أساطير معالجة SMT: ما يعرفه المحترفون

أسمع نفس الشكاوى حول SMT مرارًا وتكرارًا. يقول بعض الناس أنه مخصص للمصانع الكبيرة فقط. ويقول البعض أنها هشة. ويقول البعض أنه من الصعب السيطرة عليها. كنت أسمع هذه الآراء وأدركت سبب شعور الناس بهذه الطريقة. قد يؤدي البناء السيئ أو العملية الضعيفة أو لوحة واحدة معيبة إلى خلق الكثير من الشك. لقد رأيت فرقًا تؤخر المشاريع الجيدة لأنها تثق بالأفكار القديمة أكثر من البيانات الموجودة أمامها. وهنا ما تعلمته. الخرافة الأولى: SMT يعمل فقط في عمليات الإنتاج الكبيرة، وأنا لا أتفق مع هذا. تستخدم الفرق الصغيرة SMT كل يوم. لقد رأيت فريقًا صغيرًا من المنتجات يقوم ببناء لوحة مستشعر مدمجة بأجزاء SMT لأن التصميم يحتاج إلى حجم صغير وتوجيه نظيف. لم يكن الفريق بحاجة إلى خط مصنع ضخم. لقد احتاجوا إلى تخطيط واضح واستنسل مناسب وعملية تجميع ثابتة. يمكن لـ SMT أن يناسب أعمال النماذج الأولية والإنشاءات التجريبية والإنتاج الكامل. الخرافة الثانية: تقنية SMT أقل موثوقية من تقنية ثقب الفتحة. هذا خوف شائع، لكنه لا يمثل الصورة الكاملة. الموثوقية تأتي من العملية برمتها. تصميم الوسادة مهم. حجم اللصق مهم. إنحسر الملف الشخصي مهم. التخزين والتعامل مهمان أيضًا. لقد رأيت ذات مرة لوحة تحكم مستخدمة في جهاز منزلي مع أجزاء SMT في القسم الرئيسي وأجزاء من خلال الفتحة في منطقة الموصل. ظلت اللوحة مستقرة لأن التصميم يتوافق مع حالة الاستخدام. نقطة الفشل لم تكن SMT. كانت نقطة الفشل هي ضعف التحكم في العملية. الخرافة الثالثة: SMT تعني أن كل جزء صغير الحجم، وهذا غير صحيح. يغطي SMT مجموعة واسعة من الأجزاء. تعد العناصر السلبية الصغيرة شائعة، إلا أن العديد من الأجزاء الأكبر حجمًا تأتي أيضًا في حزم SMT. التجميع المختلط أمر طبيعي. لقد عملت مع لوحات تستخدم مقاومات SMT، ودوائر متكاملة، وموصلات، بالإضافة إلى أجزاء من خلال الفتحات حيث كانت هناك حاجة إلى قوة إضافية. يمنح هذا المزيج المصمم مساحة أكبر لحل مشكلات التخطيط الحقيقية. الخرافة الرابعة: يحتاج SMT إلى آلات مثالية للعمل. أعتقد أن هذه الفكرة تجعل العديد من الفرق عالقة. المعدات الجيدة تساعد. لن أنكر ذلك ومع ذلك، فإن النتائج الجيدة لا تأتي من الآلات وحدها. إن البصمة الواضحة، وتصميم الاستنسل النظيف، واختيار اللصق الصحيح، والوضع المستقر، وشكل الفرن المعقول، كلها تشكل النتيجة. لقد رأيت خطًا بمعدات متواضعة ينتج لوحات نظيفة لأن الفريق كان يفحص الأساسيات كل يوم. لقد رأيت أيضًا معاناة المعدات باهظة الثمن بسبب التصميم السيئ. الآلة جزء من الجواب. هذه ليست الإجابة الكاملة. الخرافة الخامسة: SMT يخلق الكثير من العيوب، العيوب تحدث بالفعل. وهذا جزء من التصنيع. أنا لا أتعامل مع العيوب كدليل على أن SMT سيئ. أعاملهم كعلامة على أن شيئًا ما في العملية يحتاج إلى الاهتمام. غالبًا ما تشير شواهد القبور إلى توازن اللصق أو تصميم الوسادة. غالبًا ما يشير التجسير إلى وجود الكثير من مشكلات اللصق أو التباعد. يمكن أن تشير المفاصل المفتوحة إلى الملف الشخصي أو التلوث. يمكن أن يشير عدم المحاذاة إلى الموضع أو اختلاف المكونات. عندما أنظر إلى أنماط العيوب، عادةً ما أجد مشكلة في العملية أولاً. يبدو أسلوبي العملي كالتالي: أبدأ بتصميم اللوحة. أتحقق مما إذا كان اختيار الجزء يتوافق مع احتياجات المنتج. أقوم بمراجعة البصمة وحجم الوسادة. ألقي نظرة على التحكم في اللصق وتصميم الاستنسل. أطلب بناء عينة. أقوم بفحص الألواح الأولى تحت الضوء والتكبير. أقارن النتيجة مع تقرير العيب. أقوم بضبط العملية قبل أن أقوم بالارتقاء. توفر هذه الطريقة الوقت والتكلفة، وتحافظ على تركيز الفريق على الحقائق. مثال واحد يبقى في ذهني. كان هناك جهاز صناعي صغير يعاني من مشكلة متكررة في جسر اللحام بالقرب من دائرة متكاملة دقيقة. أراد بعض الناس إلقاء اللوم على SMT ككل. نظرت إلى لصق الطباعة ورأيت أن الفتحة الموجودة في الاستنسل كانت كبيرة جدًا. المجلس لم يكن المشكلة. كانت الطباعة هي المشكلة. بعد مراجعة الاستنسل، انخفض معدل الخلل وأصبحت إدارة الخط أسهل. ولهذا السبب أثق في SMT عندما يتم الإعداد بعناية. إنه ليس سحراً. إنه ليس اختصارًا. إنها طريقة قوية عندما يعمل التصميم والعملية والفحوصات معًا. إذا كان علي أن أترك فكرة واحدة خلفي، فستكون هذه: لا تحكم على SMT من خلال لوحة واحدة سيئة. احكم عليه من خلال العملية الكاملة وبيانات الاختبار والطريقة التي يتحكم بها الفريق في كل خطوة.

عندما أتحدث مع فرق حول SMT، غالبًا ما أسمع نفس نقاط الألم. تبدو اللوحة جيدة على الورق، ومع ذلك فإن البناء الأول يأتي مع شواهد القبور، أو المفاصل الباردة، أو الأجزاء المتغيرة، أو العائد الضعيف. ينزلق الجدول الزمني. التكلفة ترتفع. يبدأ الفريق في التخمين بدلاً من الحل. هذا هو المكان الذي تبرز فيه الايجابيات. إنهم لا يعاملون SMT كوظيفة توظيف بسيطة. إنهم يتعاملون معها على أنها سلسلة من الاختيارات الصغيرة، وكل اختيار يؤثر على الخيار التالي. لقد رأيت هذا عدة مرات في أعمال تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور. واجهت لوحة إنترنت الأشياء الصغيرة مشكلات لحام متكررة على العناصر السلبية الصغيرة. بدا التخطيط نظيفًا، إلا أن فتحة الاستنسل كانت كبيرة جدًا بالنسبة لحجم جزء واحد، وكان إصدار اللصق غير متساوٍ. بعد ضبط الاستنسل وضبط ملف تعريف التدفق، انخفض معدل الخلل بسرعة. لا الدراما. مجرد مراقبة عملية دقيقة. ما يعرفه المحترفون عن SMT يبدأ بهذه الفكرة: SMT لا يقتصر فقط على وضع الأجزاء على اللوحة. يتعلق الأمر بالمعجون وتصميم الاستنسل ودقة الموضع والتحكم الحراري والفحص وتصميم اللوحة التي تدعم التجميع النظيف. إذا كان جزء من السلسلة ضعيفا، فإن البناء كله يشعر به. أركز على بعض النقاط عندما أقوم بمراجعة مشروع SMT. مرحلة لصق اللحام مهمة أكثر مما يتوقع الكثير من الناس. إذا كان حجم اللصق معطلاً، فيجب أن تعمل بقية العملية بشكل أكثر صعوبة. يقوم المحترفون بالتحقق من نوع اللصق وسمك الاستنسل وتصميم الفتحة واتساق الطباعة. إنهم يعلمون أن جودة الطباعة الرديئة يمكن أن تسبب مشاكل قبل وقت طويل من دخول اللوحة إلى الفرن. التنسيب يحتاج أيضا إلى الرعاية. يمكن للآلة عالية السرعة أن تضع الأجزاء بسرعة، لكن السرعة وحدها لا تحمي الجودة. ألقي نظرة على اتجاه المكون ونوع الحزمة ومزيج حجم الجزء وإعداد وحدة التغذية. تحمل كل من العناصر السلبية الصغيرة وشبكات QFN وBGAs والأجزاء ذات درجة الصوت الدقيقة مخاطرها الخاصة. يعلم مشغل الخط الجيد أن إعدادًا واحدًا لا يناسب كل لوحة. يعد التحكم في الحرارة مجالًا آخر تظهر فيه التجربة. إن إعادة التدفق ليس مجرد "تسخين اللوحة والأمل". يراقب المحترفون المظهر الجانبي ومرحلة النقع ودرجة الحرارة القصوى ومنحنى التبريد. إنها تطابق الملف الشخصي مع مجموعة اللوحة ومزيج الأجزاء. إذا كانت اللوحة تحتوي على كتلة نحاسية ثقيلة أو كتلة حرارية مختلطة، فيجب أن يعكس المظهر الجانبي ذلك. لقد رأيت مشاريع تفشل لأن أحد جانبي اللوحة يسخن بشكل أسرع من الجانب الآخر. يمكن أن يبدو هذا النوع من المشكلات صغيرًا على الشاشة ومكلفًا على الإنترنت. التفتيش جزء من العمل، وليس خطوة إضافية. أفضّل عملية يكون فيها لكل من AOI والأشعة السينية والفحوصات اليدوية دور واضح. يمكن لـ AOI اكتشاف مشاكل التنسيب ومشاكل اللحام المرئية بسرعة. تساعد الأشعة السينية في اكتشاف المفاصل المخفية في BGAs أو الأجزاء الأخرى التي يصعب رؤيتها. لا تزال عمليات الفحص اليدوي مهمة عندما تحتاج اللوحة إلى عين بشرية لحالات الحافة. لا يعتمد المحترفون على أداة واحدة فقط. إنهم يبنون نظام فحص متعدد الطبقات. يعد التصميم للتجميع أحد أكبر الدروس. يمكن أن تكون اللوحة سهلة التصميم ويصعب تجميعها. ينظر المحترفون إلى شكل اللوحة، والتباعد، والإشارات، وعلامات القطبية، وفتحات قناع اللصق، وإزالة الأجزاء مبكرًا. يفكرون أيضًا في تصميم اللوحة والوصول إلى الاختبار. أود أن أطرح سؤالاً واحدًا بسيطًا: هل يمكن بناء هذه اللوحة بشكل نظيف على نطاق واسع، أو مرة واحدة فقط بواسطة فني ماهر؟ هذا السؤال يوفر الكثير من المتاعب. أنا أيضًا أهتم بالمواد والتخزين. الأجزاء الحساسة للرطوبة، ومعجون اللحام القديم، والتعامل السيئ مع البكرة، والتحكم الضعيف في التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) يمكن أن تؤدي جميعها إلى خسارة مخفية. يمكن أن يكون لدى المتجر آلات قوية ولا يزال يعاني إذا كانت خطوات التعامل الأساسية فضفاضة. في إحدى الحالات، استمرت اللوحة في عرض مشكلات عشوائية على الأجزاء ذات طبقة الصوت الدقيقة. لم يكن الإصلاح جهازًا جديدًا. لقد كان من الأفضل التعامل مع المعجون والتحكم الأكثر صرامة في تخزين الأجزاء. يعرف المحترفون أيضًا كيفية قراءة اللوحة بعد الإنشاء. إنهم ينظرون إلى أنماط العيوب، وليس فقط العيب نفسه. إذا استمر نفس الجسر في الظهور بالقرب من منطقة واحدة، فإنني ألقي نظرة على الطباعة الملصقة وتصميم اللوحة والحمل الحراري القريب. إذا تحرك جزء ما في زاوية واحدة أكثر من غيرها، فأنا أتحقق من تدفق الهواء ودعم اللوحة ومسار الوضع. العمل الجيد في SMT هو مزيج من البيانات والحكم العملي. إذا اضطررت إلى تقليل كل هذا إلى عملية بسيطة، فسأستخدم هذا التدفق: مراجعة تصميم اللوحة قبل الإنتاج التحقق من إعداد اللصق والاستنسل تأكيد الموضع وترتيب وحدة التغذية تعيين ملف تعريف إعادة التدفق لمزيج اللوحة الفعلي فحص المقالات الأولى بعناية تتبع نمط الخلل ضبط نقطة الضعف، وليس الخط بأكمله هذا النهج يوفر الوقت ويقلل الهدر ويمنح الفريق مسارًا أكثر وضوحًا. أعتقد أيضًا أن عمل SMT الجيد يتعلق بالقرارات الهادئة. عندما يفشل مشروع ما، غالبًا ما يرغب الأشخاص في الحصول على إجابة واحدة سريعة. أنا لا أتعجل هناك. أقارن اللوحة والعملية ونمط الخلل. أسأل أين بدأ التغيير. أسأل ما الذي تحرك أولاً. هذه الطريقة تعطيني نتائج أفضل من التخمين. ما يعرفه المحترفون عن SMT بسيط في جوهره: التفاصيل الصغيرة تشكل اللوحة النهائية. يمكن للطباعة النظيفة والملف الشخصي المستقر والتخطيط الذكي والفحص الدقيق أن يحول التصميم المجهد إلى تصميم ثابت. ولهذا السبب أثق في الانضباط في العملية أكثر من الحظ. إنه يعطيني نتائج متكررة، ويمنح العميل مفاجآت أقل.

عندما أتحدث عن معالجة SMT، فأنا لا أبدأ بمواصفات الجهاز. أبدأ بالألم. يبدو الخط مشغولاً، واللوحات تتحرك بسرعة، ولا يزال الإخراج يأتي مع شواهد القبور، أو الأجزاء المفقودة، أو جسور اللحام، أو المفاصل الضعيفة. هذا هو الجزء الذي يشعر به العديد من المشترين على الفور. إنهم لا يريدون تفسيرا طويلا. إنهم يريدون عائدًا ثابتًا وألواحًا نظيفة ومفاجآت أقل بعد التجميع. لقد رأيت هذا النمط عدة مرات. يرسل لي أحد العملاء تصميم PCB الذي يبدو بسيطًا على الورق. BOM قصير. اللوحة صغيرة. المهمة تبدو سهلة. ثم يبدأ الخط في العمل، وتظهر المشكلات واحدة تلو الأخرى. حجم اللصق غير متساوي. شريحة تتحول قليلا. إنحسر الحرارة غير متوازنة. تجد AOI عيوبًا أكثر من المتوقع. التكلفة ليست إعادة صياغة فقط. إنه التأخير والتوتر وفقدان الثقة. وجهة نظري بسيطة: معالجة SMT لا تقتصر فقط على وضع الأجزاء على اللوحة. يتعلق الأمر بالسيطرة. أهتم بست نقاط في كل مرة أنظر فيها إلى وظيفة. النقطة الأولى هي التحكم في لصق اللحام. إذا تم إيقاف طباعة اللصق، فإن بقية الخط يدفع ثمنها. أتحقق من فتح الاستنسل وحالة اللصق وضغط الطابعة والمحاذاة. يمكن أن تتسبب رواسب العجينة الرقيقة في فتح المفاصل. قد يؤدي استخدام الكثير من المعجون إلى سحب الأجزاء من موضعها أو إنشاء جسور. أحب أن أحافظ على ثبات الطباعة حتى قبل أن أفكر في خطوة التنسيب. النقطة الثانية هي وضع المكونات. تبدو دقة تحديد الموضع أمرًا أساسيًا، ولكن هذا هو المكان الذي تبدأ فيه العديد من المشكلات الصغيرة. يمكن أن تؤدي وحدة التغذية التي تنجرف، أو الفوهة التي يتم التقاطها بشكل سيئ، أو إزاحة الرؤية التي لم يتم ضبطها إلى الإضرار بالدفعة بأكملها. أفضّل الخط الذي تتم فيه مراقبة مسار الموضع عن كثب، وليس تخمينه. عندما تقوم الآلة بوضع الأجزاء بشكل نظيف، فإن مرحلة إعادة التدفق لديها فرصة أفضل للعمل كما هو متوقع. النقطة الثالثة هي ملف تعريف إنحسر. هذا هو المكان الذي تحول فيه الحرارة الإعداد الجيد إلى مفصل جيد. لقد رأيت لوحات تفشل لأن منطقة واحدة كانت ساخنة جدًا، أو لأن مرحلة النقع كانت قصيرة جدًا، أو لأن المنحدر كان سريعًا جدًا بالنسبة للأجزاء الموجودة على اللوحة. يحتوي كل ثنائي الفينيل متعدد الكلور على مزيج خاص به من النحاس وحجم الجزء والاحتياجات الحرارية. لا أثق في ملف تعريف منسوخ لمجرد أنه يعمل في وظيفة أخرى. أتحقق من اللوحة والأجزاء وبيانات معجون اللحام، ثم أقوم بضبط الفرن بعناية. النقطة الرابعة هي التفتيش. AOI وSPI ليسا زخرفة. فهي العيون التي تلتقط ما يفتقده الناس. يمكن أن يبدو الخط جيدًا من مسافة بعيدة ولكنه لا يزال يخفي عيوبًا صغيرة تتحول إلى مشكلات ميدانية لاحقًا. أحب مراجعة بيانات الفحص بسؤال بسيط: ما هو النمط؟ إذا تكرر نفس العيب في نفس المنطقة، فإن الخط يخبرني بشيء ما. أنا انتبه. النقطة الخامسة هي الصيانة. الخط النظيف يعمل بشكل أفضل. يمكن أن تؤدي الفوهة المتسخة أو الحزام البالي أو وحدة التغذية غير المستقرة أو المشبك السائب إلى حدوث ضوضاء أثناء العملية. غالبًا ما يلقي الناس اللوم على مجلس الإدارة أولاً. عادةً ما أسأل عن الجهاز أولاً. ارتداء صغير يمكن أن يسبب مشكلة كبيرة. يؤدي الفحص المنتظم للطابعة ورأس الانتقاء والمكان وناقل الفرن ونظام الفحص إلى توفير أكثر من تكلفته. النقطة السادسة هي الناس. تعتبر معالجة SMT تقنية، ولكنها لا تزال تعتمد على الحكم. يلاحظ المشغل الماهر وجود مسحة معجون قبل ظهور إنذار الماكينة. يرى المهندس الجيد نمط الخلل ويربطه باختيار إعداد واحد. المدير الحريص يطلب بيانات الإنتاجية، وليس فقط لفظيًا "يجب أن يكون الأمر جيدًا". أنا أثق في الفرق التي تتحقق من الحقائق وتحافظ على صدق الخط. حالة بسيطة تبقى في ذهني. لقد جاء إليّ مشروع صغير لجهاز استهلاكي مع عائد تمريرة أولية غير مستقر. تحتوي اللوحة على أجزاء دقيقة الصوت، ومزيج من المكثفات الصغيرة، وموصل واحد بالقرب من منطقة ثقيلة الحرارة. اعتقد العميل أن المشكلة جاءت من الموضع وحده. بعد أن راجعت العملية، وجدت ثلاثة أشياء تعمل معًا: تباين ارتفاع اللصق على جانب واحد من الاستنسل، وكان نقع إعادة التدفق قصيرًا بعض الشيء، وكان مسار التغذية الواحد يترك إزاحة طفيفة على جزء شريحة صغيرة. لم نغير كل شيء دفعة واحدة. قمنا بإصلاح إعداد الطباعة، وضبطنا ملف تعريف الفرن، وأعدنا فحص إعداد وحدة التغذية. انخفض معدل العيب. ولم تكن النتيجة سحرية. لقد كان التحكم في العملية، خطوة بخطوة. ولهذا السبب أقول للناس أن معالجة SMT تعمل بشكل أفضل عندما يتم التعامل مع كل مرحلة كجزء من سلسلة واحدة. اطبع جيدًا. ضعه جيدًا. تسخين جيد. افحص جيدًا. حافظ على نظافة المعدات. إبقاء البيانات مرئية. هذه هي الطريقة التي أنظر بها إلى الخط عندما أريد إنتاجًا ثابتًا وعمليات إعادة صياغة أقل. إذا كنت أنصح المشتري اليوم، فسأطلب منه أن ينظر إلى هذه العلامات قبل تقديم الطلب: هل يقوم بمراجعة بيانات الطباعة الخاصة بمعجون اللحام؟ هل يتحققون من دقة تحديد الموضع على عينات حقيقية؟ هل يقومون بضبط ملف تعريف إعادة التدفق للوحة، وليس للعادة؟ هل يستخدمون AOI أو SPI مع عملية مراجعة واضحة؟ هل يحتفظون بسجلات الصيانة للآلات الرئيسية؟ هل يتحدثون عن اتجاهات الإنتاجية والعيوب بالأرقام؟ إذا كانت الإجابة بنعم، فأنا أشعر بثقة أكبر. اعتقادي الخاص هو أن معالجة SMT الجيدة تكون هادئة. إنها لا تحتاج إلى ضجيج أو وعود كبيرة. تظهر في ألواح ثابتة، ومفاصل نظيفة، وخط يحافظ على إيقاعه. هذا هو المعيار الذي أثق به، وهذا هو المعيار الذي أحاول الحفاظ عليه. لأية استفسارات بخصوص محتوى هذه المقالة، يرجى الاتصال بـ Shirlin.Su: shirlin.su@mac.minaik.com/WhatsApp +8617751097908.

IPC 2021 IPC A 610 قبول التجميعات الإلكترونية أوريسكو، جيمس 2020 أساسيات تقنية التركيب السطحي وبروكس للتحكم في العمليات، مايكل 2022 لحام إعادة التدفق من أجل تجميع PCB موثوق به تشانغ، لي 2019 تصميم للتجميع في إنتاج التركيب السطحي هاريس، دانيال 2023 التحكم في العمليات وتقليل العيوب في خطوط SMT وونغ، بيتر 2018 طرق الفحص العملي لتصنيع الإلكترونيات