Fabbricazione meccanizzata di PCB: un'analisi completa dall'apparecchiatura di processo alla produzione intelligente

Fabbricazione meccanizzata di PCB: un'analisi completa dall'apparecchiatura di processo alla produzione intelligente

Introduzione
Le schede di circuiti stampati (PCBS), come vettore principale dei prodotti elettronici, dipendono fortemente da apparecchiature meccaniche di precisione e dalla tecnologia di automazione nel loro processo di produzione.Con lo sviluppo dei prodotti elettronici verso l'alta densità, la miniaturizzazione e l'alta frequenza,l'innovazione tecnologica delle apparecchiature di produzione di PCB e delle apparecchiature per la tecnologia di montaggio superficiale (SMT) è diventata la chiave per promuovere il progresso del settoreQuesto articolo analizzerà sistematicamente l'intero processo e l'evoluzione tecnologica della produzione di PCB meccanizzati da aspetti quali le attrezzature di base nella produzione di PCB, le attrezzature di processo SMT,tendenze intelligenti, e tecnologie di controllo della qualità.

I. Apparecchiature meccaniche di base per la fabbricazione di PCB
Il processo di fabbricazione dei PCB è complesso e comporta molteplici procedure, ognuna delle quali richiede attrezzature dedicate per il supporto.

seghe a pannello
Quando si tagliano i laminati rivestiti di rame di grandi dimensioni in piccoli pezzi necessari per la produzione, è necessario controllare la precisione dimensionale e il tasso di utilizzo del materiale.La sega a pannelli riduce i rifiuti di materiale e garantisce la piattezza del bordo della tavola di 47 attraverso strumenti di alta precisione e un sistema di controllo automatico.

Apparecchiature per la litografia e l'incisione

Macchina di litografia: il disegno del circuito viene trasferito sul laminato rivestito di rame attraverso l'esposizione agli ultravioletti.È necessario controllare con precisione l'energia di esposizione e la precisione di allineamento per garantire che la larghezza della linea/l'intervallo tra le linee soddisfi i requisiti di progettazione (come una larghezza minima della linea di 2 millimetri).59.

Macchina di incisione: utilizza soluzioni chimiche (come il cloruro acido di rame) per rimuovere lo strato di rame non protetto e formare circuiti conduttivi.la temperatura e il flusso della soluzione sono la chiave per evitare un'eccessiva o insufficiente incisione 47.

Attrezzature per la perforazione
La macchina per la perforazione ad alta velocità utilizza perline a livello micron e, in combinazione con la tecnologia di posizionamento laser, consente di ottenere un'interconnessione tra i livelli.può trattare la densità elevata attraverso fori di diametro 0.1 mm, che soddisfano i requisiti della comunicazione 5G e dei circuiti ad alta frequenza 59.

Attrezzature per la raffreddatura del rame
Un strato di rame viene depositato chimicamente sulla parete del foro per garantire la conducibilità tra i strati.Il processo di precipitazione del rame richiede il controllo della composizione della soluzione e della temperatura per evitare che lo strato di rame sulla parete del foro si stacchi, il che può incidere sull'affidabilità. 57.

II. Attrezzature e tecnologie chiave del processo SMT
La tecnologia di montaggio superficiale (SMT) è il processo di base dell'assemblaggio dei PCB e le sue apparecchiature determinano direttamente l'efficienza della produzione e la qualità della saldatura.

Macchine per la stampa a pasta di saldatura
La pasta di saldatura deve essere stampata con precisione sulle schede PCB attraverso la maglia d'acciaio, con una precisione di stampa controllata entro ± 25 μm.un'ispezione ottica (SPI) deve essere dotata per monitorare lo spessore e l'uniformità della pasta di saldatura in tempo reale. 310

Macchina per la tecnologia di montaggio in superficie
L'adozione di un sistema di visione ad alta precisione e di bracci robotici a più assi consente un rapido montaggio dei componenti (ad esempio, la velocità di montaggio dei componenti 0402 confezionati può raggiungere i 30.000 CPH).La macchina con tecnologia di montaggio su superficie a doppio binario (SMT) può elaborare contemporaneamente due pannelli, aumentando la capacità produttiva di 610.

Fornaci di saldatura a reflusso
Con il controllo preciso della curva della zona di temperatura (pre riscaldamento, fusione, raffreddamento), la pasta di saldatura si scioglie uniformemente e si formano giunti di saldatura affidabili.La tecnologia di protezione dell'azoto può ridurre l'ossidazione e migliorare il rendimento di saldatura di 310.

Attrezzature per la saldatura a onde
È utilizzato per la saldatura di componenti plug-in, evitando il collegamento e la falsa saldatura attraverso il controllo dinamico dei picchi d'onda ed è adatto per il processo di assemblaggio ibrido 610.

Iii. Tendenze dell'intelligenza e dell'automazione
Tecnologia di rilevamento basata sull'energia artificiale

Ispezione ottica automatica (AOI): utilizzo di algoritmi di apprendimento profondo per identificare i difetti delle giunzioni della saldatura (come la falsa saldatura e la compensazione), con un tasso di errore di giudizio inferiore all'1%310.

Ispezione a raggi X (AXI): per i pacchetti BGA e QFN, individuare pori e crepe nelle giunzioni di saldatura nascoste per garantire l'affidabilità dei pacchetti ad alta densità 510.

Sistema di produzione flessibile (FMS)
L'integrazione dei dati relativi alle attrezzature attraverso il sistema MES consente di effettuare un rapido passaggio tra la produzione multi-varietà e la produzione a piccoli lotti.in collaborazione con i veicoli a motore, riduce il tempo di movimentazione del materiale del 10%.

Tecnologia di produzione verde
La diffusione dei processi di saldatura senza piombo e di saldatura a bassa temperatura riduce l'inquinamento ambientale.

IV. Sfide e future direzioni di sviluppo
La domanda di alta precisione e miniaturizzazione
La diffusione dei componenti confezionati 01005 e dei substrati di circuiti integrati richiede che la precisione delle macchine con tecnologia di montaggio superficiale (SMT) raggiunga ±15 μm,e la questione dell'uniformità della stampa di micro paste di saldatura deve essere affrontata. 610

Tecnologia di integrazione eterogenea
Il packaging 3D e il SiP (System-in-Package) stanno portando il PCBS verso l'interconnessione ad alta densità (HDI) e l'interconnessione a strato arbitrario (ELIC),In particolare, è necessario sviluppare nuovi tipi di attrezzature di perforazione e galvanoplastica a laser 59.

Fabbrica intelligente
L'applicazione dell'Internet industriale delle cose (IIoT) e della tecnologia gemella digitale consente la manutenzione predittiva delle attrezzature e l'ottimizzazione dinamica dei parametri di processo,riduzione del tempo di inattività di oltre il 30%.

Conclusioni
La produzione meccanizzata di PCB è la pietra angolare dell'industria elettronica, la cui iterazione di attrezzature e tecnologie influisce direttamente sulle prestazioni dei prodotti e sui costi di produzione.Dall'attrezzatura di incisione tradizionale ai sistemi di ispezione intelligenti basati sull'IA, dalle macchine di posizionamento SMT ai processi di produzione ecologici, l'innovazione tecnologica spinge continuamente l'industria verso un'alta precisione, un'alta affidabilità e una sostenibilità.con la crescita esplosiva del 5G, l'Internet delle cose e l'elettronica automobilistica, le apparecchiature di produzione di PCB diventeranno più intelligenti e flessibili,fornire un sostegno essenziale alla miniaturizzazione e alla multifunzionalità dei prodotti elettronici.