فارسی نمایش ها:0 نویسنده:ویرایشگر سایت زمان انتشار: 2024-08-23 اصل و نسب:سایت
فناوری Surface Mount (SMT) روشی است که در ساخت الکترونیک مورد استفاده قرار می گیرد که در آن قطعات مستقیماً روی سطح تابلوهای مدار چاپی (PCB) سوار می شوند. SMT به دلیل بهره وری ، مقرون به صرفه بودن و توانایی تولید دستگاههای الکترونیکی با کارایی بالا ، به فرایند تولید استاندارد در صنعت الکترونیک تبدیل شده است. در این مقاله ، روند تولید SMT را با جزئیات ، از جمله هر مرحله و اصطلاحات مرتبط ، بررسی خواهیم کرد.
قبل از غواصی به فرآیند تولید SMT ، درک برخی از اصطلاحات کلیدی مهم است:
PCB (برد مدار چاپی) : تخته ای که در الکترونیک برای پشتیبانی مکانیکی و اتصال الکتریکی به صورت الکترونیکی استفاده می شود.
SMD (دستگاه سطح سطح) : مؤلفه هایی که به گونه ای طراحی شده اند که مستقیماً روی سطح PCB ها نصب شوند.
خمیر لحیم کاری : ترکیبی از لحیم کاری پودر و شار که برای اتصال SMD به PCB استفاده می شود.
لحیم کاری Reflow : فرآیندی که در آن خمیر لحیم کاری به نقطه ذوب آن گرم می شود تا اتصالات الکتریکی و مکانیکی دائمی بین قطعات و PCB ایجاد شود.
AOI (بازرسی نوری خودکار) : یک فرآیند بازرسی بصری مبتنی بر دستگاه که از دوربین ها برای تشخیص نقص در PCB استفاده می کند.
AXI (بازرسی خودکار اشعه ایکس) : یک روش بازرسی با استفاده از اشعه ایکس برای بررسی اتصالات لحیم کاری و اتصالات پنهان در زیر اجزای.
SPI (بازرسی خمیر لحیم کاری) : فرآیند بررسی کیفیت برنامه رب لحیم کاری در PCB.
فرآیند تولید SMT از چندین مرحله تشکیل شده است که هر یک برای اطمینان از قرار دادن قابل اعتماد و لحیم کاری اجزای الکترونیکی بر روی PCB بسیار مهم است. در زیر یک نمای کلی از هر مرحله در فرآیند SMT آورده شده است.
اولین قدم در فرآیند تولید SMT استفاده از خمیر لحیم کاری برای PCB است. خمیر لحیم کاری ماده چسبنده ای است که از توپ های کوچک لحیم کاری مخلوط شده با شار ساخته شده است. این قسمت در مناطقی از PCB اعمال می شود که اجزای آن به طور معمول بر روی لنت های فلزی نصب می شود.
تراز استنسیل : یک استنسیل فلزی با برش های مربوط به مکان های پد لحیم روی PCB روی صفحه قرار می گیرد. استنسیل به عنوان ماسک عمل می کند تا اطمینان حاصل شود که خمیر لحیم فقط در مناطق مورد نظر اعمال می شود.
برنامه چسباندن : یک فشار یا ابزار مشابه ، خمیر لحیم کاری را در سراسر استنسیل پخش می کند و آن را از طریق دهانه ها بر روی PCB در زیر قرار می دهد. ضخامت و یکنواختی لایه خمیر برای اطمینان از ضمیمه و لحیم کاری مناسب مؤلفه بسیار مهم است.
حذف استنسیل : استنسیل با دقت برداشته می شود و خمیر لحیم کاری دقیقاً رسوب شده را روی لنت های PCB می گذارد.
کاربرد مناسب خمیر لحیم کاری بسیار مهم است زیرا کیفیت اتصالات لحیم کاری و قابلیت اطمینان کلی مونتاژ را تعیین می کند.
پس از استفاده از خمیر لحیم کاری ، مرحله بعدی بازرسی خمیر لحیم کاری (SPI) است . این مرحله برای اطمینان از اینکه خمیر لحیم به درستی روی PCB سپرده شده است ، بسیار حیاتی است.
بازرسی خودکار : دستگاه های SPI از دوربین و سنسورها برای اسکن PCB استفاده می کنند و حجم ، ارتفاع ، مساحت و موقعیت سپرده های خمیر لحیم را اندازه گیری می کنند.
کنترل کیفیت : داده های بازرسی برای تشخیص هرگونه نقص مانند خمیر کافی ، خمیر اضافی یا سپرده های نادرست مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. این نقص می تواند منجر به اتصالات لحیم کاری ضعیف ، جابجایی مؤلفه یا مدارهای کوتاه شود.
حلقه بازخورد : در صورت تشخیص نقص ، می توان تنظیماتی را در تنظیم چاپگر Solder Paste یا پارامترهای فرآیند برای اصلاح مسئله انجام داد. این حلقه بازخورد ، برنامه خمیر لحیم کاری با کیفیت بالا را تضمین می کند.
پس از بازرسی و تأیید خمیر لحیم ، مرحله بعدی نصب تراشه است که به عنوان قرار دادن مؤلفه نیز شناخته می شود.
آماده سازی مؤلفه : اجزای SMT یا SMD در قرقره ، سینی یا لوله ها تهیه می شوند و در دستگاه وانت و مکان تغذیه می شوند.
وانت و مکان : دستگاه وانت و مکان از بازوهای رباتیک مجهز به نازل های خلاء برای برداشتن قطعات از فیدرها و قرار دادن آنها بر روی لنت های لحیم کاری روی PCB استفاده می کند. دقت بالای دستگاه تضمین می کند که قطعات با توجه به طراحی PCB به طور دقیق قرار می گیرند.
تراز و قرارگیری : دستگاه از سیستم های بینایی و الگوریتم های تراز برای اطمینان از قرار دادن هر مؤلفه به درستی استفاده می کند. سرعت و صحت دستگاه های مدرن وانت و مکان امکان تولید با توان بالا را فراهم می کند.
نصب تراشه یک گام مهم است زیرا هرگونه سوء استفاده یا جابجایی می تواند منجر به تابلوهای معیوب شود که نیاز به کار مجدد یا خراش دادن دارند.
پس از قرار دادن خودکار قطعات ، اغلب نیاز به بازرسی بصری و قرار دادن برخی از اجزای با دست وجود دارد.
بازرسی بصری : اپراتورهای ماهر از نظر بصری تابلوها را بررسی می کنند تا اجزای نادرست ، قطعات مفقود شده یا هرگونه نقص آشکاری را که ماشین ها از دست داده اند ، بررسی کنند. این مرحله اغلب با استفاده از ابزارهای ذره بین یا میکروسکوپ انجام می شود.
قرار دادن مؤلفه دستی : برخی از مؤلفه ها ، به ویژه مواردی که غیر استاندارد ، بزرگ یا حساس هستند ، ممکن است نیاز به قرار دادن دستی داشته باشند. این می تواند شامل اتصالات ، ترانسفورماتورها یا اجزای عجیب و غریب باشد که ماشین های خودکار نمی توانند به طور مؤثر از عهده آن برآیند.
تنظیمات : اگر به نظر می رسد که اجزای موجود در جای خود نیستند یا از دست رفته اند ، اپراتورها می توانند به صورت دستی این مؤلفه ها را تنظیم یا اضافه کنند تا اطمینان حاصل شود که تمام قطعات قبل از لحیم کاری به درستی قرار گرفته اند.
این مرحله به اطمینان حاصل می شود که هرگونه خطای حاصل از فرآیند خودکار زود هنگام گرفتار می شود و باعث کاهش نقص بالقوه در محصول نهایی می شود.
هنگامی که تمام مؤلفه ها در جای خود قرار بگیرند ، مونتاژ PCB به سمت لحیم کاری باز می شود ، جایی که خمیر لحیم کاری ذوب می شود تا اتصالات الکتریکی و مکانیکی دائمی ایجاد شود.
منطقه پیش گرم : مونتاژ PCB به تدریج در فر بازتاب گرم می شود تا هرگونه رطوبت را از بین ببرد و تخته و اجزای آن را به دما درست زیر نقطه ذوب لحیم کاری برساند.
منطقه خیس : درجه حرارت برای فعال کردن شار در خمیر لحیم کاری ، که سطوح فلزی را تمیز می کند و آنها را برای لحیم کاری آماده می کند ، حفظ می شود.
منطقه بازتاب : دما به سرعت به بالای نقطه ذوب خمیر لحیم افزایش می یابد و باعث می شود توپ های لحیم کاری ذوب شوند و اتصالات لحیم کاری بین اجزای و لنت های PCB را تشکیل دهند.
منطقه خنک کننده : مونتاژ به آرامی خنک می شود تا اتصالات لحیم کاری را محکم کند و از اتصال مکانیکی و الکتریکی قوی اطمینان حاصل شود.
لحیم کاری Reflow بسیار مهم است زیرا کیفیت اتصالات لحیم کاری را تعیین می کند ، که بر عملکرد و قابلیت اطمینان دستگاه الکترونیکی نهایی تأثیر می گذارد.
پس از لحیم کاری ، مونتاژ تحت بازرسی نوری خودکار (AOI) قرار می گیرد تا هرگونه نقص در قرارگیری یا لحیم کاری اجزای را تشخیص دهد.
تصویربرداری با وضوح بالا : دستگاه های AOI از دوربین های با وضوح بالا برای ضبط تصاویر دقیق از مونتاژ PCB از زوایای متعدد استفاده می کنند.
تجزیه و تحلیل تصویر : دستگاه تصاویر ضبط شده را در برابر یک مرجع خوب شناخته شده مقایسه می کند ، و به دنبال انحراف مانند اجزای گمشده ، قطبیت نادرست ، پل های لحیم کاری یا مقبره (جایی که اجزای آن در یک انتها ایستاده اند) است.
تشخیص نقص : سیستم AOI هرگونه نقص برای بررسی را پرچم گذاری می کند. هیئت های دارای نقص شناسایی شده یا برای کار مجدد ارسال می شوند یا برای بازرسی بیشتر مشخص می شوند.
AOI با اطمینان از اینکه فقط تابلوهای بدون نقص به مرحله بعدی تولید ادامه می یابد ، به حفظ کیفیت بالا کمک می کند.
برای اجزای دارای اتصالات لحیم کاری پنهان ، مانند آرایه های شبکه توپ (BGA) ، برای بازرسی از کیفیت لحیم کاری ، یک بازرسی خودکار اشعه ایکس (AXI) لازم است.
تصویربرداری با اشعه ایکس : دستگاه های AXI از اشعه ایکس برای نفوذ به PCB و ایجاد تصاویری از اتصالات لحیم کاری پنهان در زیر اجزای استفاده می کنند.
تجزیه و تحلیل نقص : تصاویر اشعه ایکس برای بررسی نقص هایی از قبیل حفره ها ، پل های لحیم کاری یا پوشش لحیم کاری کافی که از طریق بازرسی نوری قابل مشاهده نیستند ، تجزیه و تحلیل می شوند.
تضمین کیفیت : تابلوهای دارای نقص بسته به شدت و امکان سنجی مجدد ، برای کار مجدد یا خراشیده شده پرچم گذاری می شوند.
AXI برای اطمینان از قابلیت اطمینان اجزای دارای اتصالات لحیم کاری پنهان ضروری است ، زیرا نقص کشف نشده می تواند منجر به خرابی دستگاه شود.
مرحله نهایی در فرآیند تولید SMT ، آزمایش درون مدار (ICT) یا یک آزمایش عملکردی برای اطمینان از اینکه مونتاژ PCB تمام مشخصات الکتریکی و عملکردی را برآورده می کند.
آزمایش درون مدار (ICT) : این آزمون اجزای جداگانه را در PCB مانند مقاومت ، خازن و ICS بررسی می کند تا اطمینان حاصل شود که آنها به درستی قرار داده شده و عملکرد دارند. فناوری اطلاعات و ارتباطات همچنین برای شورت ، باز و اتصالات لحیم کاری صحیح را بررسی می کند.
آزمایش عملکردی : در این تست ، PCB از آن استفاده می شود ، و عملکردهای خاص آزمایش می شوند تا اطمینان حاصل شود که صفحه همانطور که انتظار می رود عملکرد داشته باشد. آزمایش عملکردی شرایط عملیاتی واقعی را که PCB در کاربرد نهایی خود با آن روبرو خواهد شد ، شبیه سازی می کند.
شناسایی و کار مجدد نقص : در صورت شناسایی هرگونه نقص در هنگام آزمایش ICT یا آزمایش عملکردی ، هیئت مدیره برای کار مجدد ارسال می شود. این ممکن است شامل تعویض مؤلفه ها ، مجدداً یا تنظیم تنظیمات مونتاژ باشد.
فناوری اطلاعات و ارتباطات و آزمایشات عملکردی آخرین اقدامات برای اطمینان از کیفیت و عملکرد محصول نهایی است و خطر ابتلا به محصولات معیوب به مشتری را به حداقل می رساند.
فرآیند تولید SMT شامل چندین مرحله دقیق ، از چاپ خمیر لحیم کاری گرفته تا آزمایش عملکردی نهایی است. هر مرحله برای اطمینان از کیفیت ، قابلیت اطمینان و عملکرد محصول نهایی الکترونیکی بسیار مهم است. با درک جزئیات هر مرحله در فرآیند SMT ، تولید کنندگان می توانند الکترونیک با کیفیت بالا تولید کنند که مطابق با استانداردهای خواستار امروز باشد.
