2025/05/16
表面マウント技術 (SMT) のピックアンドプレイスプロセス: 基本原則,技術的課題と未来
表面マウント技術 (SMT) のピックアンドプレイスプロセス: 基本原則,技術的課題と未来
進化紹介ピック・アンド・プレイス (Surface Mount Technology) プロセスは,表面マウント技術 (SMT) の核心リンクです.高精度自動機器により,マイクロ電子部品を印刷回路板 (PCB) の指定位置に正確にマウントするこのプロセスは電子製品の信頼性,生産効率,統合度を直接決定します.物事インターネットと自動車電子機器ピック・アンド・プレイス技術は 精度とスピードの限界を 突破し続けており 現代の電子機器製造の礎になっていますこの記事では,設備構造などの側面からこのプロセスの動作メカニズムと開発方向を包括的に分析します基本的技術課題と将来の動向について
I. ピック・アンド・ロケーション装置の基本構造と動作原理ピック・アンド・プレイス装置 (表面マウントマシン) は,複数の精密モジュールによって協働して動作し,そのコア構造には以下が含まれます.
給餌システム配給システムは,テープ,チューブ,またはトレイの部品を,配給器を通して,ピックアップ位置に運びます.テープフィッダは,部品の継続的な供給を確保するために材料テープを駆動するためにギアを使用振動する散布フィッダは振動周波数 (200-400Hz) によってフィッディングリズムを調整します.
視覚定位システム表面マウント技術 (SMT) の配置機械には高解像度のカメラと画像処理アルゴリズムが搭載されている.PCB上のマークポイントと部品の特徴 (ピン間隔と極度マークなど) を識別することによって位置決定の精度は微米未満 (±15μm以下) である.例えば,フライトビジョンアライナメント技術は,ロボットアームの動き中に部品の識別を完了することができる.150 速度まで到達できる時給48ポイント
設置頭と吸入ノズル配置ヘッドは,複数の吸入ノズル (通常2〜24吸入ノズル) の並列設計を採用し,真空負圧 (-70 kpa~-90 kpa) によって部品を吸収する.異なるサイズのコンポーネントは,専用の吸入ノズルでマッチする必要があります.: 0402コンポーネントは0.3mmの開口を持つ吸着ノズルを使用し,QFPのようなより大きなコンポーネントは吸着力を79%増加させるためにより大きな吸着ノズルを使用します.
モーション制御システムX-Y-Z 3軸のサーボ駆動システムは,線形スライドレールと組み合わせて,高速 (≥30,000CPH) の精密な動きを達成します.例えば,大型部品の領域では,運動速度は慣性の影響を最小限に抑えるために減少しますマイクロコンポーネントでは高速経路最適化アルゴリズムが採用され,効率910を向上させる.
ii. プロセスフローにおける主要な技術的なリンクPick and Place プロセスは,フロントエンドとバックエンドプロセスと密接に連携する必要があります.主なステップには以下が含まれます.
溶接パスタ印刷とSPI検出溶接パスタは,レーザー製の鋼網を介してPCBパッドに印刷される (開口誤差 ≤5%).圧縮機圧 (3-5kg/cm2) と印刷速度 (20-50mm/s) は,溶接パスタの厚さに直接影響する (誤差 ±15%)印刷後,3D 溶接パスタ検査 (SPI) を通して,体積と形状が 410 規格を満たすことを保証します.
部品のピックアップと設置配置ヘッドがFeidaから材料を取り出した後,視覚システムは部品の角偏差 (θ軸回転補償) と配置圧 (0.3-0.5N) は,溶接パスタの崩壊を防ぐために正確に制御する必要があります.例えば,BGAチップは,溶接効果410を最適化するために,追加の排気孔設計を必要とします.
リフロー溶接と温度制御リフロー溶接炉は,前熱,浸水,リフロー,冷却という4つの段階に分かれています.鉛のないプロセスではピーク温度 (235-245°C) を40〜90秒間正確に維持する必要があります.. 冷却速さ (4-6°C/s) は,溶接接接頭が破裂するのを防ぐために使用されます.熱気モーターの速度 (1500-2500rpm) は,温度均一性 (±5°C) を保証します.
品質検査と修理自動光学検査 (AOI) は,多角光源によってオフセットや偽溶接などの欠陥を特定し,誤判率は1%未満である.X線検査 (AXI) は,BGAなどの隠された溶接接体の内部欠陥分析に使用されます.. 修理プロセスは,熱気砲と恒温溶接鉄を使用します. 修理後,二次炉の検証が必要です.
技術的課題と革新的な解決策テクノロジーの成熟にもかかわらず,Pick and Placeは依然として以下の主要な課題に直面しています.
マイクロコンポーネントのマウント精度部品01005 (0.4mm×0.2mm) は,マウント精度が ±25μmである必要がある.ナノスケール製の鋼網 (厚さ ≤50μm) と適応型真空吸入ノズルの技術が採用され,材料の飛翔や偏差を防ぐ410.
不規則なコンポーネントと高密度の相互接続QFNパッケージでは,鋼の網を0.1mmまで薄め,排気孔を追加する必要があります. 3D積み重ねたパッケージ (SiPなどの) は,表面マウントマシンが多層のアライナインメントをサポートすることを必要とします.,レーザーによる掘削の精度は 0.1mm 410未満でなければなりません
熱感のある要素の保護LED のような部品のリフルース時間は,レンズの黄化防止のために 20% 短縮する必要があります.熱気溶接における窒素保護 (酸素含有量 ≤1000ppm) は,酸化による偽溶接を減らすことができる..
IV. 将来の発展傾向インテリジェンスとAIの統合人工知能はAOIシステムに深く統合され,機械学習によって欠陥パターンが特定され,誤判率が0.5%未満に減少します.予知 的 な 保守 システム は,機器 の 故障 に つい て 早期 の 警告 を 発し ますダウンタイムを30%短縮する410.
柔軟性のある製造モジュール式表面マウント技術 (SMT) の機械は,生産タスクの迅速な切り替えをサポートし,MESシステムと組み合わせて,多種および小量生産を可能にします.AGV と インテリジェント 倉庫 システムは 材料 準備 時間 を 50% 短縮 する.
緑の製造技術鉛のない溶接 (Sn-Ag-Cu合金) と低温溶接の普及により,エネルギー消費量は20%削減されました.水性クリーニング剤は有機溶剤を代替しています.揮発性有機化合物排出量を90%削減310.
異質的な統合と高度なパッケージング5GとAIチップのための3DIC技術は,超薄質材 (≤0.2mm) と高精度スタッキング (±5μm) への表面マウント技術 (SMT) 機械の開発を推進しています.レーザー支援の位置付け技術が鍵となるでしょう.
結論ピック・アンド・プレイスプロセスは 精密機械の共同革新を通じて 高密度と高信頼性の電子製造の進歩を継続的に促進しますインテリジェントアルゴリズムと材料科学ナノスケールの吸入ノズルから 人工知能による検出システムまでテクノロジーの進化により 生産効率が向上し スマートフォンなどの新興分野にも 基本的支援が提供されています自動運転やウェアラブルデバイスです 未来では 知的・グリーンな製造の深化によりこのプロセスは,電子機器産業の革新においてより重要な役割を果たします..
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