Analiza tehnologiilor de bază în asamblarea componentelor electronice SMT.

În primul rând, am dori să discutăm despre analiza de bază a tehnologiei de montare pe suprafață SMT. SMT (Surface Mount Technology) este un proces de bază în producția electronică modernă, cu valoarea sa de bază reflectată în trei dimensiuni cheie: precizie ridicată, eficiență ridicată și fiabilitate ridicată. Acest proces utilizează echipamente de precizie pentru montarea precisă a microcomponentelor pe substraturile PCB. Precizia poziționării repetate a mașinii de plasare trebuie să fie controlată în limita a ±0,035 mm pentru a asigura asamblarea stabilă a componentelor împachetate 0201 și chiar 01005. Pentru a atinge un astfel de scop, precizia de plasare a cipurilor NT-T5 de la Nectec poate atinge cu ușurință o precizie de ±0,035 mm. În procesul de imprimare a pastei de lipit, stencilurile cu ochiuri de oțel sunt utilizate împreună cu imprimantele automate. Prin optimizarea parametrilor, cum ar fi presiunea racletei, viteza și condițiile de deformare, eroarea de grosime a pastei de lipit este menținută între ±15μm, respectând standardul IPC-A-610. La capătul din spate al lanțului de procesare, controlul precis al curbei temperaturii de lipire reflow afectează în mod direct microstructura îmbinărilor de lipire. Parametrii pentru etapele de preîncălzire, umezire, vârf și răcire trebuie să fie stabiliți pe baza caracteristicilor pastei de lipit pentru a evita defectele precum tombstoning și îmbinările de lipit reci. În plus, un sistem dublu de control al calității care combină SPI (inspecția pastei de lipit) și AOI (inspecția optică automată) permite monitorizarea în timp real a deplasărilor de volum ale pastei de lipit și a abaterilor de la plasarea componentelor, furnizând date de sprijin pentru îmbunătățirea randamentului. 

În al doilea rând, dorim să subliniem importanța aplicării sistemelor de montare de înaltă precizie în fabricarea mașinilor SMT pick and place. În procesele de plasare a componentelor electronice SMT, sistemele de plasare de înaltă precizie sunt echipamentele de bază pentru obținerea unei poziționări precise la nivel de microni a componentelor. Acest sistem utilizează brațe robotizate multiaxiale echipate cu module de poziționare vizuală de înaltă rezoluție. În acest scop, există, de obicei, patru axe (X, Y, Z și R), iar NT-T5 de la Nectec este capabil să îndeplinească o astfel de sarcină. combinat cu algoritmi de măsurare laser și de recunoaștere a imaginii, pentru a corecta în timp real decalajele coordonatelor componentelor și abaterile unghiulare. Echipamentele moderne de plasare adoptă pe scară largă tehnologia de aliniere zburătoare, care completează sincron calibrarea posturii în timpul procesului de preluare a duzei, controlând erorile de plasare pentru componentele rezistoarelor și condensatoarelor de dimensiuni mici, precum specificațiile 0402, 0201 și01005, în limita a ±35μm. Pentru dispozitivele ambalate complexe, cum ar fi BGA și QFN, sistemul utilizează mecanisme de scanare tridimensională a contururilor și de feedback al presiunii pentru a asigura precizia de potrivire spațială între bilele de lipit și plăcuțe. În plus, algoritmii de optimizare dinamică a traseului de plasare reduc timpul de inactivitate al echipamentului, menținând o viteză de plasare de 80 000 de puncte pe oră, reducând în același timp ratele de rebut la sub 0,020%.

În al treilea rând, ar trebui să fim extrem de precauți cu privire la controlul curbei temperaturii de lipire prin reflow. Fiind o etapă critică în lanțul procesului SMT, controlul precis al curbei temperaturii de lipire prin refulare are un impact direct asupra calității îmbinărilor de lipire și a fiabilității produsului. O curbă de temperatură tipică constă din patru etape: zona de preîncălzire, zona de temperatură constantă, zona de refulare și zona de răcire. Zona de preîncălzire trebuie încălzită la un gradient de 2-3°C/s pentru a preveni acumularea stresului termic, în timp ce zona de temperatură constantă trebuie menținută timp de 60-120 de secunde pentru a activa complet fluxul și a elimina diferențele de temperatură. Temperatura maximă din zona de refulare este controlată în mod normal la 20-30°C peste punctul de topire a pastei de lipit, cum ar fi 235-245°C pentru aliajul SnAgCu, cu o durată de 30-60 de secunde pentru a asigura formarea uniformă a stratului de compus intermetalic (IMC). Echipamentele moderne utilizează rețele de termocupluri și sisteme de control în buclă închisă pentru a monitoriza distribuția temperaturii cuptorului în timp real. În combinație cu datele de inspecție SPI privind volumul pastei de lipit, parametrii sunt ajustați în mod dinamic pentru a controla fluctuațiile de temperatură în limitele de ±2 sau chiar 1°C. Datorită celei mai recente tehnologii Nectec de control al temperaturii de lipire reflow, toate cuptoarele Nectec de lipire reflow fără plumb au atins acest standard. Pentru diferite materiale de substrat și proprietăți termice ale componentelor, software-ul de simulare termică este utilizat pentru a optimiza setările zonei de temperatură a cuptorului, reducând în mod eficient defectele, cum ar fi efectele mormânt și golurile din bilele de lipit.

În cele din urmă, am dori să abordăm câteva dintre posibilele soluții de inspecție AOI și de îmbunătățire a randamentului în aplicațiile reale de astăzi. În procesul de asamblare a componentelor electronice SMT, sistemul de inspecție optică automată (AOI) utilizează module de camere de înaltă rezoluție și algoritmi inteligenți de procesare a imaginilor pentru a identifica cu precizie dezalinierea componentelor, defectele îmbinărilor sudate și inversarea polarității, printre alte anomalii ale procesului. Sistemul utilizează o combinație de iluminare multiangulară și tehnologie de scanare a contururilor 3D pentru a evalua precizia plasării microcomponentelor de dimensiunea 0201 și starea de umectare a pastei de lipit, atingând o rată de detectare a defectelor de peste 99,1%. Pentru a spori eficiența detectării, echipamentele AOI moderne se integrează de obicei cu sistemele SPI de inspecție a pastei de lipit pentru a stabili legătura de date, permițând compararea în timp real a calității imprimării și a rezultatelor plasării pentru a stabili un mecanism de compensare dinamică a parametrilor procesului. Cazurile practice demonstrează că sistemele AOI cu funcționalitate integrată de învățare automată pot optimiza automat pragurile de detecție, reducând ratele fals pozitive cu peste 37%, în timp ce actualizează continuu bazele de date de clasificare a defectelor pentru a oferi o bază decizională trasabilă pentru îmbunătățirea proceselor.