Fabricação mecanizada de PCB: uma análise abrangente do equipamento de processo à produção inteligente

Fabricação mecanizada de PCB: uma análise abrangente do equipamento de processo à produção inteligente

Introdução
As placas de circuito impresso (PCBS), como portador principal dos produtos eletrónicos, dependem fortemente de equipamentos mecânicos de precisão e de tecnologia de automação no seu processo de fabrico.Com o desenvolvimento dos produtos eletrónicos rumo à alta densidade, miniaturização e alta frequência,A inovação tecnológica dos equipamentos de fabricação de PCB e equipamentos de tecnologia de montagem de superfície (SMT) tornou-se a chave para promover o progresso da indústriaEste artigo analisará sistematicamente todo o processo e evolução tecnológica da produção de PCB mecanizados a partir de aspectos como equipamentos principais na fabricação de PCB, equipamentos de processo SMT,tendências inteligentes, e tecnologias de inspecção da qualidade.

I. Equipamento mecânico de base para fabrico de PCB
O processo de fabricação de PCB é complexo, envolvendo vários procedimentos, cada um dos quais requer equipamentos dedicados para suporte.

Serra de painel
Quando se cortam em pedaços pequenos os laminados revestidos de cobre de grandes dimensões necessários para a produção, é necessário controlar a precisão dimensional e a taxa de utilização do material.A serra de painel reduz o desperdício de material e garante a planície da borda da placa em 47 através de ferramentas de alta precisão e um sistema de controle automatizado.

Equipamento de litografia e gravação

Máquina de litografia: O padrão do circuito é transferido para o laminado revestido de cobre através da exposição ultravioleta.É necessário controlar com precisão a energia de exposição e a precisão de alinhamento para garantir que a largura da linha/o espaçamento entre linhas satisfaça os requisitos de projeto (como uma largura mínima de linha de 2 milímetros). 59.

Máquina de gravação: usa soluções químicas (como cloreto de cobre ácido) para remover a camada de cobre desprotegida e formar circuitos condutores.A temperatura e o caudal da solução são a chave para evitar uma gravação excessiva ou insuficiente 47.

Equipamento de perfuração
A máquina de perfuração de alta velocidade utiliza brocas de nível de micrômetro e, em combinação com a tecnologia de posicionamento a laser,pode processar a alta densidade através de furos com um diâmetro de 0.1 mm, satisfazendo os requisitos da comunicação 5G e dos circuitos de alta frequência 59.

Equipamento de afundamento de cobre
Uma camada de cobre é depositada quimicamente na parede do buraco para garantir a condutividade entre as camadas.O processo de precipitação de cobre requer controle da composição da solução e temperatura para evitar que a camada de cobre na parede do buraco se descasque, o que pode afectar a fiabilidade. 57.

II. Equipamentos e tecnologias essenciais do processo SMT
A tecnologia de montagem de superfície (SMT) é o processo central da montagem de PCB e seu equipamento determina diretamente a eficiência da produção e a qualidade da solda.

Máquinas de impressão de pasta de solda
A pasta de solda deve ser impressa com precisão sobre as pastilhas de PCB através da malha de aço, com a precisão de impressão controlada dentro de ± 25 μm.Uma inspeção óptica (SPI) deve ser equipada para monitorizar a espessura e a uniformidade da pasta de solda em tempo real.. 310

Máquina de tecnologia de montagem de superfície
Ao adotar um sistema de visão de alta precisão e braços robóticos de vários eixos, a montagem rápida de componentes é alcançada (por exemplo, a velocidade de montagem de componentes embalados 0402 pode atingir 30.000CPH).A máquina de montagem de superfície de dupla pista (SMT) pode processar dois painéis simultaneamente, aumentando a capacidade de produção em 610.

Fornos de solda por refluxo
Através do controlo preciso da curva da zona de temperatura (preaquecimento, fusão, arrefecimento), a pasta de solda é uniformemente derretida e formam-se juntas de solda fiáveis.A tecnologia de protecção por nitrogénio pode reduzir a oxidação e melhorar o rendimento de soldagem em 310.

Equipamento de solda por ondas
É utilizado para solda de componentes plug-in, evitando a ponte e a falsa solda através do controlo dinâmico dos picos de onda e é adequado para o processo de montagem híbrida 610.

III. Tendências da Inteligência e da Automação
Tecnologia de detecção por IA

Inspecção óptica automática (AOI): Utilização de algoritmos de aprendizagem profunda para identificar defeitos das juntas de solda (como falsa solda e deslocamento), com uma taxa de erro de julgamento inferior a 1%310.

Inspeção por raios-X (AXI): Para os pacotes BGA e QFN, detectar poros e rachaduras nas juntas de solda ocultas para garantir a fiabilidade dos pacotes de alta densidade 510.

Sistema de Fabricação Flexível (FMS)
A integração dos dados do equipamento através do sistema MES permite uma rápida transição entre a produção de várias variedades e a produção de pequenos lotes.em colaboração com os veículos automotores, reduz o tempo de manuseio de materiais em 10%.

Tecnologia verde de fabrico
A popularização dos processos de solda sem chumbo e de soldagem a baixa temperatura reduz a poluição ambiental.

IV. Desafios e futuras orientações de desenvolvimento
A exigência de alta precisão e miniaturização
A popularização dos componentes embalados 01005 e dos substratos de IC exige que a precisão das máquinas de tecnologia de montagem de superfície (SMT) alcance ± 15 μm,e a questão da uniformidade da impressão de pasta de micro soldadura precisa ser abordada. 610

Tecnologia de integração heterogénea
O pacote 3D e o SiP (System-in-Package) estão a conduzir o PCBS para a interligação de alta densidade (HDI) e a interligação de camadas arbitrárias (ELIC),Os novos tipos de equipamentos de perfuração e galvanização a laser devem ser desenvolvidos 59.

Fábrica inteligente
A aplicação da Internet Industrial das Coisas (IIoT) e da tecnologia digital gêmea permite a manutenção preditiva dos equipamentos e a otimização dinâmica dos parâmetros dos processos,Redução do tempo de inatividade em mais de 30%.

Conclusão
A fabricação mecanizada de PCB é a pedra angular da indústria eletrônica. A iteração de seus equipamentos e tecnologia afeta diretamente o desempenho do produto e os custos de produção.De equipamentos de gravação tradicionais a sistemas de inspecção inteligentes baseados em IA, desde as máquinas de colocação SMT até aos processos de fabrico ecológicos, a inovação tecnológica impulsiona continuamente a indústria para uma alta precisão, alta fiabilidade e sustentabilidade.com o crescimento explosivo do 5G, a Internet das Coisas e a electrónica automotiva, os equipamentos de fabrico de PCB tornar-se-ão mais inteligentes e flexíveis,fornecimento de apoio essencial à miniaturização e multifuncionalidade dos produtos eletrónicos.