中心論題:
- SMT將成為敏捷的技術(shù)裝備
- SMT向“綠色”環(huán)保方向發(fā)展
- SMT設備的發(fā)展
- SMT封裝元器件及工藝材料的發(fā)展
解決方案:
- 面向新世紀的SMT設備將向著(zhù)高效、柔性、智能、環(huán)保方向發(fā)展
- 未來(lái)的世紀中“綠色生產(chǎn)線(xiàn)”將是SMT的發(fā)展方向
- SMB向著(zhù)多層、高密度、高可靠性方向發(fā)展,SMT工藝材料總的是向環(huán)保型材料方向發(fā)展
表面安裝技術(shù)(SMT)是最新一代電子裝聯(lián)技術(shù),該技術(shù)已經(jīng)廣泛地應用于各個(gè)領(lǐng)域的電子裝聯(lián)中,本文將就面向21世紀的表面安裝技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)、相關(guān)設備的技術(shù)動(dòng)向,作一些簡(jiǎn)單地介紹。表面安裝技術(shù)(SMT)作為新一代電子裝聯(lián)技術(shù)已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域,SMT發(fā)展迅速、應用廣泛,在許多領(lǐng)域中已經(jīng)或完全取代傳統的電子裝聯(lián)技術(shù),SMT以自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢,使電子裝聯(lián)技術(shù)產(chǎn)生了根本的、革命性的變革,在應用過(guò)程中,SMT在不斷地發(fā)展完善。我國從八十年代初開(kāi)始嘗試引進(jìn)這種技術(shù),到八十年代中期開(kāi)始實(shí)際應用,進(jìn)入九十年代隨著(zhù)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展而得到廣泛的應用,SMT已成為電子裝聯(lián)技術(shù)工藝水平的衡量尺度,沒(méi)有采用SMT的電子裝聯(lián)會(huì )被認為是落后的工藝水平。因此,SMT不僅在電子行業(yè),而是在我國多種行業(yè)中得到了廣泛的應用。隨著(zhù)應用的加深,SMT也有了進(jìn)一步的發(fā)展,未來(lái)世紀SMT的發(fā)展特點(diǎn)如何呢?下面讓我們簡(jiǎn)單地探討一下。
SMT將成為敏捷的技術(shù)裝備
未來(lái)的世紀競爭將會(huì )十分劇烈,以需求拖動(dòng)的市場(chǎng)將變化莫測,在這樣一種劇烈的、變化莫測的市場(chǎng)中,未來(lái)的競爭成功企業(yè)就要能通過(guò)敏捷的工藝技術(shù)裝備系統和迅速準確的通訊與信系統,及時(shí)抓住市場(chǎng)機遇創(chuàng )造營(yíng)銷(xiāo)機會(huì ),在競爭中獲勝得利。因此,SMT的發(fā)展使SMT的工藝技術(shù)裝備向著(zhù)敏捷、柔性、快速反應的方向發(fā)展。
大家知道我們的SMT經(jīng)歷了從單臺設備生產(chǎn)到多臺設備連線(xiàn)生產(chǎn)的過(guò)程,目的是提高工業(yè)產(chǎn)量形成規模。高生產(chǎn)效率一直是人們追求的目標,SMT生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)效率體現在SMT生產(chǎn)線(xiàn)的產(chǎn)能效率和控制效率。產(chǎn)能效率是SMT生產(chǎn)線(xiàn)上各種設備的綜合產(chǎn)能,較高的產(chǎn)能來(lái)自與合理的配置,高效SMT線(xiàn)體已從單路連線(xiàn)生產(chǎn)向雙路連線(xiàn)生產(chǎn)發(fā)展,在減少占地面積的同時(shí),提高生產(chǎn)效率。通常我們在建線(xiàn)設計時(shí)考慮比較多的是設備,在進(jìn)行設備選擇時(shí),更多的是考慮速度和精度,而在控制效率方面考慮較少或沒(méi)有考慮,控制效率包括轉換和過(guò)程控制優(yōu)化及管理優(yōu)化,在這方面敏捷模式就是在計算數據網(wǎng)絡(luò )的支持下,采用智能控制方式,優(yōu)化設計參數、控制進(jìn)程和貼裝方式,能準確有效地轉換模式和調換參數,實(shí)現無(wú)缺陷生產(chǎn)。目前,國外一些先進(jìn)的SMT生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)板轉換時(shí)間可以控制在十分鐘以?xún)?。隨著(zhù)計算機信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的不斷發(fā)展,SMT生產(chǎn)線(xiàn)的產(chǎn)品數據管理和過(guò)程信息控制將逐漸完善,生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)數據、維護管理可以得到網(wǎng)絡(luò )的支持,從而實(shí)現對用戶(hù)需求的快速響應,新的SMT將向信息集成的、敏捷的、柔性生產(chǎn)環(huán)境發(fā)展。
SMT向“綠色”環(huán)保方向發(fā)展
當今人們生活的地球已經(jīng)遭到人們不同程度的損壞,以SMT設備為主的SMT生產(chǎn)線(xiàn)作為工業(yè)生產(chǎn)的一部分,毫不例外地會(huì )對我們的生存環(huán)境產(chǎn)生破壞,從電子元器件的包裝材料、膠水、焊錫膏、助焊劑等SMT工藝材料,到SMT生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)過(guò)程,無(wú)不對環(huán)境存在著(zhù)這樣或那樣的污染,SMT生產(chǎn)線(xiàn)越多、規模越大,這種污染也就越嚴重,因此,未來(lái)SMT生產(chǎn)線(xiàn)已向“Green line”既綠色生產(chǎn)線(xiàn)方向發(fā)展。綠色生產(chǎn)線(xiàn)的概念是指從SMT生產(chǎn)的一開(kāi)始就要考慮到環(huán)保的要求,分析SMT每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節中將會(huì )出現的污染源及污染程度,從而選擇相應的SMT設備和工藝材料,制定相應的工藝規范,營(yíng)造相應的生產(chǎn)條件,以適實(shí)的、科學(xué)的、合理的管理方式維護管理SMT生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn),以滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要和環(huán)保的要求。這就提示我們,SMT生產(chǎn)不僅要考慮生產(chǎn)規模和生產(chǎn)能力,還要考慮SMT生產(chǎn)對環(huán)境的影響,從SMT建線(xiàn)設計、SMT設備選型、工藝材料選擇、環(huán)境與物流管理、工藝廢料的處理及全線(xiàn)的工藝管理均需要考慮到環(huán)保的要求。在未來(lái)的世紀中“綠色生產(chǎn)線(xiàn)”將是SMT的發(fā)展方向,SMT設計應提倡綠色設計。
SMT設備的發(fā)展
表面安裝技術(shù)中SMT設備的更新和發(fā)展代表著(zhù)表面安裝技術(shù)的水平,面向新世紀的SMT設備將向著(zhù)高效、柔性、智能、環(huán)保方向發(fā)展。
a.高效的SMT設備
高效的SMT設備在向改變結構和提高性能的方向發(fā)展:在結構向雙路送板模式和多工作頭、多工作區域發(fā)展。為了提高生產(chǎn)效率,盡量減少生產(chǎn)占地面積,新型的SMT設備正從傳統的單路印刷電路板(PCB)輸送向雙路PCB的輸送結構發(fā)展,貼裝工作頭結構在向多頭結構和多頭聯(lián)動(dòng)方向發(fā)展,像富士公司的QP132E采用了16個(gè)工作頭聯(lián)動(dòng)的結構。印刷機、貼片機、再流焊機等都有雙路結構的設備。這將使生產(chǎn)效率有較大的提高。
在性能上貼片機向高速、高精度、多功能和智能化方向發(fā)展。貼片機的貼裝速度與貼裝精度和貼裝功能一直以來(lái)是相對矛盾的,新型貼片機一直在向高速、高精度、多功能方向努力發(fā)展。由于表面安裝元器件(SMC/D)的不斷發(fā)展,其封裝形式也在不斷變化,新的封裝不斷出現,如:GBA、FC、CSP等,對貼片機的性能要求越來(lái)越高。
一些公司的貼片機為了提高貼裝速度采用了“飛行檢測”技術(shù),在貼片機工作時(shí),貼片頭吸片后邊運行邊檢測,以提高貼片機的貼裝速度。通常的“飛行檢測”多用于片式元件和小規模的集成電路,因而許多機器貼片式元件的速度必將快,貼大型的集成電路就必較慢,新型貼片機將視覺(jué)系統與貼片頭配置在一起,得高了對較大集成電路的貼裝速度。例如Europlacer的貼片機在其旋轉工作頭的旁邊加有視覺(jué)系統,當第一個(gè)吸嘴吸起元器件后,第二個(gè)吸嘴吸元件的同時(shí),第一個(gè)元器件已送到視覺(jué)系統進(jìn)行檢測,這樣不僅縮短了工作頭的貼片時(shí)間,而且增強了貼裝功能,因而用它貼片式元件和貼集成電路速度是一樣的,這就模糊了高速機與高精度機的概念。它能以每小時(shí)20000片的速度貼0402-50mm2的QFP等多種元器件。
德國SIMENS公司在其新的貼片機上引入了智能化控制,可以使貼片機保持較高的產(chǎn)能下有最低失誤率,在機器上裝置的FC Vision模塊和Flux Dispenser等以適應FC的貼裝需要。
日本YAMAHA公司在新推出的YV-88X機型中引入了雙組旋轉貼片頭和數碼攝像頭,不但提高了集成電路的貼裝速度,而且又保證了較好的貼裝精度。
韓國Mirae的貼片機在驅動(dòng)裝置上采用了線(xiàn)性馬達和懸浮技術(shù),使的機器在運行時(shí)噪音低、振動(dòng)小。
新一代貼片機的貼片速度有了較大的提高,富士的QP132E貼片速度可達每小時(shí)13.3萬(wàn)片,飛利浦的FCM Base II貼片速度可達每小時(shí)9.6萬(wàn)片,西門(mén)子的HS-50貼片速度可達每小時(shí)5.0萬(wàn)片。
b.柔性模塊化的SMT設備
新型貼片機為了增強適應性和使用效率向柔性貼裝系統和模塊化結構發(fā)展。日本富士公司QP242E一改貼片機的傳統概念,將貼片機分為控制主機和功能模塊機,可以根據用戶(hù)的不同需要,由控制主機和功能模塊機柔性組合來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)的需要,模塊機有不同的功能,針對不同元器件的貼裝要求,可以按不同的精度和速度進(jìn)行貼裝,以達到較高的使用效率,當用戶(hù)有新的要求時(shí),可以根據需要增加新的功能模塊機。
模塊化發(fā)展的另一種發(fā)展是向功能模塊組件方向發(fā)展,這種發(fā)展是將貼片機的主機作成標準設備,裝備有統一的標準的機座平臺和通用的用戶(hù)接口,將點(diǎn)膠貼片的各種功能作成功能模塊組件,以實(shí)現用戶(hù)需要的新的功能要求。例如美國環(huán)球貼片機,在從點(diǎn)膠機到貼片的功能互換時(shí),只需要將點(diǎn)膠組件與貼片組件互換。這種設備適合多任務(wù)、多用戶(hù)、投產(chǎn)周期短的加工企業(yè)。
c.環(huán)保型的SMT設備
隨著(zhù)人們對環(huán)保要求的不斷提高,一些環(huán)保型的SMT設備隨之出現,如富士公司的NP133E采用立式旋轉頭設計,實(shí)現了較低的噪音。ERSA新型的波峰焊接機裝置了一個(gè)在惰性氣體環(huán)境內工作的超聲波系統,以取代助焊劑裝置。這種超聲波在焊接前可以在PCB表面除去氧化物,PCB和元器件表面的氧化物由該系統產(chǎn)生中的聲納氣窩效應(Cavitation Effect)來(lái)去除。這就從根本上去除了生產(chǎn)中助焊劑帶來(lái)的污染,因此也就避免了清洗帶來(lái)的二次污染。向SOTEC公司的波峰焊接機等為了減少工作過(guò)程中熱熔鉛及助焊劑對環(huán)境的污染采用熱熔鉛及助焊劑過(guò)濾裝置等。
SMT封裝元器件及工藝材料的發(fā)展
a.SMT封裝元器件的發(fā)展
SMT封裝元器件主要有表面安裝元件(SMC)、表面安裝器件(SMD)和表面安裝電路板(SMB)。SMC向微型化大容量發(fā)展,最新SMC元件的規格為0201。在體積微型化的同時(shí)其容量向大的方向發(fā)展。SMD向小體積、多引腳方向發(fā)展,SMD經(jīng)歷了由大體積少引腳向大體積多引腳的發(fā)展?,F在已經(jīng)開(kāi)始由大體積多引腳向小體積多引腳的發(fā)展。例如BGA向CSP的發(fā)展。倒裝片(FC)應用將越來(lái)越多。SMB則向多層、高密度、高可靠性方向發(fā)展,隨著(zhù)電子裝聯(lián)向更高密度的發(fā)展,SMB向著(zhù)多層、高密度、高可靠性方向發(fā)展,許多SMB的層數已多達十幾層以上,多層的柔性SMB也有較快的發(fā)展。
b.SMT工藝材料的發(fā)展
SMT工藝材料常用的包括:條形焊料、膏狀焊料、助焊劑、稀釋劑和清洗劑等。其助焊材料是向免清洗方向發(fā)展,焊料則向無(wú)鉛型、低鉛、低溫方向發(fā)展,總的方向是向環(huán)保型材料方向發(fā)展。
以上簡(jiǎn)單地介紹了SMT的一些發(fā)展,由于SMT發(fā)展快,新產(chǎn)品、新技術(shù)層出不窮,因此這里僅作簡(jiǎn)單地介紹。
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