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三、SMT設備的發展
表面安裝技術中SMT設備的更新和發展代表著表面安裝技術的水平,面向新世紀的SMT設備將向著高效、柔性、智能、環保方向發展。
1、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展:在結構向雙路送板模式和多工作頭、多工作區域發展。為了提高生產效率,盡量減少生產占地面積,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的輸送結構發展,貼裝工作頭結構在向多頭結構和多頭聯動方向發展,像富士公司的QP132E采用了16個工作頭聯動的結構。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展。貼片機的貼裝速度與貼裝精度和貼裝功能一直以來是相對矛盾的,新型貼片機一直在向高速、高精度、多功能方向努力發展。由于表面安裝元器件(SMC/D)的不斷發展,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,在貼片機工作時,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系統,當第一個吸嘴吸起元器件后,第二個吸嘴吸元件的同時,第一個元器件已送到視覺系統進行檢測,這樣不僅縮短了工作頭的貼片時間,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的貼片機在驅動裝置上采用了線性馬達和懸浮技術,使的機器在運行時噪音低、振動小。
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13.3萬片,飛利浦的FCM Base II貼片速度可達每小時9.6萬片,西門子的HS-50貼片速度可達每小時5.0萬片。
2.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,可以根據用戶的不同需要,由控制主機和功能模塊機柔性組合來滿足用戶的需要,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行貼裝,以達到較高的使用效率,當用戶有新的要求時,可以根據需要增加新的功能模塊機。
模塊化發展的另一種發展是向功能模塊組件方向發展,這種發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接口,將點膠貼片的各種功能作成功能模塊組件,以實現用戶需要的新的功能要求。例如美國環球貼片機,在從點膠機到貼片的功能互換時,只需要將點膠組件與貼片組件互換。這種設備適合多任務、多用戶、投產周期短的加工企業。
3.環保型的SMT設備
隨著人們對環保要求的不斷提高,一些環保型的SMT設備隨之出現,如富士公司的NP133E采用立式旋轉頭設計,實現了較低的噪音。ERSA新型的波峰焊接機裝置了一個在惰性氣體環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生中的聲納氣窩效應(Cavitation Effect)來去除。這就從根本上去除了生產中助焊劑帶來的污染,因此也就避免了清洗帶來的二次污染。向SOTEC公司的波峰焊接機等為了減少工作過程中熱熔鉛及助焊劑對環境的污染采用熱熔鉛及助焊劑過濾裝置等。
四、SMT封裝元器件及工藝材料的發展
1.SMT封裝元器件的發展
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向微型化大容量發展,最新SMC元件的規格為0201。在體積微型化的同時其容量向大的方向發展。SMD向小體積、多引腳方向發展,SMD經歷了由大體積少引腳向大體積多引腳的發展?,F在已經開始由大體積多引腳向小體積多引腳的發展。例如bga向CSP的發展。倒裝片(FC)應用將越來越多。SMB則向多層、高密度、高可靠性方向發展,隨著電子裝聯向更高密度的發展,SMB向著多層、高密度、高可靠性方向發展,許多SMB的層數已多達十幾層以上,多層的柔性SMB也有較快的發展。
2.SMT工藝材料的發展
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展,焊料則向無鉛型、低鉛、低溫方向發展,總的方向是向環保型材料方向發展。
以上簡單地介紹了SMT的一些發展,由于SMT發展快,新產品、新技術層出不窮,因此這里僅作簡單地介紹。