida real. No processo de montagem de componentes eletrônicos SMT, o sistema de Inspeção Ótica Automática (AOI) utiliza módulos de câmera de alta resolução e algoritmos inteligentes de processamento de imagens para identificar com precisão o desalinhamento de componentes, defeitos de juntas de solda e inversão de polaridade, entre outras anomalias do processo. O sistema emprega uma combinação de iluminação multiangular e tecnologia de digitalização de contorno 3D para avaliar a precisão do posicionamento de microcomponentes de tamanho 0201 e a condição de umedecimento da pasta de solda, alcançando uma taxa de detecção de defeitos superior a 99,1%. Para aumentar a eficiência da detecção, os equipamentos modernos de AOI normalmente se integram aos sistemas de inspeção de pasta de solda SPI para estabelecer um vínculo de dados, permitindo a comparação em tempo real da qualidade de impressão e dos resultados de colocação para estabelecer um mecanismo de compensação dinâmica para os parâmetros do processo. Casos práticos demonstram que os sistemas AOI com funcionalidade de aprendizado de máquina integrada podem otimizar automaticamente os limites de detecção, reduzindo as taxas de falsos positivos em mais de 37%, ao mesmo tempo em que atualizam continuamente os bancos de dados de classificação de defeitos para fornecer uma base de tomada de decisão rastreável para melhorias no processo.