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三、SMT设备的发展
表面安装技术中SMT设备的更新和发展代表着表面安装技术的水平,面向新世纪的SMT设备将向着高效、柔性、智能、环保方向发展。
1、高效的SMT设备
高效的SMT设备在向改变结构和提高性能的方向发展:在结构向双路送板模式和多工作头、多工作区域发展。为了提高生产效率,尽量减少生产占地面积,新型的SMT设备正从传统的单路印刷电路板(PCB)输送向双路PCB的输送结构发展,贴装工作头结构在向多头结构和多头联动方向发展,像富士公司的QP132E采用了16个工作头联动的结构。印刷机、贴片机、再流焊机等都有双路结构的设备。这将使生产效率有较大的提高。
在性能上贴片机向高速、高精度、多功能和智能化方向发展。贴片机的贴装速度与贴装精度和贴装功能一直以来是相对矛盾的,新型贴片机一直在向高速、高精度、多功能方向努力发展。由于表面安装元器件(SMC/D)的不断发展,其封装形式也在不断变化,新的封装不断出现,如:GBA、FC、CSP等,对贴片机的性能要求越来越高。
一些公司的贴片机为了提高贴装速度采用了“飞行检测”技术,在贴片机工作时,贴片头吸片后边运行边检测,以提高贴片机的贴装速度。通常的“飞行检测”多用于片式元件和小规模的集成电路,因而许多机器贴片式元件的速度必将快,贴大型的集成电路就必较慢,新型贴片机将视觉系统与贴片头配置在一起,得高了对较大集成电路的贴装速度。例如Europlacer的贴片机在其旋转工作头的旁边加有视觉系统,当第一个吸嘴吸起元器件后,第二个吸嘴吸元件的同时,第一个元器件已送到视觉系统进行检测,这样不仅缩短了工作头的贴片时间,而且增强了贴装功能,因而用它贴片式元件和贴集成电路速度是一样的,这就模糊了高速机与高精度机的概念。它能以每小时20000片的速度贴0402-50mm2的QFP等多种元器件。
德国SIMENS公司在其新的贴片机上引入了智能化控制,可以使贴片机保持较高的产能下有最低失误率,在机器上装置的FC Vision??楹虵lux Dispenser等以适应FC的贴装需要。
日本YAMAHA公司在新推出的YV-88X机型中引入了双组旋转贴片头和数码摄像头,不但提高了集成电路的贴装速度,而且又保证了较好的贴装精度。
韩国Mirae的贴片机在驱动装置上采用了线性马达和悬浮技术,使的机器在运行时噪音低、振动小。
新一代贴片机的贴片速度有了较大的提高,富士的QP132E贴片速度可达每小时13.3万片,飞利浦的FCM Base II贴片速度可达每小时9.6万片,西门子的HS-50贴片速度可达每小时5.0万片。
2.柔性??榛腟MT设备
新型贴片机为了增强适应性和使用效率向柔性贴装系统和??榛峁狗⒄?。日本富士公司QP242E一改贴片机的传统概念,将贴片机分为控制主机和功能??榛?,可以根据用户的不同需要,由控制主机和功能??榛嵝宰楹侠绰阌没У男枰?,??榛胁煌墓δ?,针对不同元器件的贴装要求,可以按不同的精度和速度进行贴装,以达到较高的使用效率,当用户有新的要求时,可以根据需要增加新的功能??榛?。
??榛⒄沟牧硪恢址⒄故窍蚬δ苣?樽榧较蚍⒄?,这种发展是将贴片机的主机作成标准设备,装备有统一的标准的机座平台和通用的用户接口,将点胶贴片的各种功能作成功能??樽榧?,以实现用户需要的新的功能要求。例如美国环球贴片机,在从点胶机到贴片的功能互换时,只需要将点胶组件与贴片组件互换。这种设备适合多任务、多用户、投产周期短的加工企业。
3.环保型的SMT设备
随着人们对环保要求的不断提高,一些环保型的SMT设备随之出现,如富士公司的NP133E采用立式旋转头设计,实现了较低的噪音。ERSA新型的波峰焊接机装置了一个在惰性气体环境内工作的超声波系统,以取代助焊剂装置。这种超声波在焊接前可以在PCB表面除去氧化物,PCB和元器件表面的氧化物由该系统产生中的声纳气窝效应(Cavitation Effect)来去除。这就从根本上去除了生产中助焊剂带来的污染,因此也就避免了清洗带来的二次污染。向SOTEC公司的波峰焊接机等为了减少工作过程中热熔铅及助焊剂对环境的污染采用热熔铅及助焊剂过滤装置等。
四、SMT封装元器件及工艺材料的发展
1.SMT封装元器件的发展
SMT封装元器件主要有表面安装元件(SMC)、表面安装器件(SMD)和表面安装电路板(SMB)。SMC向微型化大容量发展,最新SMC元件的规格为0201。在体积微型化的同时其容量向大的方向发展。SMD向小体积、多引脚方向发展,SMD经历了由大体积少引脚向大体积多引脚的发展。现在已经开始由大体积多引脚向小体积多引脚的发展。例如bga向CSP的发展。倒装片(FC)应用将越来越多。SMB则向多层、高密度、高可靠性方向发展,随着电子装联向更高密度的发展,SMB向着多层、高密度、高可靠性方向发展,许多SMB的层数已多达十几层以上,多层的柔性SMB也有较快的发展。
2.SMT工艺材料的发展
SMT工艺材料常用的包括:条形焊料、膏状焊料、助焊剂、稀释剂和清洗剂等。其助焊材料是向免清洗方向发展,焊料则向无铅型、低铅、低温方向发展,总的方向是向环保型材料方向发展。
以上简单地介绍了SMT的一些发展,由于SMT发展快,新产品、新技术层出不穷,因此这里仅作简单地介绍。