آلة تجميع PCB: محرك الدقة لسلسلة صناعة التصنيع الإلكتروني
آلة تجميع لوحة الدوائر المطبوعة هي المعدات الأساسية في تصنيع الأجهزة الإلكترونية الحديثة. وهي مسؤولة عن تركيب المكونات بدقة مثل المقاومات والمكثفات،والشرائح على لوحة الدوائرمع التطور السريع للاتصالات 5G، ورقائق الذكاء الاصطناعي، وسيارات الطاقة الجديدة ومجالات أخرى،لقد كانت أجهزة تجميع الـ (بي سي بي) تقتحم باستمرار في اتجاهات السرعة العالية، التصغير والذكاء. ستقوم هذه المقالة بتحليل من ثلاثة أبعاد: وحدات التكنولوجيا الأساسية، والتحديات والابتكارات في الصناعة، والاتجاهات المستقبلية.
I. الوحدات التقنية الأساسية لآلات تجميع PCB
آلة SMT لتحديد المكان
آلة تكنولوجيا التثبيت السطحي (SMT) هي المعدات الأساسية لتجميع PCB.يحقق وضع دقيق للمكونات من خلال نظام التحكم في الحركة عالية السرعة وتكنولوجيا تحديد الموقع البصريعلى سبيل المثال، يبنّى جهاز "يوانليشينغ" EM-560 تكنولوجيا تركيب السطح (SMT) وحدة توجيه طيران، تدعم تركيب مكونات تتراوح بين 0.6mm × 0.3mm إلى 8mm × 8mm،مع دقة ± 25μm34كما تم تجهيز المعدات المتقدمة بنظام تعويض بصري للذكاء الاصطناعي لتصحيح الانحراف الناجم عن تشوه الحراري لـ PCB في الوقت الفعلي ، مما يزيد من الإنتاج بنسبة 6٪.
معدات لحام
فرن لحام إعادة التدفق: تؤدي العملية التقليدية إلى ذوبان معجون الحام عن طريق التسخين المتساوي ، ولكن الشرائح عالية الكثافة عرضة للتشوه والفشل بسبب الاختلافات في التوسع الحراري.استبدلت شركة إنتل اللحام التقليدي من خلال إعادة التدفق بتكنولوجيا ربط الصحافة الساخنة (TCB)، بتطبيق الحرارة والضغط المحليين لتقليل المسافة بين مفاصل اللحام إلى أقل من 50μm ، مما يقلل بشكل كبير من خطر الجسر بنسبة 49.
آلة التوصيل بالضغط الساخن (TCB): في تصنيع HBM (ذاكرة عرض النطاق الترددي العالي) ،جهاز TCB يحقق تراكم 16 طبقة من رقائق DRAM من خلال التحكم الدقيق في درجة الحرارة (± 1 °C) والضغط (0تم استخدام جهاز ASMPT من قبل SK Hynix في إنتاج HBM3E بسبب دعمه لتحسين الإنتاج من التراص متعدد الطبقات.
نظام الكشف والإصلاح
التفتيش البصري التلقائي (AOI) جنبا إلى جنب مع تكنولوجيا الإشعاع الكهربائي (EL) يمكن أن تحدد عيوب مفاصل اللحام على مستوى الميكرون.تشفير بيانات الاختبار لكل عنصر على سطح PCB لتحقيق تتبع دورة الحياة الكاملة 36بعض المعدات الراقية تتضمن أيضا وحدات إصلاح الليزر لإزالة اللحام الزائد مباشرة أو إصلاح مفاصل اللحام الخاطئة.
التحديات التقنية واتجاهات الابتكار
الحد التكنولوجي للاتصالات المتبادلة عالية الكثافة
تتطلب رقائق MicroLED و AI مساحة مساحة أقل من 30μm ، وهو أمر يصعب الوفاء به بواسطة طرق الطرح التقليدية.طريقة الإضافة النصفية المعدلة (mSAP) جنبا إلى جنب مع تكنولوجيا التعرض للكتابة المباشرة بالليزر (LDI) يمكن أن تحقق عرض خط 20μm وهي مناسبة للعمليات تحت 28nmوبالإضافة إلى ذلك، فإن شعبية تكنولوجيا المرورات المدفونة العمياء وعمليات ربط الطبقة التعسفي (ELIC) دفعت لوحات HDI إلى التطور نحو عرض خط 40μm.
التوافق بين العديد من المواد وإدارة الحرارة
يجب أن تحمل أقراص PCB من مركبات الطاقة الجديدة تيارًا يزيد عن 100A. يتم حل مشكلة الحفر الجانبي لألواح النحاس السميكة (2-20 أونصة) عن طريق الحفر التفاضلي ،ولكن مزيج من طبقات النحاس السميكة والمواد عالية التردد عرضة للتشويشأصبح الحل 17 من حيث تبديد الحرارة ، ويمكن أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل أن يكون من المحتمل.هيكل ثلاثي الأبعاد PCBS دمج المستنقعات الحرارية من خلال تصميم فتحة التحكم في العمق (مع سمك اللوحة من 50٪ إلى 80٪) للحد من تأثير درجات الحرارة العالية على المكونات.
إنتاج ذكي ومرن
تكامل العمليات DMAIC ستة سيغما مع بيانات إنترنت الأشياء تحسين إنتاج خط الإنتاج. على سبيل المثال،تتميز آلة ربط TCB من Hanwha SemiTech بنظام آلي يدعم التبديل السريع بين 8 و 16 طبقة، مما يقلل من التدخل اليدوي. يمكن أن يتنبأ نظام تصحيح الانحراف في الوقت الحقيقي الذي يقوده الذكاء الاصطناعي أيضًا بمخاطر الجسر بناءً على نموذج انتشار معجون اللحام وتعديل معايير اللحام ديناميكيًا.
سيناريوهات التطبيقات ودوافع الصناعة
الإلكترونيات الاستهلاكية
الهواتف ذات الشاشة القابلة للطي والكراسي الرأسية TWS قد دفعت الطلب على PCBS رقيقة للغاية.أصبحت تكنولوجيا الثقوب العمياء / الثقوب المدفونة (50-100μm micro-holes) واللوحات المركبة الصلبة والمرنة (مثل مواد البولي أميد) عامة، والتي تتطلب من آلات تكنولوجيا تركيب السطح (SMT) أن تكون قادرة على ربط السطح المنحني بدقة عالية.
إلكترونيات السيارات
يجب أن تمر PCBS ذات الدرجة السيارات بمقاومة درجات الحرارة العالية (مواد Tg العالية) واختبارات مقاومة الاهتزاز.عملية معالجة السطح ENEPIG (النيكل بلا كهرباء بالليديوم) متوافقة مع ربط أسلاك الألومنيومنظام إدارة بطارية تيسلا 4680 يستخدم لوحات نحاسية سميكة 20 أونصة ويدعم نقل التيار العالي.
الذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء
تعتمد ذاكرة HBM على آلات ربط TCB لتحقيق التراص ثلاثي الأبعاد.والقدرة الحرارية على التوصيل مرتين مقارنة مع الـ NCF التقليدي، وهو مناسب لمتطلبات انبعاث الحرارة العالية من رقائق الذكاء الاصطناعي.
التوجهات المستقبلية وتوقعات الصناعة
الاندماج الهجاني للطاقة الضوئية
أدت شعبية رقائق 3nm إلى الطلب على التعبئة المشتركة الإلكترونية الضوئية (CPO).محركات التجميع لتطوير تقنيات ربط الليزر وتحقيق الموازنة البصرية الدقيقة.
التصنيع الأخضر والتوحيد القياسي
يتطلب الترويج لحوائط خالية من الرصاص والروابط خالية من الهالوجين أن تتكيف معدات اللحام مع عمليات درجات الحرارة المنخفضة (مثل نقطة انصهار سبائك Sn-Bi عند 138 درجة مئوية).0 التنظيم سوف يدفع الشركات المصنعة للمعدات لتطوير وحدات منخفضة الاستهلاكعلى سبيل المثال، يمكن لتصميم تسخين وتبريد سريع من سخانات النبض أن يقلل من استهلاك الطاقة بنسبة 50٪.
التشكيلات المتعددة الوظائف والتكامل
قد تدمج المعدات المستقبلية تكنولوجيا تركيب السطح (SMT) ، الحرار والتفتيش.معدات تعبئة ASMPT Co-EMIB تدعم المعالجة المختلطة على مستوى اللوحة وعلى مستوى الركيزة، مما يقلل من دورة إنتاج HBM بنسبة 49.
الاستنتاج
كـ"أيدي دقيقة" للتصنيع الإلكتروني، يحدد التطور التكنولوجي لآلات تجميع أقراص PCB مباشرة حدود التقليص والأداء للمنتجات الإلكترونية.من تحديد المواقع على مستوى الميكرون من أجهزة تكنولوجيا التثبيت السطحي (SMT) إلى الترتيب المتعدد الطبقات لأجهزة ربط TCB، من فحص جودة الذكاء الاصطناعي إلى العمليات الخضراء، الابتكار في المعدات يدفع السلسلة الصناعية إلى الصعود نحو مجالات ذات قيمة مضافة عالية.مع اختراقات الشركات المصنعة الصينية مثل جياليشوانغ في تكنولوجيا اللوحات متعددة الطبقات ذات 32 طبقة، فضلا عن المنافسة من كوريا الجنوبية والولايات المتحدة الشركات Semiconductor و ASMPT في سوق آلات التوصيل،ستشهد صناعة آلات تجميع أقراص PCB العالمية منافسة وتعاون تكنولوجي أكثر كثافة بالإضافة إلى إعادة إعمار بيئي. 379
