표면 장착 기술 (SMT) 에서 선택 및 배치 프로세스: 핵심 원칙, 기술 도전 및 미래
진화
소개
픽 앤 플레이스 (Surface Mount Technology) 프로세스는 표면 마운트 기술 (SMT) 의 핵심 링크입니다.고 정밀 자동화 장비를 통해 마이크로 전자 구성 요소를 인쇄 회로 보드 (PCB) 에 지정된 위치에 정확하게 장착하는이 과정은 전자 제품의 신뢰성, 생산 효율성 및 통합 정도를 직접 결정합니다.사물 인터넷 및 자동차 전자픽 앤 플래시 기술은 정확성과 속도의 한계를 지속적으로 뚫고 현대 전자제품 제조의 초석이 되었습니다.이 문서에서는 장비 구조와 같은 측면에서이 프로세스의 작동 메커니즘과 개발 방향을 포괄적으로 분석합니다., 작업 원칙, 주요 기술 과제 및 미래 추세
I. 픽 앤 플래시 장치의 핵심 구조와 작동 원칙
픽 앤 플래시 장치 (표면 장착 기계) 는 여러 정밀 모듈을 통해 협력하여 작동하며 핵심 구조에는 다음이 포함됩니다.
공급 시스템
공급 시스템은 테이프, 튜브 또는 트레이에 있는 구성 요소를 피더를 통해 픽링 위치로 전달합니다.테이프 피더는 부품의 지속적인 공급을 보장하기 위해 재료 테이프를 구동하기 위해 기어를 사용합니다진동 대량 공급 장치 진동 주파수 (200-400Hz) 에 의해 공급 리듬을 조정합니다.
시각 위치 시스템
표면 장착 기술 (SMT) 배치 기계는 고해상도 카메라와 이미지 처리 알고리즘을 갖추고 있습니다.PCB의 마크 포인트와 부품 특징을 식별하여 (핀 간격 및 극성 표시와 같은)예를 들어 비행 시야 정렬 기술은 로봇 팔의 움직임 중에 부품 식별을 완료 할 수 있습니다.그리고 장착 속도는 최대 150까지 도달 할 수 있습니다시간당 48포인트
장착 머리와 흡수 노즐
배치 헤드는 여러 흡수 노즐 (일반적으로 2 ~ 24 흡수 노즐) 의 병렬 설계를 채택하고 진공 음압 (-70 kpa ~ -90 kpa) 을 통해 구성 요소를 흡수합니다.다른 크기의 구성 요소는 전용 흡수 노즐과 일치해야합니다.: 0402 컴포넌트는 0.3mm 오프레이션의 흡수 노즐을 사용하지만 QFP와 같은 더 큰 컴포넌트는 흡수 힘을 79% 증가시키기 위해 더 큰 흡수 노즐을 필요로합니다.
모션 제어 시스템
X-Y-Z 3축 서보 드라이브 시스템은 선형 슬라이드 레일과 결합하여 고속 (≥30,000CPH) 정밀한 움직임을 달성합니다. 예를 들어 큰 부품 분야에서운동 속도는 관성의 영향을 최소화하기 위해 감소, 마이크로 컴포넌트 영역에서는 효율성을 높이기 위해 고속 경로 최적화 알고리즘이 채택됩니다.
ii. 프로세스 흐름의 주요 기술 링크
픽 앤 플레이스 프로세스는 프론트 엔드 및 백 엔드 프로세스와 긴밀하게 조정되어야합니다. 주요 단계는 다음과 같습니다.
용접 매스다 인쇄 및 SPI 탐지
용매 페이스트는 레이저 스틸 메시를 통해 PCB 패드에 인쇄됩니다 (개방 오류 ≤ 5%).스프레지 압력 (3-5kg/cm2) 및 인쇄 속도 (20-50mm/s) 는 용매 페이스트의 두께에 직접 영향을 미칩니다. ±15%의 오류인쇄 후, 부피와 모양은 3D 솔더 페이스트 검사 (SPI) 를 통해 410 표준을 충족하도록 보장됩니다.
부품 픽업 및 장착
배치 머리가 Feida에서 물질을 가져온 후 시각 시스템은 구성 요소의 각 오프셋 (θ 축 회전 보상) 과 배치 압력 (0.3-0.5N) 는 소금 페이스트 붕괴를 피하기 위해 정확하게 제어해야합니다.예를 들어, BGA 칩은 용접 효과를 최적화하기 위해 추가 배기가스 구멍 디자인을 필요로 합니다.
리플로우 용접 및 온도 조절
재공류 용접 오븐은 4단계로 나뉘어 있습니다: 사전 가열, 침수, 재공류 및 냉각.최고 온도 (235-245 °C 납 없는 프로세스) 는 40-90 초 동안 정확하게 유지해야합니다.냉각 속도 (4-6 °C/s) 는 용매 관절이 깨지는 것을 방지하기 위해 사용됩니다. 뜨거운 공기 모터 속도 (1500-2500rpm) 는 온도 균일성 (± 5 °C) 을 보장합니다.
품질 검사 및 수리
자동 광 검사 (Automatic optical inspection, AOI) 는 다각 광원을 통해 오프셋 및 잘못된 용접과 같은 결함을 식별하며, 판단 오류 비율은 1% 미만입니다.X선 검사 (AXI) 는 BGA와 같은 숨겨진 용접 결합의 내부 결함 분석에 사용됩니다.수리 과정에는 뜨거운 공기 총과 일정한 온도 용접 철이 사용됩니다. 수리 후, 2차 오븐 검증이 필요합니다.
기술적 도전 과 혁신적 해결책
기술의 성숙에도 불구하고, 픽 앤 플레이스는 여전히 다음과 같은 핵심 과제와 마주하고 있습니다.
마이크로 컴포넌트의 장착 정확성
컴포넌트 01005 (0.4mm×0.2mm) 는 ±25μm의 장착 정확도를 요구한다.소재의 비행이나 오차를 방지하기 위해 나노 스케일 철망 (방축 ≤50μm) 및 적응형 진공 흡수 노즐 기술을 채택해야 합니다. 410.
불규칙 부품 및 고밀도 상호 연결
QFN 패키징의 경우, 철망은 0.1mm로 희소화되고 배기가스 구멍이 추가되어야 합니다. 3D 쌓인 패키징 (SiP와 같은) 은 표면 장착 기계가 다층 정렬을 지원하도록 요구합니다.,그리고 레이저 뚫기 정확도는 0.1mm 410보다 작아야 합니다.
열에 민감한 요소 보호
LED 같은 부품의 반류 시간은 렌즈의 노란색화를 방지하기 위해 20% 단축해야합니다.뜨거운 공기 용접에서 질소 보호 (산소 함량 ≤1000ppm) 는 산화로 인한 잘못된 용접을 줄일 수 있습니다. 47.
IV. 미래 발전 추세
지능과 인공지능의 통합
인공지능은 AOI 시스템에 깊이 통합되며 기계 학습을 통해 결함 패턴을 식별하여 잘못된 판단률을 0.5% 이하로 줄일 것입니다.예측적 인 유지 보수 시스템 은 장비 고장 에 대해 조기 경고 를 할 수 있다, 다운타임을 30%나 줄이는410.
높은 유연성 제조
모듈형 표면 장착 기술 (SMT) 기계는 생산 작업의 빠른 전환을 지원하며 MES 시스템과 결합하여 다종류 및 소량 생산을 가능하게합니다.AGV 및 지능형 창고 시스템은 재료 준비 시간을 50% 줄일 수 있습니다..
친환경 제조 기술
납 없는 용매 (Sn-Ag-Cu 합금) 와 낮은 온도 용접 과정의 대중화는 에너지 소비를 20% 감소 시켰습니다. 물 기반 청소제는 유기 용매를 대체합니다.90%의 VOC 배출량을 줄이는310.
이질적인 통합과 고급 포장
5G와 인공지능 칩을 위한 3D-IC 기술은 초고밀도 기판 (≤0.2mm) 및 고정도 스파킹 (±5μm) 을 위한 표면 장착 기술 (SMT) 기계의 발전을 주도합니다.그리고 레이저 지원 배치 기술은 열쇠가 될 것입니다.
결론
픽 앤 플래시 프로세스는 정밀 기계의 공동 혁신을 통해 높은 밀도와 높은 신뢰성을 향한 전자 제조의 발전을 지속적으로 촉진합니다.지능 알고리즘과 재료 과학나노 규모의 흡수 노즐에서 인공지능 기반 탐지 시스템까지기술 발전은 생산 효율성을 향상시킬 뿐만 아니라 스마트 폰과 같은 신흥 분야에 핵심적인 지원을 제공했습니다.미래에는 지능적이고 친환경적인 제조의 심화와 함께이 과정은 전자 산업의 혁신에 더 중요한 역할을 할 것입니다..
