Fabricación mecanizada de PCB: un análisis exhaustivo desde el equipo de proceso hasta la producción inteligente

Fabricación mecanizada de PCB: un análisis exhaustivo desde el equipo de proceso hasta la producción inteligente

Introducción
Las placas de circuitos impresos (PCBS), como el soporte principal de los productos electrónicos, dependen en gran medida de equipos mecánicos de precisión y tecnología de automatización en su proceso de fabricación.Con el desarrollo de los productos electrónicos hacia la alta densidad, la miniaturización y la alta frecuencia,la innovación tecnológica de los equipos de fabricación de PCB y los equipos de tecnología de montaje de superficie (SMT) se ha convertido en la clave para promover el progreso de la industriaEste artículo analizará sistemáticamente todo el proceso y la evolución tecnológica de la producción de PCB mecanizados desde aspectos como el equipo central en la fabricación de PCB, el equipo de proceso SMT,Tendencias inteligentes, y tecnologías de inspección de calidad.

I. Equipos mecánicos básicos para la fabricación de PCB
El proceso de fabricación de PCB es complejo, que implica múltiples procedimientos, cada uno de los cuales requiere equipos dedicados para su soporte.

Sierra de paneles
Al cortar laminados revestidos de cobre de gran tamaño en piezas pequeñas necesarias para la producción, es necesario controlar la precisión dimensional y la tasa de utilización del material.La sierra de paneles reduce el desperdicio de material y asegura la planitud del borde del tablero en 47 gracias a herramientas de alta precisión y un sistema de control automatizado.

Equipos de litografía y grabado

Máquina de litografía: El patrón del circuito se transfiere al laminado revestido de cobre a través de la exposición ultravioleta.Es necesario controlar con precisión la energía de exposición y la precisión de alineación para garantizar que el ancho de línea/el espaciamiento de líneas cumpla con los requisitos de diseño (como un ancho mínimo de línea de 2 milímetros).59, por ejemplo.

Máquina de grabado: utiliza soluciones químicas (como el cloruro de cobre ácido) para eliminar la capa de cobre desprotegida y formar circuitos conductores.La temperatura y el caudal de la solución son la clave para evitar el grabado excesivo o insuficiente 47.

Equipo de perforación
La máquina de perforación de alta velocidad utiliza brocas a nivel de micrones y, en combinación con la tecnología de posicionamiento láser, permite la conexión de las capas.puede procesar alta densidad a través de agujeros con un diámetro de 0.1 mm, que cumple los requisitos de las comunicaciones 5G y los circuitos de alta frecuencia 59.

Equipos para el hundimiento de cobre
Una capa de cobre se deposita químicamente en la pared del agujero para garantizar la conductividad entre capas.El proceso de precipitación de cobre requiere el control de la composición de la solución y la temperatura para evitar que la capa de cobre en la pared del agujero se desprenda, lo que puede afectar a la fiabilidad. 57.

II. Equipos y tecnologías clave del proceso SMT
La tecnología de montaje superficial (SMT) es el proceso central del ensamblaje de PCB, y su equipo determina directamente la eficiencia de producción y la calidad de soldadura.

Máquina de impresión de pasta de soldadura
La pasta de soldadura debe imprimirse con precisión en las placas de PCB a través de la malla de acero, con una precisión de impresión controlada dentro de ± 25 μm.debe estar equipado con un inspector óptico (SPI) para controlar el grosor y la uniformidad de la pasta de soldadura en tiempo real.. 310

Máquina de tecnología de montaje en superficie
Mediante la adopción de un sistema de visión de alta precisión y brazos robóticos de varios ejes, se logra un montaje rápido de componentes (por ejemplo, la velocidad de montaje de los componentes empaquetados 0402 puede alcanzar 30.000CPH).La máquina de montaje de superficie de doble vía (SMT) puede procesar dos paneles simultáneamente, aumentando la capacidad de producción en 610.

Fuegos de soldadura por reflujo
Al controlar con precisión la curva de la zona de temperatura (precalentamiento, fusión, enfriamiento), la pasta de soldadura se derrite uniformemente y se forman juntas de soldadura confiables.La tecnología de protección por nitrógeno puede reducir la oxidación y mejorar el rendimiento de soldadura en 310.

Equipos de soldadura por oleaje
Se utiliza para soldar componentes enchufables, evitando puentes y falsas soldaduras a través del control dinámico de picos de onda, y es adecuado para el proceso de ensamblaje híbrido 610.

Iii. Tendencias de la inteligencia y la automatización
Tecnología de detección impulsada por IA

Inspección óptica automática (AOI): Utilización de algoritmos de aprendizaje profundo para identificar defectos en las juntas de soldadura (como soldadura falsa y desplazamiento), con una tasa de error de juicio inferior al 1%310.

Inspección por rayos X (AXI): para los envases BGA y QFN, detectar poros y grietas en las juntas de soldadura ocultas para garantizar la fiabilidad de los envases de alta densidad 510.

Sistema de fabricación flexible (FMS)
Al integrar los datos de los equipos a través del sistema MES, se puede lograr un cambio rápido entre la producción de variedades múltiples y la producción de lotes pequeños.en colaboración con los AGV, reduce el tiempo de manipulación del material en un 10%.

Tecnología de fabricación ecológica
La popularización de los procesos de soldadura sin plomo y de soldadura a baja temperatura reduce la contaminación ambiental.

IV. Desafíos y orientaciones de desarrollo futuro
La demanda de alta precisión y miniaturización
La popularización de los componentes empaquetados 01005 y de los sustratos de IC requiere que la precisión de las máquinas de tecnología de montaje superficial (SMT) alcance ±15 μm,y el problema de la uniformidad de la impresión de pasta de micro soldadura debe abordarse. 610

Tecnología de integración heterogénea
Los envases 3D y el SiP (System-in-Package) están impulsando el PCBS hacia la interconexión de alta densidad (HDI) y la interconexión de capas arbitrarias (ELIC),En la actualidad, se han desarrollado nuevos tipos de equipos de perforación y galvanoplastia por láser..

Fábrica inteligente
La aplicación del Internet Industrial de las Cosas (IIoT) y la tecnología digital gemela permite el mantenimiento predictivo de los equipos y la optimización dinámica de los parámetros de los procesos,Reducción del tiempo de inactividad en más del 30%.

Conclusión
La fabricación mecanizada de PCB es la piedra angular de la industria electrónica. La iteración de su equipo y tecnología afecta directamente el rendimiento del producto y los costos de producción.De los equipos de grabado tradicionales a los sistemas de inspección inteligentes impulsados por IA, desde las máquinas de colocación SMT hasta los procesos de fabricación ecológicos, la innovación tecnológica impulsa continuamente a la industria hacia una alta precisión, alta fiabilidad y sostenibilidad.con el crecimiento explosivo de la 5G, el Internet de las Cosas y la electrónica automotriz, los equipos de fabricación de PCB serán más inteligentes y flexibles,proporcionar apoyo básico para la miniaturización y la multifuncionalidad de los productos electrónicos.