نشر الوقت: 2024-08-23 المنشأ: محرر الموقع
تقنية Mount Surface (SMT) هي طريقة تستخدم في تصنيع الإلكترونيات حيث يتم تثبيت المكونات مباشرة على سطح لوحات الدوائر المطبوعة (PCBS). أصبحت SMT عملية التصنيع القياسية في صناعة الإلكترونيات بسبب كفاءتها وفعالية التكلفة والقدرة على إنتاج أجهزة إلكترونية مضغوطة وعالية الأداء. في هذه المقالة ، سوف نستكشف عملية تصنيع SMT بالتفصيل ، بما في ذلك كل خطوة وشروط ذات صلة.
قبل الغوص في عملية تصنيع SMT ، من المهم فهم بعض المصطلحات الرئيسية:
ثنائي الفينيل متعدد الكلور (لوحة الدوائر المطبوعة) : لوحة تستخدم في الإلكترونيات لدعم المكونات الإلكترونية وتوصيلها كهربائيًا.
SMD (جهاز سطح السطح) : المكونات المصممة لتركيبها مباشرة على سطح مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
معجون اللحام : مزيج من اللحام المسحوق والتدفق المستخدمة لتوصيل SMDs بـ PCBS.
تنحرف لحام : عملية يتم فيها تسخين معجون اللحام إلى نقطة الانصهار لإنشاء اتصالات كهربائية وميكانيكية دائمة بين المكونات و PCB.
AOI (الفحص البصري الآلي) : عملية فحص بصري تستند إلى الجهاز تستخدم الكاميرات لاكتشاف العيوب في مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
AXI (فحص الأشعة السينية الآلية) : طريقة تفتيش باستخدام الأشعة السينية للتحقق من مفاصل اللحام والاتصالات المخفية تحت المكونات.
SPI (فحص معجون لحام) : عملية التحقق من جودة تطبيق معجون لحام على ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
تتكون عملية تصنيع SMT من عدة خطوات ، كلها ضرورية لضمان الموضع واللحام الموثوق للمكونات الإلكترونية على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. فيما يلي نظرة عامة مفصلة لكل خطوة في عملية SMT.
الخطوة الأولى في عملية تصنيع SMT هي تطبيق معجون اللحام على PCB. معجون اللحام عبارة عن مادة لزجة مصنوعة من كرات لحام صغيرة مختلطة مع التدفق. يتم تطبيقه على مناطق PCB حيث سيتم تركيب المكونات ، وعادة ما على وسادات معدنية.
محاذاة الاستنسل : يتم وضع استنسل معدني مع قواطع تقابل مواقع وسادة اللحام على ثنائي الفينيل متعدد الكلور فوق اللوحة. يعمل الاستنسل كقناع لضمان تطبيق معجون اللحام فقط على المناطق المطلوبة.
تطبيق لصق : يقوم الممسحة أو الأداة المماثلة بنشر معجون اللحام عبر الاستنسل ، مما يجبره عبر الفتحات على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. تعتبر سمك وتوحيد طبقة العجينة أمرًا بالغ الأهمية لضمان ارتباط المكون المناسب واللحام.
إزالة الاستنسل : يتم رفع الاستنسل بعناية ، تاركًا معجون اللحام المودع بدقة على منصات ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
يعد تطبيق معجون اللحام الصحيح أمرًا بالغ الأهمية لأنه يحدد جودة مفاصل اللحام وموثوقية التجميع الشاملة.
بعد تطبيق معجون اللحام ، فإن الخطوة التالية هي فحص معجون اللحام (SPI) . هذه الخطوة أمر حيوي لضمان إيداع معجون اللحام بشكل صحيح على PCB.
التفتيش الآلي : تستخدم آلات SPI الكاميرات وأجهزة الاستشعار لمسح PCB وقياس مستوى الصوت والارتفاع والمساحة وموضع ودائع معجون اللحام.
مراقبة الجودة : يتم تحليل بيانات التفتيش لاكتشاف أي عيوب ، مثل العجينة غير الكافية أو المعجون الزائد أو الرواسب غير المحسوبة. يمكن أن تؤدي هذه العيوب إلى ضعف مفاصل اللحام أو سوء فهم المكونات أو الدوائر القصيرة.
حلقة التغذية المرتدة : إذا تم اكتشاف العيوب ، فيمكن إجراء تعديلات على إعداد طابعة لحام أو معلمات المعالجة لتصحيح المشكلة. هذه حلقة التغذية المرتدة تضمن تطبيق معجون لحام عالي الجودة.
بمجرد فحص معجون اللحام والتحقق منه ، فإن الخطوة التالية هي تصاعد الرقائق ، والمعروفة أيضًا باسم وضع المكون.
إعداد المكون : يتم توفير مكونات SMT ، أو SMDs ، في بكرات أو صواني أو أنابيب وتغذيتها في آلة الالتقاط.
Pick-and-place : تستخدم آلة الالتقاط والمكان الأسلحة الآلية المزودة بفوهات فراغ لالتقاط المكونات من المغذيات ووضعها على وسادات اللحام على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. تضمن الدقة العالية للجهاز أن يتم وضع المكونات بدقة وفقًا لتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
المحاذاة والموضع : يستخدم الماكينة أنظمة الرؤية وخوارزميات المحاذاة لضمان وضع كل مكون بشكل صحيح. تتيح سرعة ودقة آلات الاختيار الحديثة للإنتاج عالي الإنتاجية.
يعد تصاعد الرقائق خطوة حرجة لأن أي اختلال أو خاطئ يمكن أن يؤدي إلى لوحات معيبة تتطلب إعادة صياغة مكلفة أو إلغاء.
بعد وضع المكونات الآلية للمكونات ، غالبًا ما تكون هناك حاجة لفحص بصري ووضع بعض المكونات باليد.
التفتيش البصري : يفحص المشغلون الماهرون بصريًا المجالس للتحقق من المكونات غير المحسّنة أو الأجزاء المفقودة أو أي عيوب واضحة قد تكون قد فاتتها الآلات. غالبًا ما تتم هذه الخطوة باستخدام أدوات مكبرة أو المجاهر.
وضع المكون اليدوي : قد تحتاج بعض المكونات ، وخاصة تلك التي هي غير قياسية أو كبيرة أو حساسة ، إلى وضعها يدويًا. يمكن أن يشمل ذلك الموصلات أو المحولات أو المكونات الفردية التي لا يمكن للآلات الآلية التعامل معها بفعالية.
التعديلات : إذا تم العثور على المكونات في غير مكانها أو مفقودة ، يمكن للمشغلين ضبط هذه المكونات أو إضافة هذه المكونات يدويًا لضمان وضع جميع الأجزاء بشكل صحيح قبل اللحام.
تساعد هذه الخطوة على ضمان أن يتم اكتشاف أي أخطاء من العملية الآلية مبكرًا ، مما يقلل من العيوب المحتملة في المنتج النهائي.
بمجرد أن تكون جميع المكونات في مكانها ، تنتقل مجموعة ثنائي الفينيل متعدد الكلور إلى تنحرف لحام ، حيث يتم ذوبان معجون اللحام لتشكيل اتصالات كهربائية وميكانيكية دائمة.
منطقة التسخين : يتم تسخين مجموعة ثنائي الفينيل متعدد الكلور تدريجياً في فرن التراجع لإزالة أي رطوبة وإحضار اللوحة والمكونات إلى درجة حرارة أسفل نقطة ذوبان اللحام.
منطقة نقع : يتم الحفاظ على درجة الحرارة لتنشيط التدفق في معجون اللحام ، الذي ينظف الأسطح المعدنية ويعدها لحام.
منطقة التراجع : يتم زيادة درجة الحرارة بسرعة إلى أعلى نقطة انصهار معجون لحام ، مما تسبب في تذوب كرات اللحام وتشكل مفاصل لحام بين المكونات ومنصات PCB.
منطقة التبريد : يتم تبريد التجميع ببطء لتوطيد مفاصل اللحام ، مما يضمن اتصال ميكانيكي وكهربائي قوي.
يعتبر لحام التراجع أمرًا بالغ الأهمية لأنه يحدد جودة مفاصل اللحام ، مما يؤثر على أداء وموثوقية الجهاز الإلكتروني النهائي.
بعد الانتعاش لحام ، تخضع التجميع للتفتيش الضوئي الآلي (AOI) لاكتشاف أي عيوب في وضع المكونات أو لحام المكونات.
التصوير عالي الدقة : تستخدم آلات AOI كاميرات عالية الدقة لالتقاط صور مفصلة لتجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور من زوايا متعددة.
تحليل الصور : يقارن الجهاز الصور الملتقطة مع مرجع جيد معروف ، يبحث عن انحرافات مثل المكونات المفقودة أو القطبية غير الصحيحة أو جسور اللحام أو القبور (حيث تقف المكونات على طرف واحد).
اكتشاف العيوب : يعلن نظام AOI أي عيوب للمراجعة. يتم إرسال لوحات مع عيوب مكتشفة إما لإعادة صياغة أو وضع علامة لمزيد من التفتيش.
يساعد AOI في الحفاظ على جودة عالية من خلال ضمان أن اللوحات الخالية من العيوب فقط تنتقل إلى المرحلة التالية من الإنتاج.
بالنسبة للمكونات ذات مفاصل اللحام المخفية ، مثل صفائف شبكة الكرة (BGAs) ، يلزم فحص الأشعة السينية الآلية (AXI) لفحص جودة اللحام.
تصوير الأشعة السينية : تستخدم آلات AXI الأشعة السينية لاختراق PCB وإنشاء صور لمفاصل اللحام المخفية أسفل المكونات.
تحليل العيوب : يتم تحليل صور الأشعة السينية للتحقق من وجود عيوب مثل الفراغات ، أو جسور اللحام ، أو تغطية لحام غير كافية ، والتي لا تكون مرئية من خلال الفحص البصري.
ضمان الجودة : يتم وضع علامة على لوحات مع عيوب لإعادة صياغة أو إلغاء ، اعتمادًا على شدة الجدوى وإعادة صياغة.
تعد AXI ضرورية لضمان موثوقية المكونات ذات مفاصل اللحام المخفية ، حيث يمكن أن تؤدي العيوب غير المكتشفة إلى فشل الجهاز.
الخطوة الأخيرة في عملية تصنيع SMT هي اختبار الدائرة (ICT) أو اختبار وظيفي للتأكد من أن مجموعة PCB تلبي جميع المواصفات الكهربائية والوظيفية.
اختبار الدائرة (ICT) : يتحقق هذا الاختبار من المكونات الفردية على ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، مثل المقاومات والمكثفات و ICS ، لضمان وضعها بشكل صحيح وعملها. تقوم تكنولوجيا المعلومات والاتصالات أيضًا بالتحقق من السراويل القصيرة ، والفتح ، واتصالات اللحام الصحيحة.
الاختبار الوظيفي : في هذا الاختبار ، يتم تشغيل PCB ، ويتم اختبار وظائف محددة لضمان أداء اللوحة كما هو متوقع. يحاكي الاختبار الوظيفي شروط التشغيل الفعلية التي سيواجهها ثنائي الفينيل متعدد الكلور في تطبيقه النهائي.
تحديد العيوب وإعادة صياغته : إذا تم تحديد أي عيوب أثناء اختبار تكنولوجيا المعلومات والاتصالات أو اختبار وظيفي ، يتم إرسال اللوحة مرة أخرى لإعادة صياغة. قد ينطوي ذلك على استبدال المكونات أو إعادة نقل أو ضبط إعدادات التجميع.
تعد تكنولوجيا المعلومات والاتصالات والاختبار الوظيفي الخطوات الأخيرة لضمان جودة المنتج النهائي ووظائفه ، مما يقلل من خطر الوصول إلى المنتجات المعيبة للعميل.
تتضمن عملية تصنيع SMT عدة خطوات دقيقة ، من طباعة معجون لحام إلى الاختبار الوظيفي النهائي. كل خطوة أمر بالغ الأهمية لضمان جودة وموثوقية وأداء المنتج الإلكتروني النهائي. من خلال فهم تفاصيل كل خطوة في عملية SMT ، يمكن للمصنعين إنتاج إلكترونيات عالية الجودة تلبي المعايير الصعبة اليوم.