آیا SPI برای خط SMT شما ضروری است؟ وقتی می توانید از آن بگذرید

بازرسی خمیر لحیم کاری (SPI) بخش مهمی از مونتاژ مدرن سطحی فناوری (SMT) است. با این حال، مواردی وجود دارد که ممکن است SPI ضروری نباشد. چه به دلیل حجم کم تولید، طرح های ساده یا فرآیندهای تولید خاص، برخی از سناریوها می توانند این مرحله بازرسی خودکار را دور بزنند. این مقاله به بررسی شرایطی می‌پردازد که در آن SPI ممکن است مورد نیاز نباشد و معاوضه‌هایی که با نادیده گرفتن آن به وجود می‌آیند.

1. نمونه سازی با حجم بسیار کم و مونتاژ دستی

1.1. نمونه سازی دستی با لحیم کاری دستی

در نمونه سازی کم حجم، که اغلب در تولید یک بار یا دسته کوچک استفاده می شود، خمیر لحیم کاری به صورت دستی با استفاده از سرنگ یا شابلون های کوچک اعمال می شود. پس از اعمال خمیر، از لحیم کاری دستی یا جریان مجدد فاز بخار برای ایجاد محصول نهایی استفاده می شود. اپراتورها می توانند برنامه خمیر را در زمان واقعی نظارت و تنظیم کنند و هر گونه ناسازگاری را فوراً اصلاح کنند. این نظارت مستقیم نیاز به SPI خودکار را که معمولاً برای مدیریت تغییرپذیری در چاپ با سرعت بالا و تیراژ بالا استفاده می‌شود، از بین می‌برد. برای نمونه سازی، که در آن حجم خمیر کوچکتر و تغییرات کمتر مهم است، مداخله دستی معمولاً کافی است.

1.2. تک تخته یا سرگرمی اجرا می شود

برای علاقمندان، سازندگان یا تیم های مهندسی کوچکی که کمتر از 10 برد تولید می کنند، SPI خودکار اغلب مقرون به صرفه یا ضروری نیست. این اجراها معمولاً شامل قرار دادن دستی اجزا بر روی تخته ها با خمیر چاپ شده یا توزیع شده به صورت دستی است. بررسی های بصری تحت بزرگنمایی، همراه با تست عملکرد، معمولا برای اطمینان از صحت مونتاژ کافی است. در این موارد، زمان و هزینه مورد نیاز برای راه‌اندازی و نگهداری سیستم‌های SPI می‌تواند بسیار بیشتر از مزایای آن باشد، به‌ویژه هنگام کار با طرح‌های ساده.

1.3. پیامدهای هزینه در سناریوهای کم حجم

راه اندازی و برنامه نویسی یک سیستم SPI نیاز به زمان و سرمایه گذاری قابل توجهی دارد. این اغلب برای اجراهای با حجم بالا قابل توجیه است، جایی که مزایای بازرسی خودکار در طول زمان نتیجه می دهد. با این حال، در اجراهای کمتر از 50 برد، هزینه‌های ثابت سیستم‌های SPI بیشتر از صرفه‌جویی بالقوه ناشی از نقص‌های کمتر است. بدون SPI، اپراتورها می‌توانند چرخه‌های نمونه‌سازی را تسریع کنند و هزینه‌ها را کاهش دهند، که به‌ویژه هنگام تکرار سریع طرح‌ها در مراحل تحقیق و توسعه حیاتی است.

2. تابلوهای تکنولوژی غالب یا ترکیبی از طریق سوراخ

2.1. مجموعه های خالص از طریق سوراخ

تخته هایی که فقط به اجزای سوراخ دار متکی هستند به هیچ وجه به خمیر لحیم کاری نیاز ندارند. در عوض، اجزا در سوراخ‌های آبکاری شده وارد می‌شوند و لحیم کاری از طریق لحیم کاری موجی یا لحیم کاری دستی اعمال می‌شود. از آنجایی که فرآیند چاپ خمیری وجود ندارد، نیازی به SPI برای بررسی حجم خمیر یا تراز آن نیست. این نوع تخته ها اغلب در طرح های قدیمی یا در کاربردهای پرقدرت یافت می شوند که قابلیت اطمینان اتصالات لحیم کاری به دقت خمیر وابسته نیست.

2.2. تابلوهای هیبریدی با محتوای حداقل SMT

برای تخته‌های هیبریدی که فناوری نصب از طریق سوراخ و روی سطح (SMT) را ترکیب می‌کنند، که در آن تنها چند جزء SMT استفاده می‌شود، روش‌های توزیع دستی خمیر یا پین در خمیر ممکن است کافی باشد. این طرح ها دارای تراکم اجزای کم هستند و خطر ایجاد پل زدن یا خمیر ناکافی را به حداقل می رساند. اپراتورها می توانند به صورت بصری چسب روی چند پد SMT را قبل از قرار دادن اجزا بررسی کنند و SPI را غیر ضروری می کنند.

2.3. طرح‌های قدیمی بدون اجزای دقیق

طرح‌های قدیمی‌تری که از بسته‌های بزرگ‌تر (مانند SOIC، 1206 و اجزای بزرگ‌تر) با فواصل پد وسیع‌تر استفاده می‌کنند، اغلب در مورد حجم و هم‌ترازی خمیر، بخشنده‌تر هستند. این طرح‌بندی‌های قوی به ندرت دچار نقص‌های مربوط به چاپ می‌شوند، حتی زمانی که به صورت دستی مونتاژ شوند. در چنین مواردی، خطر خطاهای ناشی از چاپ خمیری حداقل است، بنابراین SPI حتی در تولیدات کم حجم ضروری نیست.

3. فرآیندهای لحیم کاری بدون جریان

3.1. لحیم کاری موج برای قطعات SMT

لحیم کاری موجی معمولاً در تخته های دو طرفه استفاده می شود که در آن قطعات SMT سمت پایین پس از قرار دادن اجزای سمت بالا لحیم می شوند. در این فرآیند، نقاط چسب اجزا را در جای خود نگه می‌دارند و موج لحیم مذاب را به اتصالات اعمال می‌کند. از آنجایی که هیچ خمیر لحیم کاری در قسمت پایین استفاده نمی شود، نیازی به SPI برای بررسی خمیر نیست، زیرا هیچ چاپ خمیری انجام نمی شود.

3.2. کاربردهای لحیم کاری انتخابی

لحیم کاری انتخابی برای قطعاتی استفاده می شود که نیاز به لحیم کاری دقیق دارند، اغلب در تخته های با تکنولوژی ترکیبی با اجزای سوراخ دار و SMT. در این کاربردها، لحیم کاری تنها با استفاده از امواج کوچک یا فواره ها روی اتصالات خاص اعمال می شود و نیاز به چاپ خمیری را به کلی دور می زند. در نتیجه، SPI برای این برنامه ها مورد نیاز نیست.

3.3. اتصالات با چسب یا فشار مناسب

برای کاربردهایی که نیاز به استحکام و قابلیت اطمینان مکانیکی بالایی دارند، مانند صنایع خودروسازی یا هوافضا، معمولاً از چسب‌های رسانا یا اتصالات فشرده استفاده می‌شود. این روش ها نیازی به خمیر لحیم کاری ندارند و در نتیجه نیاز به SPI را برطرف می کنند. در این موارد، قابلیت اطمینان اتصالات از طریق روش های دیگر تضمین می شود و خطر نقص ناشی از تغییرات خمیر ناچیز است.

4. طرح های SMT بسیار ساده یا بزرگ

4.1. تابلوهایی که فقط دارای اجزای غیرفعال بزرگ هستند

طرح‌هایی که عمدتاً از اجزای غیرفعال بزرگ (1206 یا بزرگتر) تشکیل شده‌اند که روی پدهای پهن قرار می‌گیرند، ذاتاً وقتی صحبت از تغییرات خمیری به میان می‌آید بخشنده هستند. چاپ دستی یا نیمه خودکار معمولاً نقص قابل توجهی ایجاد نمی کند و خطاهای حجم چسب یا تراز کمتر به مشکلات عملکردی منجر می شود. این باعث می‌شود که SPI برای این طرح‌ها، حتی در اجراهای کم حجم، غیر ضروری باشد.

4.2. چیدمان های کم تراکم با پدهای مقاوم

تخته هایی با تراکم اجزای کم و پدهای بزرگ، پنجره فرآیند گسترده ای را برای چاپ خمیر ارائه می دهند. تغییرات جزئی در حجم خمیر یا تراز معمولاً منجر به اپن یا شورت نمی شود. این طرح‌بندی‌ها بخشنده هستند و امکان مونتاژ قابل اعتماد را بدون نیاز به SPI فراهم می‌کنند.

4.3. وقتی بازرسی بصری دستی کافی است

در تخته‌های ساده‌تر با اجزای کم چگالی و لنت‌های پهن، اپراتورها می‌توانند خمیر لحیم کاری را پس از استفاده به صورت بصری بررسی کنند. بررسی‌های بصری بزرگ‌نمایی‌شده می‌توانند به راحتی نقص‌های فاحش، مانند گم شدن خمیر یا پل زدن شدید را تشخیص دهند. تست بصری یا عملکردی پس از جریان مجدد می تواند اطمینان نهایی را از عملکرد صحیح برد ارائه دهد و SPI را غیر ضروری می کند.

5. خطرات و معاوضه Skipping SPI

5.1. عیوب پنهان بالقوه

در حالی که پرش SPI ممکن است برای طرح‌ها و حجم‌های خاص قابل قبول باشد، اما خطر نقص‌های شناسایی نشده را به همراه دارد. به عنوان مثال، حجم ناکافی خمیر می تواند منجر به اتصالات لحیم ضعیف شود که ممکن است آزمایشات عملکردی اولیه را پشت سر بگذارند اما بعداً تحت فشار از بین بروند. نقایص پنهان مانند سر در بالش یا فضای خالی ممکن است با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نباشد و فقط با اندازه گیری سه بعدی که SPI ارائه می دهد قابل تشخیص است.

5.2. نگرانی های بلند مدت قابلیت اطمینان

نادیده گرفتن SPI می تواند منجر به افزایش خطرات ناشی از خرابی اتصالات لحیم پنهان، به ویژه در کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا مانند دستگاه های پزشکی، هوافضا، یا محصولات خودرو شود. حتی ریسک های کوچک نیز می توانند عملکرد بلندمدت محصولات حیاتی را به خطر بیندازند. برای این بخش ها، SPI توصیه می شود تا اطمینان حاصل شود که اتصالات لحیم کاری استانداردهای کیفی مورد نیاز را برآورده می کنند.

5.3. چرا SPI هنوز در موارد خاص توصیه می شود

از آنجایی که طرح ها گام های ریزتر و تراکم های بالاتر را در خود جای می دهند، خطر عیوب مربوط به خمیر به طور قابل توجهی افزایش می یابد. داده های صنعت نشان می دهد که 60 تا 80 درصد عیوب SMT مربوط به مسائل چاپ خمیری است. در طرح های پیچیده، نادیده گرفتن SPI اغلب منجر به نرخ نقص بالاتر و افزایش دوباره کاری می شود. در نتیجه، SPI برای تضمین کیفیت و به حداقل رساندن اشتباهات پرهزینه، حتی در اجراهای با حجم کمتر، ضروری است. برای یک راهنمای جامع در مورد ماشین‌های SPI و نقش آنها در خطوط SMT، راهنمای کامل ماشین‌های SPI در SMT Line را بررسی کنید..

6. خلاصه نکات کلیدی

به طور کلی، SPI برای اطمینان از اتصالات لحیم کاری با کیفیت بالا در تولید مدرن SMT ضروری است. با این حال، چندین سناریو وجود دارد که می‌توان آن را با خیال راحت نادیده گرفت، مانند نمونه‌سازی با حجم بسیار کم، تخته‌های غالب حفره‌ای، فرآیندهای بدون جریان مجدد یا طراحی‌های بسیار ساده با گام بزرگ. در حالی که نادیده گرفتن SPI می تواند هزینه ها را کاهش دهد و در این موارد سرعت تولید را افزایش دهد، خطراتی نیز به همراه دارد، از جمله احتمال نقص های پنهان و نگرانی های بلندمدت قابلیت اطمینان. در اکثر محیط های مدرن تولید SMT، به ویژه آنهایی که شامل طرح های پیچیده هستند، SPI ابزار ارزشمندی است که به بهبود بازده و کاهش دوباره کاری کمک می کند.

7. سوالات متداول (سؤالات متداول)

7.1. آیا SPI در SMT مدرن واقعاً غیر ضروری است؟

بله، اما به ندرت. SPI برای تشخیص حجم خمیر، ارتفاع و مسائل هم ترازی ضروری است که 60 تا 80 درصد از عیوب SMT را تشکیل می دهند. با این حال، تخته‌های با سوراخ خالص، نمونه‌های اولیه لحیم‌شده با دست و طرح‌های ساده با گام‌های بزرگ اغلب می‌توانند بدون SPI تولید شوند.

7.2. چه حجم تولیدی سرمایه گذاری در SPI را توجیه می کند؟

در حالی که حجم تولید یک عامل است، پیچیدگی برد مهمتر است. نمونه سازی کم حجم اغلب SPI را نادیده می گیرد، اما تولید متوسط ​​(50-500 تخته) و حجم بالا (بیش از 500 تخته) عموماً از SPI سود می برد، به خصوص با اجزای ریز گام.

7.3. چگونه پیچیدگی هیئت مدیره بر نیاز به SPI تأثیر می گذارد؟

پیچیدگی بیشتر احتمال عیوب مربوط به حجم و تراز خمیر را افزایش می دهد. تخته های ریز و چگالی بالا نیاز به استفاده از خمیر دقیق دارند که SPI را ضروری می کند. طرح‌های ساده و با گام‌های بزرگ تحمل بیشتری دارند و اغلب می‌توانند بدون SPI موفق شوند.

7.4. آیا بازرسی دستی می تواند جایگزین SPI در اجراهای کم حجم شود؟

بازرسی دستی می‌تواند نقص‌های فاحشی مانند خمیر از دست رفته یا پل‌های شدید را تشخیص دهد، اما نمی‌تواند تغییرات جزئی در حجم خمیر را که می‌تواند منجر به خرابی‌های پنهان شود، به دقت اندازه‌گیری کند. برای اجراهای کم حجم، بازرسی دستی همراه با تست عملکردی اغلب می تواند برای برنامه های غیر حیاتی کافی باشد.

7.5. آیا جایگزینی برای SPI برای تولید در مقیاس کوچک وجود دارد؟

بله، گزینه‌های جایگزین عبارتند از توزیع سرنگ با بررسی‌های بصری، جریان مجدد پین در خمیر، چسب‌های رسانا و ارتفاع قطعه اول.

با کارشناسان SMT ما تماس بگیرید تا بهترین استراتژی بازرسی متناسب با نیازهای شما را بیابید.