Como tecnologia central no campo da montagem eletrônica, a Tecnologia de Montagem em Superfície (SMT) transformou completamente o modo de produção de produtos eletrônicos. Como transportador desta tecnologia, o equipamento SMT serve como infra-estrutura chave que apoia o desenvolvimento de múltiplos sectores, como a electrónica de consumo, a electrónica automóvel e a aeroespacial. Desde a impressão da pasta de solda e colocação de componentes até a inspeção de soldagem, um sistema completo de equipamento SMT percorre todo o processo de fabricação eletrônica. Hoje, com a miniaturização, a inteligência e o desenvolvimento ecológico tornando-se tendências da indústria, os equipamentos SMT estão inaugurando uma nova rodada de inovação tecnológica, conduzindo a indústria de fabricação eletrônica em direção a maior precisão, maior eficiência e maior sustentabilidade.

I. Sistema Central e Posicionamento Funcional de Equipamentos SMT

(1) Equipamento de produção principal

1. Impressoras de pasta de solda: Como ponto de partida do processo, elas imprimem com precisão a pasta de solda em placas de PCB por meio de estênceis. Equipados com sistemas de posicionamento visual, eles podem corrigir automaticamente desvios de posição e ajustar com flexibilidade parâmetros como pressão do rodo e velocidade de impressão para se adaptar a PCBs de diferentes especificações. Por exemplo, o equipamento de impressão de última geração da BORUI permite o ajuste automático de parâmetros, atendendo às necessidades de mudança rápida de linha de PCBs de diversas variedades.

2. Máquinas de colocação: O “núcleo do núcleo”, são responsáveis ​​por colocar com precisão os componentes microeletrônicos em posições designadas nos PCBs. Classificadas por desempenho, elas incluem máquinas de colocação de alta velocidade e máquinas de colocação universais: a primeira concentra-se em componentes pequenos, como resistores e capacitores, enquanto a última é adequada para componentes empacotados complexos, como ICs e BGAs. A precisão de posicionamento do modelo NXTR A da FUJI atinge ±15μm, e a velocidade de posicionamento da máquina de posicionamento YRM20 da YAMAHA chega a 115.000 componentes por hora (CPH), o que pode atender às demandas de produção em massa em grande escala.

3. Fornos de refluxo: Através do aquecimento gradiente em múltiplas zonas de temperatura, eles derretem e solidificam a pasta de solda para obter uma conexão confiável entre componentes e PCBs. O sistema de solda por refluxo a vácuo VisionXP+Vac da Rehm pode remover bolhas de solda por meio de um módulo de vácuo, e o forno a vácuo de alta velocidade SCVR lançado pela HELLER foi projetado especificamente para cenários de soldagem de alta precisão, como 5G e aplicações aeroespaciais.

(2) Equipamentos de inspeção e controle de qualidade

1. Máquinas 3D SPI (Inspeção de Pasta de Solda): Elas podem digitalizar a espessura, o volume e a área de cobertura da pasta de solda e filtrar imediatamente os produtos defeituosos durante o estágio de impressão.

2. Máquinas AOI (Inspeção Óptica Automática): Através da comparação de imagens, elas identificam com precisão defeitos como deslocamento de componentes, componentes faltantes e curtos-circuitos nas juntas de solda. A precisão da inspeção de modelos de última geração pode atingir o nível de 5 mícrons.

3. Máquinas de inspeção por RAIO X: Aproveitando os recursos de penetração de raios X, elas visam especificamente juntas de solda ocultas (por exemplo, BGAs e QFNs) e detectam problemas como pontes de solda e vazios que são invisíveis a olho nu, fornecendo assim garantia de qualidade para campos de ponta, como eletrônicos automotivos.

(3) Equipamento Auxiliar

• Carregadores/descarregadores de placas: Realize o transporte automático de PCBs.

• Pontes Transportadoras: Conecte diferentes dispositivos de maneira flexível para otimizar o layout da linha de produção.

• Viradores de placa: Adapte-se ao processo de colocação frente e verso de PCBs.

II. Três direções principais de inovação tecnológica para equipamentos SMT

(1) Avanço na miniaturização: entrando na era da colocação em nível de mícron

• A máquina de colocação MYPro A40 da Mycronic está equipada com um cabeçote de colocação MX7 de alta velocidade (integrando 7 bicos independentes) e otimiza os movimentos de colocação através de um sistema de controle de movimento que atualiza 80.000 vezes por segundo.

• A máquina de posicionamento XJ10 da BORUI adota acionamento de motor linear completo e um sistema de reconhecimento duplo, permitindo o posicionamento preciso de componentes do tamanho 0201 para atender às necessidades de produtos eletrônicos altamente integrados.

(2) Transformação Verde: Adaptação aos Requisitos de Proteção Ambiental e Economia de Energia

• Os fornos de nitrogênio da ITW EAE são equipados com sistemas de controle de conteúdo de oxigênio em circuito fechado, que garantem a qualidade da soldagem e reduzem o consumo de nitrogênio. Seu sistema CATHOX™ também pode converter compostos voláteis na câmara do forno em hidrocarbonetos, minimizando as emissões de poluentes.

• Os equipamentos da série GenS do Grupo ASYS reduzem eficazmente a pegada de carbono durante a produção, diminuindo a utilização de componentes pneumáticos e otimizando a gestão de energia.

(3) Atualização Inteligente: Realizando a Digitalização de Processo Completo da Produção

• Os equipamentos da série GenS do Grupo ASYS apresentam capacidades de aprendizagem e sua tecnologia de acionamento dinâmico pode reduzir o tempo de ciclo para menos de 10 segundos.

• Os fornos de refluxo da ITW EAE suportam economia automática de energia no modo standby e permitem manutenção sem ferramentas.

• Quando usada em conjunto com máquinas de colocação, a plataforma inteligente SMT da BORUI pode ajustar dinamicamente os parâmetros de produção através da análise de dados, aumentando a utilização do equipamento do nível tradicional de aproximadamente 65% para 92%, ao mesmo tempo que reduz o tempo de inatividade não planejado em 70%.

III. Cenários de aplicação e perspectivas futuras de equipamentos SMT

• Eletrônicos de Consumo: O design leve e fino de telefones celulares e computadores depende de máquinas de posicionamento de alta precisão e fornos de refluxo.

• Eletrônica automotiva: Os altos requisitos de confiabilidade para radares e sistemas de controle integrados impulsionaram a otimização dos equipamentos SMT em direção à resistência à vibração e à resistência a altas temperaturas.

• Eletrônica Médica: Os instrumentos de precisão neste campo têm requisitos rígidos de pureza de soldagem e precisão de inspeção.

1. Melhoria coordenada de precisão e velocidade: Com a popularização de componentes de tamanho menor (por exemplo, 008004), a precisão de posicionamento atingirá o nível de ±10μm e a eficiência será aprimorada ainda mais por meio de tecnologias como a colaboração multirobôs.

2. Integração aprofundada de tecnologias verdes: Tecnologias como a soldadura a baixa temperatura e a recuperação de calor residual serão amplamente aplicadas para ajudar a indústria de fabrico eletrónico a alcançar a neutralidade em carbono.

3. Colaboração Inteligente de Linhas de Produção: Por meio da tecnologia digital twin, linhas de produção virtuais serão construídas para realizar o gerenciamento e controle digital de todo o processo de equipamentos, materiais e processos. Em última análise, isso fará com que a produção de SMT salte da “automação” para a “autonomia”.