التحليل والنقاط الرئيسية لتكنولوجيا تركيب رقاقة SMT

تُعد عملية التجميع بتقنية التركيب السطحي (SMT) عملية أساسية في التصنيع الإلكتروني الحديث، مما يتيح التوصيل الفعال والدقيق بين المكونات ولوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) من خلال تقنية التركيب السطحي، مما يعزز موثوقية المنتج وكفاءة الإنتاج بشكل كبير. في بداية هذا الفصل، نتناول أولاً تحليل التقنيات الأساسية لتقنية التثبيت السطحي (SMT). تحقق تقنية التركيب السطحي (SMT) التوصيلات الكهربائية عن طريق تركيب المكونات الإلكترونية مباشرة على سطح لوحة الدوائر المطبوعة (PCB). ويعتمد مبدأها الأساسي على التموضع الدقيق والتحكم الديناميكي الحراري. وعلى عكس تقنية التركيب من خلال الفتحات التقليدية، تستخدم SMT معجون اللحام كوسيط، حيث يتم تطبيق اللحام بدقة على الوسادات عبر طابعة معجون اللحام، ثم استخدام نظام التعرف البصري لآلة الالتقاط والموضع لتحقيق تحديد موضع المكونات على مستوى الميكرون. أثناء عملية اللحام، يتحكم فرن إعادة التدفق بدقة في ملف تعريف درجة الحرارة، مما يجعل معجون اللحام يمر بأربع مراحل: التسخين المسبق، ودرجة الحرارة الثابتة، وإعادة التدفق، والتبريد. لا تكتمل منتجات Nectec الخاصة بنا فحسب، بل تدعم كامل المراحل الأربع المذكورة أعلاه. يتيح تأثير التوتر السطحي المحاذاة الذاتية والتوصيل بين خيوط المكونات والوسادات. ويكمن مفتاح هذه التقنية في الخصائص الريولوجية لعجينة اللحام وخوارزميات تعويض دقة الموضع والتحكم في توازن التوصيل الحراري. وتضمن هذه العناصر مجتمعةً موثوقية التجميع الإلكتروني عالي الكثافة والمصغّر، مما يضع الأساس لمراقبة الجودة في تدفقات العمليات اللاحقة. بعد ذلك، نناقش بعد ذلك عملية تصنيع تقنية SMT. يتألف تدفق عملية SMT (تقنية التثبيت السطحي)، باعتبارها مكونًا أساسيًا في التصنيع الإلكتروني، عادةً من أربع مراحل رئيسية: طباعة عجينة اللحام، ووضع المكونات، وإعادة لحام التدفق، والفحص

لا تكتمل منتجات Nectec الخاصة بنا فحسب، بل تدعم كامل المراحل الأربع المذكورة أعلاه. يتيح تأثير التوتر السطحي المحاذاة الذاتية والتوصيل بين خيوط المكونات والوسادات. ويكمن مفتاح هذه التقنية في الخصائص الريولوجية لعجينة اللحام وخوارزميات تعويض دقة الموضع والتحكم في توازن التوصيل الحراري. وتضمن هذه العناصر مجتمعةً موثوقية التجميع الإلكتروني عالي الكثافة والمصغّر، مما يضع الأساس لمراقبة الجودة في تدفقات العمليات اللاحقة. بعد ذلك، نناقش بعد ذلك عملية تصنيع تقنية SMT. يتألف تدفق عملية SMT (تقنية التثبيت السطحي)، باعتبارها مكونًا أساسيًا في التصنيع الإلكتروني، عادةً من أربع مراحل رئيسية: طباعة معجون اللحام، ووضع المكونات، وإعادة لحام التدفق، والفحص.

أولاً، تقوم ماكينات طباعة الشاشة عالية الدقة بتطبيق معجون اللحام بشكل موحد على وسادات ثنائي الفينيل متعدد الكلور. بعد ذلك، يتم استخدام نظام تحديد المواقع بالرؤية لوضع المكونات بدقة، حيث تلتقط ماكينات الالتقاط والمكان المكونات عبر الفوهات وتضعها بسرعة عالية وفقًا لإحداثيات محددة مسبقًا. أثناء مرحلة إعادة اللحام بإعادة التدفق، يتم تسخين لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور وفقًا لمنحنى التحكم في درجة الحرارة لإذابة معجون اللحام وتشكيل وصلات لحام موثوقة. يؤثر التحكم في التدرج في درجة الحرارة في منطقة التسخين المسبق ومنطقة درجة الحرارة الثابتة ومنطقة إعادة التدفق ومنطقة التبريد بشكل مباشر على جودة اللحام. في نهاية العملية، تعمل ماكينة فحص البطارية NX-B من Nectec كأحد الأمثلة على إظهار وظيفة AOI المتميزة لإجراء فحص كامل لمورفولوجية وصلة اللحام وعيوب المحاذاة الخاطئة للمكونات. وتجمع بعض خطوط الإنتاج أيضًا بين الفحص بالأشعة السينية للكشف عن وصلات اللحام المخفية مثل وصلات BGA. ومع تغلغل تكنولوجيا التصنيع الذكي، يتم توصيل أنظمة MES بالمعدات لتمكين المراقبة في الوقت الحقيقي لمعلمات العملية، مما يزيد من تحسين إنتاجية الإنتاج واستقرار العملية. بعد ذلك، نود مناقشة بعض النقاط الرئيسية للتحكم في معلمات لحام إعادة التدفق. في تجميع SMT، تؤثر معلمات عملية مرحلة لحام إعادة التدفق تأثيرًا مباشرًا على جودة اللحام وموثوقية المنتج. يجب أن يكون منحنى درجة الحرارة، كعنصر تحكم أساسي، مقسمًا بدقة إلى مناطق التسخين المسبق ودرجة الحرارة الثابتة وإعادة التدفق والتبريد. وبفضل ماكينة إعادة لحام إعادة التدفق RO-8840 من Nectec، فهي تدعم مساحة وفيرة لمكونات الرقاقة لتخوض هذه المناطق بأمان. يجب ضبط تدرجات درجة الحرارة والنوافذ الزمنية لكل مرحلة بشكل ديناميكي بناءً على مادة ركيزة ثنائي الفينيل متعدد الكلور وخصائص معجون اللحام وحدود درجة حرارة المكونات.

أثناء مرحلة التسخين المسبق، يجب تجنب الزيادات السريعة في درجة الحرارة التي يمكن أن تؤدي إلى تراكم الإجهاد الحراري، وعادةً ما يتم التحكم فيها عند 1.5-3 درجات مئوية/ثانية. يجب أن تضمن منطقة درجة الحرارة الثابتة تنشيط التدفق بالكامل وإزالة الأكاسيد؛ قد يتسبب وقت المكوث المفرط في حدوث أكسدة اللحام. يجب أن تكون درجة حرارة الذروة في منطقة إعادة التدفق أعلى من 20-30 درجة مئوية فوق نقطة انصهار عجينة اللحام، ولكن يجب تجنب مخاطر التلف الحراري للمكونات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يقلل التحكم المنسق في سرعة السلسلة وتركيز النيتروجين وكثافة الحمل الحراري للهواء الساخن بشكل كبير من فراغات وصلة اللحام وضعف الترطيب. من خلال مراقبة منحنى درجة حرارة الفرن في الوقت الحقيقي وتحليل بيانات مراقبة الأداء الحراري، يمكن إنشاء آلية تغذية مرتدة ذات حلقة مغلقة لضمان استقرار المعلمة واتساق العملية. أخيرًا وليس آخرًا، تتقدم تكنولوجيا SMT بسرعة. فمع التكامل العميق بين الصناعة 4.0 والتصنيع الذكي، يعمل تجميع SMT على تسريع تطوره نحو الرقمنة والمرونة. من خلال تقنيات إنترنت الأشياء الصناعية (IIoT) وتقنيات تحليل البيانات الضخمة، تحقق خطوط الإنتاج التجميع في الوقت الفعلي والتحسين الديناميكي لحالة المعدات ومعلمات العملية ومعلومات المواد. على سبيل المثال، يمكن لنماذج التنبؤ بالعيوب المستندة إلى خوارزميات الذكاء الاصطناعي تحديد أخطاء اللحام غير المتوافقة أو أخطاء قطبية المكونات مسبقًا، مما يقلل بشكل كبير من معدلات إعادة العمل. لقد أدى إدخال تقنية التوأم الرقمي إلى تجاوز القيود المادية في محاكاة العمليات وتحسين المعلمات. خاصة في سيناريوهات التجميع عالية الكثافة التي تتضمن 01005 من المكونات الدقيقة أو تقنية الرقاقة المقلوبة، يمكن استخدام التصحيح الافتراضي للتحقق بسرعة من صحة خطط الإنتاج. لا يؤدي التطبيق التعاوني للروبوتات التعاونية (Cobots) وأنظمة الرؤية الذكية إلى تحسين دقة فحص الهيئة العربية للتصنيع فحسب، بل يحقق أيضًا إدارة متكاملة ذات حلقة مغلقة لاستبدال علبة المواد تلقائيًا والاستجابة للشذوذ.

بالإضافة إلى ذلك، تستوعب أنظمة التصنيع المرنة (FMS) أصناف المنتجات المتنوعة ومتطلبات الإنتاج على دفعات صغيرة من خلال التصميم المعياري، مما يوفر دعمًا مرنًا لتكرار الإلكترونيات الاستهلاكية واحتياجات تخصيص إلكترونيات السيارات. كما يضمن دمج اتصالات الجيل الخامس 5G والحوسبة المتطورة مزيدًا من التغذية الراجعة في الوقت الفعلي على مستوى أجزاء من الثانية للتحكم في حركة الماكينة عالية الدقة في الالتقاط والمكان ومنحنيات درجة الحرارة، مما يؤدي إلى تحقيق اختراقات مستمرة في معالجة SMT نحو اتجاهات ذكية ومستدامة