זמן פרסום: 2024-08-23 מָקוֹר: אֲתַר
טכנולוגיית Mount Mount (SMT) היא שיטה המשמשת בייצור אלקטרוניקה בה רכיבים מותקנים ישירות על פני השטח של לוחות מעגלים מודפסים (PCB). SMT הפכה לתהליך הייצור הסטנדרטי בתעשיית האלקטרוניקה בגלל היעילות, יעילות העלות והיכולת לייצר מכשירים אלקטרוניים קומפקטיים בעלי ביצועים גבוהים. במאמר זה נחקור את תהליך ייצור ה- SMT בפירוט, כולל כל שלב ותנאים קשורים.
לפני שצוללים בתהליך הייצור של SMT, חשוב להבין כמה מונחי מפתח:
PCB (לוח מעגל מודפס) : לוח המשמש באלקטרוניקה לתמיכה מכנית ולחיבור חשמלי רכיבים אלקטרוניים.
SMD (מכשיר הרכבה על פני השטח) : רכיבים המיועדים להתקנה ישירות על פני ה- PCB.
משחת הלחמה : תערובת של הלחמה ושטף אבקת המשמשים לחיבור SMDS ל- PCBs.
הלחמה מחדש : תהליך בו משחת הלחמה מחוממת לנקודת ההיתוך שלו ליצירת חיבורים חשמליים ומכניים קבועים בין רכיבים ל- PCB.
AOI (בדיקה אופטית אוטומטית) : תהליך בדיקה חזותית מבוסס מכונה המשתמש במצלמות כדי לאתר פגמים ב- PCB.
AXI (בדיקת רנטגן אוטומטית) : שיטת בדיקה המשתמשת בצילומי רנטגן לבדיקת מפרקי הלחמה וחיבורים מוסתרים מתחת לרכיבים.
SPI (בדיקת הדבק הלחמה) : תהליך בדיקת איכות היישום של הדבק הלחמה ב- PCB.
תהליך ייצור ה- SMT מורכב מכמה שלבים, שכל אחד מהם קריטי כדי להבטיח מיקום אמין והלחמה של רכיבים אלקטרוניים על PCB. להלן סקירה מפורטת של כל שלב בתהליך SMT.
השלב הראשון בתהליך הייצור של SMT הוא יישום משחת הלחמה על ה- PCB. משחת הלחמה היא חומר דביק העשוי מכדורי הלחמה זעירים מעורבבים עם שטף. זה מיושם על אזורי ה- PCB בהם יותקנו רכיבים, בדרך כלל על רפידות מתכת.
יישור סטנסיל : סטנסיל מתכת עם גזרות המתאימות למיקומי כרית הלחמה ב- PCB מוצב מעל הלוח. הסטנסיל משמש כמסיכה כדי להבטיח כי משחת הלחמה מוחלת רק על האזורים הרצויים.
היישום הדבק : מגב או כלי דומה מפיצים את הדבק הלחמה על פני השבלון, מכריח אותו דרך הפתחים אל ה- PCB שמתחת. עובי האחידות של שכבת הדבק הם קריטיים להבטיח התקשרות והלחמה של רכיבים נאותים.
הסרת סטנסיל : הסטנסיל מורמת בזהירות, ומשאירה משחה הלחמה שהופקדה בדיוק על רפידות ה- PCB.
יישום הדבקת הלחמה נאות הוא קריטי מכיוון שהוא קובע את איכות המפרקים הלחמה ואת אמינות ההרכבה הכללית.
לאחר החלת משחת ההלחמה, השלב הבא הוא בדיקת הדבק הלחמה (SPI) . שלב זה חיוני כדי להבטיח כי משחת הלחמה מופקדת כראוי ב- PCB.
בדיקה אוטומטית : מכונות SPI משתמשות במצלמות וחיישנים כדי לסרוק את ה- PCB ולמדוד את הנפח, הגובה, השטח והמיקום של מרבצי הדבק הלחמה.
בקרת איכות : נתוני הבדיקה מנותחים כדי לאתר פגמים, כגון לא מספיק עיסה, עודף משחה או פיקדונות לא מיושרים. פגמים אלה יכולים להוביל למפרקי הלחמה ירודים, מיקום לא נכון של רכיבים או מעגלים קצרים.
לולאת משוב : אם מתגלים פגמים, ניתן לבצע התאמות להגדרת מדפסת הדבק הלחמה או לפרמטרים של תהליכים כדי לתקן את הבעיה. לולאת משוב זו מבטיחה יישום הדבקת הלחמה איכותית.
לאחר שנבדק ואומת את משחת הלחמה, השלב הבא הוא הרכבה שבבים , המכונה גם מיקום רכיב.
הכנת רכיבים : רכיבי SMT, או SMDs, מסופקים בסלילים, מגשים או צינורות ומוזנים למכונת הבחירה והמקום.
איסוף ומקום : מכונת הבחירה והמקום משתמשת בזרועות רובוטיות המצוידות בחרירי ואקום כדי לאסוף רכיבים מההזנה ולהניח אותם על רפידות הדבקות הלחמה על ה- PCB. הדיוק הגבוה של המכונה מבטיח כי הרכיבים ממוקמים במדויק על פי עיצוב ה- PCB.
יישור ומיקום : המכונה משתמשת במערכות ראייה ובאלגוריתמי יישור כדי להבטיח שכל רכיב ממוקם כראוי. המהירות והדיוק של מכונות איסוף ומקום מודרניות מאפשרות ייצור תפוקה גבוהה.
הרכבה לשבבים היא צעד קריטי שכן כל התאמה או מיקום שגוי עלול לגרום לדירקטורים פגומים הדורשים עיבוד חוזר או גרוטאות יקרות.
לאחר מיקום רכיבים אוטומטי, לעתים קרובות יש צורך בבדיקה חזותית ומיקום של רכיבים מסוימים ביד.
בדיקה חזותית : מפעילים מיומנים בודקים באופן חזותי את הלוחות כדי לבדוק אם יש רכיבים לא מיושרים, חלקים חסרים או כל פגמים ברורים שאולי המכונות החמיצו. שלב זה נעשה לרוב באמצעות כלים מגדלים או מיקרוסקופים.
מיקום רכיב ידני : רכיבים מסוימים, במיוחד אלה שאינם סטנדרטיים, גדולים או רגישים, עשויים להיות ממוקמים באופן ידני. זה יכול לכלול מחברים, שנאים או רכיבים בצורת מוזר שמכונות אוטומטיות אינן יכולות להתמודד ביעילות.
התאמות : אם נמצא כי רכיבים לא במקום או נעדרים, מפעילים יכולים להתאים או להוסיף רכיבים אלה באופן ידני כדי להבטיח שכל החלקים ממוקמים כראוי לפני הלחמה.
שלב זה מסייע להבטיח כי כל שגיאות מהתהליך האוטומטי נתפסות מוקדם, ומפחיתה פגמים פוטנציאליים בתוצר הסופי.
ברגע שכל הרכיבים נמצאים במקום, מכלול ה- PCB עובר להלחמה מחדש , שם נמסה משחת הלחמה ליצירת חיבורים חשמליים ומכניים קבועים.
אזור התחממות הקדמה : מכלול ה- PCB מחומם בהדרגה בתנור מחדש כדי להסיר כל לחות ולהביא את הלוח והרכיבים לטמפרטורה ממש מתחת לנקודת ההיתוך של הלחמה.
אזור SOAK : הטמפרטורה נשמרת להפעלת השטף במשחת הלחמה, המנקה את משטחי המתכת ומכינה אותם להלחמה.
אזור מחדש מחדש : הטמפרטורה מוגברת במהירות מעל נקודת ההיתוך של הדבק הלחמה, מה שגורם לכדורי ההלחמה להמיס ויוצרים מפרקי הלחמה בין הרכיבים לרפידות ה- PCB.
אזור קירור : המכלול מקורר לאט כדי לחזק את מפרקי ההלחמה, ומבטיח חיבור מכני וחשמלי חזק.
הלחמה מחדש היא קריטית מכיוון שהיא קובעת את איכות מפרקי ההלחמה, המשפיעה על הביצועים והאמינות של המכשיר האלקטרוני הסופי.
לאחר הלחמה מחדש, ההרכבה עוברת בדיקה אופטית אוטומטית (AOI) כדי לאתר כל פגמים במיקום או הלחמה של רכיבים.
הדמיה ברזולוציה גבוהה : מכונות AOI משתמשות במצלמות ברזולוציה גבוהה כדי לתפוס תמונות מפורטות של מכלול ה- PCB מזוויות מרובות.
ניתוח תמונה : המכונה משווה את התמונות שנלכדו לבין התייחסות טובה ידועה, ומחפשת סטיות כמו רכיבים חסרים, קוטביות שגויה, גשרי הלחמה או טומבסטון (שם רכיבים עומדים בקצה אחד).
איתור פגמים : מערכת AOI מסמנת כל פגמים לבדיקה. לוחות עם פגמים שהתגלו נשלחים לעבודה חוזרת או מסומנים לבדיקה נוספת.
AOI עוזר לשמור על איכות גבוהה על ידי הבטחת שרק לוחות נטולי פגמים ימשיכו לשלב הבא של הייצור.
לרכיבים עם מפרקי הלחמה נסתרים, כמו מערכי רשת כדור (BGA) , נדרשת בדיקת רנטגן אוטומטית (AXI) כדי לבדוק את איכות ההלחמה.
הדמיית רנטגן : מכונות AXI משתמשות בצילומי רנטגן כדי לחדור ל- PCB וליצור תמונות של מפרקי ההלחמה המסתתרים מתחת לרכיבים.
ניתוח פגמים : תמונות הרנטגן מנותחות כדי לבדוק אם יש ליקויים כמו חללים, גשרי הלחמה או כיסוי הלחמה מספיק, שאינם נראים באמצעות בדיקה אופטית.
אבטחת איכות : לוחות עם פגמים מסומנים לעבודות חוזרות או לגרד, תלוי בכדאיות החומרה והעבודה המחודשת.
AXI חיוני כדי להבטיח את אמינותם של רכיבים עם מפרקי הלחמה נסתרים, שכן פגמים שלא זוהו יכולים להוביל לכישלון מכשיר.
השלב האחרון בתהליך ייצור SMT הוא בדיקת מעגל (I.C.T) או בדיקה פונקציונלית כדי להבטיח כי מכלול ה- PCB עומד בכל המפרט החשמלי והפונקציונאלי.
בדיקות במעגל (I.C.T) : בדיקה זו בודקת את הרכיבים האישיים ב- PCB, כגון נגדים, קבלים ו- ICS, כדי להבטיח שהם ממוקמים ומתפקדים נכון. I.C.T בודק גם מכנסיים קצרים, נפתח ותיקון חיבורי הלחמה.
בדיקות פונקציונליות : בבדיקה זו, ה- PCB מופעל, ופונקציות ספציפיות נבדקות כדי להבטיח שהוועדה תבצע כצפוי. בדיקות פונקציונליות מדמה את תנאי ההפעלה בפועל שעומדים בפני PCB ביישום הסופי שלה.
זיהוי פגמים ועבודות חוזרות : אם מזוהים פגמים במהלך בדיקות תקשוב או פונקציונליות, הדירקטוריון נשלח בחזרה לעבודה חוזרת. זה עשוי לכלול החלפת רכיבים, חידוש מחדש או התאמת הגדרות הרכבה.
בדיקות תקשוב ובדיקות פונקציונליות הם הצעדים האחרונים להבטיח את איכות הפונקציונליות של המוצר הסופי, ומזער את הסיכון של מוצרים פגומים המגיעים ללקוח.
תהליך ייצור ה- SMT כולל מספר שלבים מדויקים, החל מהדפסת הדבק הלחמה לבדיקה פונקציונלית סופית. כל שלב הוא חיוני להבטיח את האיכות, האמינות והביצוע של המוצר האלקטרוני הסופי. על ידי הבנת הפרטים של כל שלב בתהליך SMT, היצרנים יכולים לייצר אלקטרוניקה איכותית העומדת בסטנדרטים התובעניים של ימינו.