التطبيقات والاتجاهات المستقبلية لتكنولوجيا الجلوس السطحي (SMT) في تصنيع PCB
مقدمة
لقد غيرت تكنولوجيا تركيب السطح (SMT) ، باعتبارها العملية الأساسية للتصنيع الإلكتروني الحديث ، تمامًا قيود تكنولوجيا تركيب الثقب التقليدية (THT).عن طريق تركيب المكونات الإلكترونية مباشرة دون خطوط أو مع خطوط قصيرة على سطح لوحات الدوائر المطبوعة (PCBS)، SMT يحقق الكثافة العالية، والأداء العالي وتصغير المنتجات الإلكترونية.هذه المقالة سوف تحلل بشكل شامل تطبيق SMT في تصنيع PCB من جوانب مثل تدفق العملية، والمزايا التقنية والتحديات والاتجاهات المستقبلية.
I. العملية التكنولوجية لـ SMT PCB
تتضمن العملية الأساسية لـ SMT خطوات مثل إعداد المواد ، وطبع معجون اللحام ، وتثبيت المكونات ، واللحام التدريجي والتفتيش والإصلاح ،والتي يمكن تقسيمها على وجه التحديد إلى الروابط الرئيسية التالية:
معجون لحام مطبع بالشاشة
استخدم شبكة فولاذية وآلة طباعة شاشة لطباعة معجون اللحام بدقة على لوحات الـ PCB. يؤثر توحيد معجون اللحام بشكل مباشر على جودة اللحام.من الضروري ضمان عدم تفويت الطباعة أو الالتصاق من خلال الفحص البصري (SPI) 136.
تركيب المكونات
يضع آلة وضع تكنولوجيا التثبيت السطحي (SMT) مكونات التثبيت السطحي (SMD) في وضع معجون اللحام من خلال نظام رؤية عالي الدقة والذراع الميكانيكية.لألواح مزدوجة الجانب، من الضروري التمييز بين الجانبين A و B ، ويمكن استخدام معجونات لحام مختلفة نقطة الذوبان أو لاصقات حمراء للتثبيت 35.
لحام إعادة التدفق
في فرن اللحام بإعادة التدفق ، تشكل معجون اللحام مفاصل اللحام بعد التسخين المسبق والذوبان والتبريد.التحكم الدقيق في منحنى درجة الحرارة هو مفتاح لتجنب اللحام الخاطئ أو تلف الحرارة للمكونات. 68
التفتيش والإصلاح
يتم فحص جودة اللحام عن طريق الفحص البصري التلقائي (AOI) ، فحص الأشعة السينية ، إلخ ، ويتم إصلاح نقاط اللحام المعيبة.لا تزال الدوائر المعقدة تتطلب اختبارات وظيفية لضمان الموثوقية 68.
بالنسبة لعملية التجميع المختلطة (SMT جنبا إلى جنب مع مكونات الثقب) ، يجب الجمع بين لحام الموجة أو الحرار اليدوي ، مثل تركيب السطح أولاً ثم الثقب ،أو مزيج من لحام إعادة التدفق ذو الجانبين وحام الموجة. 69
المزايا التقنية لـ SMT
تستفيد شعبية SMT من مزاياها الشاملة في العديد من الجوانب:
التصغير والكثافة العالية
حجم مكونات SMD أقل بنسبة 60٪ من مكونات الثقب ، ويتم تقليل وزنها بنسبة 75٪ ، مما يزيد بشكل كبير من كثافة توجيه PCB.أنها تدعم التثبيت من جانبين وتقلل من الحاجة إلى الحفر 2410.
خصائص وموثوقية الترددات العالية
تصميم الرصاص القصير يقلل من الحثية الطفيلية والقدرة، ويحسن كفاءة نقل الإشارة.أداء مكافحة الاهتزاز قوي، ويتم تمديد متوسط الوقت بين الفشل (MTBF) بشكل ملحوظ بنسبة 27.
التكلفة والفائدة
تقليل عدد طبقات و مساحة PCB لتخفيض تكاليف المواد و النقل. إن الإنتاج الآلي يقلل من المدخلات البشرية ، و يمكن خفض التكلفة الشاملة بنسبة 30٪ إلى 50٪410.
كفاءة التصنيع
العملية الآلية بالكامل (مثل آلة التنسيق التي تتكيف مع مكونات متعددة) تقصير وقت إعداد الإنتاج وتدعم إنتاج عالية الكفاءة بكميات كبيرة.
التحديات التي تواجه SMT
على الرغم من مزاياها الكبيرة، لا يزال لدى SMT القيود التقنية التالية:
تحمل الإجهاد الميكانيكي
حجم مفصل اللحام صغير نسبيًا وهو عرضة للفشل في بيئات الاندفاع والانفصال المتكرر أو الاهتزازات القوية.من الضروري لتعزيز الاتصال 710 جنبا إلى جنب مع تكنولوجيا ثقب من خلال.
القيود المفروضة على الطاقة العالية وتبديد الحرارة
المكونات ذات الطاقة العالية (مثل المحولات) لديها متطلبات عالية لتبديد الحرارة وعادة ما تحتاج إلى استخدام تصاميم ثقوب في مزيج ، مما يزيد من تعقيد العملية بنسبة 79.
تعقيد المعالجة
متطلبات دقة محاذاة الطبقات المتعددة لـ PCBS متعددة الطبقات مرتفعة. إذا حدث انحراف المحاذاة ، فقد يؤدي ذلك إلى تحويل المكونات وزيادة معدل إعادة العمل بنسبة 9٪.
الاتجاهات التنموية المستقبلية
تكامل أكبر وتصغير
مع شعبية حزم 01005 ومكونات أصغر حتى، سوف تدفع SMT مزيد من مصغر المنتجات الإلكترونية،في حين تناول تحديات طباعة معجون اللحام ودقة التثبيت 810.
تقنية الكشف الذكية
الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي سيزيد من قدرة أنظمة AOI على التعرف على العيوب ، والحد من التدخل اليدوي ، وتحسين كفاءة الكشف.
تقنية التصنيع الهجينة
يمكن أن يلبي مزيج SMT وتكنولوجيا الثقب والطباعة ثلاثية الأبعاد متطلبات الهياكل المعقدة عالية الطاقة ،مثل تصميم لوحات الدوائر الهجينة في الإلكترونيات السيارات 79.
التصنيع الأخضر
ويعمل الترويج لعمليات اللحام الخالية من الرصاص والحرارة المنخفضة على تلبية متطلبات حماية البيئة مع خفض استهلاك الطاقة بنسبة 8%.
الاستنتاج
أصبحت تكنولوجيا SMT ، بفائدتها العالية والموثوقية العالية ومزايا التكلفة ، حجر الزاوية لصناعة التصنيع الإلكتروني.على الرغم من التحديات مثل القوة الميكانيكية وتبديد الحرارة، سوف تستمر SMT في قيادة المنتجات الإلكترونية نحو أداء أعلى وحجم أصغر من خلال الابتكار التكنولوجيالذكاء والخضرة ستكون اتجاهات تطورها الأساسية، وتوفير الدعم التقني الرئيسي للمجالات الناشئة مثل الجيل الخامس وإنترنت الأشياء.
