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ASM 针对智能手机的解决方案汇编
  2022-01-10      22

文章来源:融智设备 

1. 简述

随着科技的发展,智能手机已经深入并广泛应用到人们的日常生活中,成为人们生活中不可或缺的一部分。

全球智能手机市场的强劲增长均来自中国和亚太地区,这些地区的出货量占全球总出货量的一半。

5G手机增长迅猛,预计占2021年手机总销量的35%。

手机更换周期:1/3的智能手机用户在两年内完成手机的更换,到第四年,超过90%的用户完成了至少一次的换机操作。因此四年基本可以视作当前用户换机的一个完整周期。

手机企业及市场:头部企业已经开始将品牌定位进行细分,在面对市场逐渐饱和的态势下,细分市场成为行业发展的必然趋势,市场细分和目标人群锁定越明确,就越能挤压中小品牌手机的生存空间,从而使品牌度更加集中化,换来整体市场滞涨而头部品牌依然稳步增长的结果。

手机技术发展趋势:智能手机未来将会向着全面屏一体化、多摄像头模式以及长续航的方向发展的,在手机趋向小型轻薄化的发展下,手机内部空间密集度越来越高。

2. 智能手机产品的特点

相对于其他行业的产品而言,智能手机产品更为复杂,对SMT生产和工艺环节挑战更大,其产品特点归纳如下:

元件数量和种类多

a. 目前,元件数量最多的手机单部手机超过 2000 颗元件 , 1300 ~1500 颗元件是高端手机的常态

b. 大量的小元件密间距贴装 , 部分品牌产品01005元件占比甚至多达65%; 01005 贴装间距为~120/100μm,甚至更小   

c. 较多数量的异形元件贴装,比如连接器,SIM卡座,螺丝,高温胶纸,条码等等。5G手机中还有一些功能模块

d. 较多的屏蔽框,甚至是较重的压块

PCB 板设计

a.  Top / Bottom 面

b. 通常生产企业使用一条线左右轨生产不同的面,也有生产企业选择长短线的生产模式,但都要求cycle time 相同

c. 通常是 4 拼版,只有极个别公司是 2 拼版

衍生产品多

a. 同一产品, 不同衍生品用于不同地区或客户群体

b. 不同的内存尺寸

模块化生产

a. 多种功能集成到同一模块

b. 指纹识别,脸部识别,5G等新功能集成模块

制程差异

a. PCB板比较薄,需要顶针或者治具

b. PoP 工艺减少 , 越来越多标签和美缝纸使用贴片机贴装

c. Tray 盘封装物料越来越少

d. 三明治工艺的引入

综上所有特点,对SMT生产和工艺的各个环节都提出了更高的要求和挑战。SMT生产线的普遍挑战为:

小元件,密间距的高速贴装,复杂或异形元件的高质量贴装

高产出,快速换线,快速的新产品导入

工厂的软件集成

本白皮书从PCB板的元件贴装角度出发,描述ASM如何帮助客户轻松应对智能手机生产中的各种挑战,从而生产出高质量的智能手机产品。

3. ASM应对智能手机的解决方案

3.1 小元件,密间距的高速贴装

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 SIPLACE CP20P2贴装头全速的贴装0201(公制),03015,01005等小元件。

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a. 标配元件传感器,在元件的拾取和贴装操作之前和之后检测元件是否存在及其位置。

b. 元件相机单独检测吸嘴上元件的位置,同时不需要花费额外的时间。

c. 标配的贴片压力控制能够自动补偿拾取过程中的元件高度差和贴装过程中的PCB翘曲

d. 标配的真空传感器自动检测元件是否被正确拾取或贴装

SIPLACE 智能供料器

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a.  供料器和料车上的Omega曲线槽有助于在生产进行过程中安全更换供料器

b. 唯一的ID确保元件的精准分配,物料防呆变的非常简单

c. 程序下载时,自动设置元件间距,供料速度和其他功能

d. 按需自动供料,8mm料带自动学习元件步距

e. 接料后自动拾取补偿

f.  闭环控制路径测量确保取料位置的精度,无需对取料位置进行校准,即使对0201(公制)亦是如此。

g. 非接触数据和电力传输,使得供料器的安装和拆卸更容易

h. 多色状态显示灯用于指示供料器的状态

 SIPLACE 针对小元件贴装的功能设计           

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3.2 SIPLACE针对密间距的高质量贴装

a.    

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b .低压力贴装:贴装压力可以低至0.5N,甚至是完全的 0 N 贴装

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3.3 SIPLACE 针对复杂或异形元器件的高质量贴装

a.SIPLACE 数字影像系统有5~6层光线,通过形状和颜色,确保了快速可靠的元件识别 

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b.引脚的共线性检测:识别受损或弯曲的引脚,有助于在后续的焊接过程中避免焊接不良

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c.识别反白和侧立元件:

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e.检查引脚宽度,识别元件是否倾斜或者受损,有助于识别带引脚的二极管

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f.检查引脚长度可以确定元件引脚是否变形,还可以检测到元件是否倒装或旋转  

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g.复杂BGA结构的示教,100%锡球的测量

image.png               

h.OSC package 软件功能包 Package, 它包含许

 多实用的功能,举例如下:

3D 立体影像测量

3D Stereo Measurement

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特殊特征点识别

Pattern Feature Recognition

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自动检测加速度

Find Best acceleration

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自动亮度优化

Automatic Illumination Optimization 图片

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i.PCB板贴片前异物检测功能,使用PCB相机对用户指定的重要区域(比如贴片前后的BGA或屏蔽框下方)进行检测,确保没有异物掉落

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j.图案匹配功能用于具有非常微小的焊点的元件,当元件相机无法辨别这些焊点时,可在包含独特结构或者图案的较大区域内进行搜索和检测

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k.在POP贴装时,对有无蘸取flux进行检测

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l.易碎元件贴装时的检测           

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m.SIPLACE CPP/TH 贴装头有超强的贴装能力。

   CPP头采用收集贴装和拾取贴装两种贴装模式,可以贴装到50*40*15.5mm的元件,元件重量最高可达20g;

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TH头可以贴装到200*125*25mm的元件,元件重量最高可达160g

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3.4 SIPLACE 贴片机的高产出

a. SIPLACE TX 贴片机在贴装性能、单位面积产出和贴装精度等方面刷新了新的记录:

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b.创新的贴装模式,最大限度的提升产线利用率:

 image.png

- 同步模式下,两块PCB板同时传输到贴装位置,它们被当作一块普通的PCB板处理。当贴装区别很大的产品时,使用同步模式可以提高整线性能。

- 异步模式下,传输轨道上仅仅处理一片PCB板,同时,另外一片PCB板依次被传送到导轨的贴装位置,这会节约整体的传输时间,提升了整线性能,特别是降低了PCB的循环周期。

- 独立贴装模式,在这种贴装模式下,两个贴装头同时工作,两块PCB板彼此完全独立生产,进一步提升产能。

3.5 SIPLACE的快速换线和NPI

a. SIPLACE 创新的上料理念和支持热插拔的供料器为快速换线提供了丰富的选择:

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b.丰富的软件功能和硬件设计为快速换线扫清了障碍:

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c.专业的团队使快速换线得到了保障:

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3.6 工厂的软件集成

a. ASM Works软件套件:

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ASM将基于表面贴装设备、生产线和生产管理的模块化软件工具提供全面综合的解决方案。

- 定义产品,优化和生产线控制:

快速、无错地引入产品和生产线的最佳利用是产能最大化的关键。ASM标准软件使您轻松地编程,微调已编程的程序,然后找到产线的最佳平衡点。

- 生产监控和工艺控制:

为实现产能目标,持续的监控和检查生产设施非常重要。ASM软件包含定制的监控产品,以满足用户群体的需要。如果超出设备或生产的设定值,它们会立即发出警告。

- 上料验证和追溯系统:

上错料会导致一系列的错误,使用ASM软件可以帮您强制性地避免此类错误,确保高质量的生产。

b. ASM开放的软件端口:

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- 完全集成到ASM生产线和工厂软件解决方案中

- 流程和维护数据接口

- 开放的标准: IPC-HERMES-9852/IPC-CFX

- 通过ASM OIB连接MES

c. 丰富的智慧工厂和MES经验:    

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4. 总结

有了ASM的解决方案,电子制造商就可以快速高效地生产出品质优良的产品。让我们再次总结一下ASM公司如何帮助客户,解决在实际生产中的关注点和痛点,在SMT领域实现智能手机产品的高质量生产:

- 小元件,密间距的高速贴装,复杂或异形元件的高质量贴装 

- 高产出,快速换线,快速的新产品导入 

- 工厂的软件集成 

借助ASM先进的解决方案,我们已经为全球若干手机制造商提供了整体软硬件解决方案,包括华为, OPPO, vivo, Xiaomi, 传音, Foxconn, 蓝思, 立讯等顶级手机生产厂商。为推进全世界智能手机的发展,ASM已经而且正在贡献着自己的一份力量。

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