1. نظرة عامة على تقنية SMT وتعريفها
تقنية التركيب على السطح (SMT) هي التقنية والعمليات الأكثر شيوعًا في صناعة تجميع الإلكترونيات. وهي تشير إلى التثبيت المباشر لمكونات التثبيت السطحي (SMC/SMD، مكونات الرقائق) بدون أسلاك أو بأسلاك قصيرة على سطح لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) أو ركائز أخرى، لتحقيق توصيل الدوائر من خلال عمليات اللحام بإعادة التدفق أو اللحام بالغمس.
2. تدفق عملية SMT الأساسية
2.1 سلسلة العمليات الكاملة
طباعة معجون اللحام → وضع المكونات → لحام إعادة التدفق → الفحص البصري AOI → إعادة العمل → فصل الألواح
2.2 تفاصيل العملية الأساسية
عملية طباعة معجون اللحام
- الوظيفة: نقل معجون اللحام أو المادة اللاصقة إلى لوحات PCB استعدادًا لحام المكونات
- المعدات: طابعة استنسل عالية الدقة أوتوماتيكية بالكامل
- المنصب: الواجهة الأمامية لخط إنتاج SMT
- المتطلبات الفنية: دقة الطباعة ±0.05 مم، اتساق السماكة >90٪
عملية وضع المكونات
- الوظيفة: التثبيت الدقيق للمكونات المثبتة على السطح في مواضع ثابتة على لوحة الدوائر المطبوعة
- المعدات: آلة التجميع والتركيب متعددة الوظائف عالية الدقة
- الموقع: عملية بعد الطباعة بالاستنسل
- المؤشرات الفنية: دقة وضع ±0.025 مم، سرعة >30,000 CPH
عملية اللحام بإعادة التدفق
- الوظيفة: التحكم الدقيق في درجة الحرارة يذيب معجون اللحام لتحقيق اتصال موثوق بين المكونات ولوحة الدوائر المطبوعة
- المعدات: فرن إعادة تدفق متعدد المناطق
- معلمات العملية:
- منطقة التسخين المسبق: درجة حرارة الغرفة → 150 درجة مئوية، معدل التسخين 1-3 درجات مئوية/ثانية
- منطقة النقع: 150→180 درجة مئوية، المدة 60-120 ثانية
- منطقة إعادة التدفق: فوق 183 درجة مئوية، درجة الحرارة القصوى 210-230 درجة مئوية
- منطقة التبريد: معدل التبريد 2-4 درجة مئوية/ثانية
الهيئة العربية للتصنيع الفحص البصري
- الوظيفة: الفحص الآلي لجودة اللحام وجودة التجميع
- قدرات الكشف: الأجزاء المفقودة، الأجزاء غير الصحيحة، عدم المحاذاة، عكس القطبية، عيوب وصلات اللحام، إلخ.
- أنواع المعدات: أنظمة الفحص البصري الآلي ثنائية الأبعاد/ثلاثية الأبعاد، وأنظمة الفحص بالأشعة السينية
3. أنواع عمليات SMT وتطبيقاتها
3.1 عملية التجميع من جانب واحد
الفحص الوارد → طباعة معجون اللحام → وضع المكونات → التجفيف → لحام إعادة التدفق → التنظيف → الفحص → إعادة العمل
سيناريوهات التطبيق: منتجات إلكترونية استهلاكية، وحدات دوائر كهربائية بسيطة
3.2 عملية التجميع على الوجهين
الحل أ (لحام إعادة تدفق كامل):
الجانب أ: طباعة معجون اللحام → وضع المكونات → لحام إعادة التدفق
↓
قلب لوحة الدوائر المطبوعة
↓
الجانب ب: طباعة معجون اللحام → وضع المكونات → لحام إعادة التدفق
↓
التنظيف → الفحص → إعادة العمل
الحل ب (لحام مختلط):
الجانب أ: طباعة معجون اللحام → وضع المكونات → لحام إعادة التدفق
↓
قلب لوحة الدوائر المطبوعة
↓
الجانب ب: توزيع المادة اللاصقة → وضع المكونات → المعالجة → لحام الموجة
↓
التنظيف → الفحص → إعادة العمل
3.3 حلول عمليات التجميع المختلطة
SMD أولاً، DIP ثانياً (SMD > DIP):
الفحص الوارد → توزيع المادة اللاصقة على الجانب B → وضع المكونات → المعالجة
↓
القلب → إدخال المكونات على الجانب A → اللحام الموجي
↓
التنظيف → الفحص → إعادة العمل
عملية DIP الأولى، SMD الثانية (DIP > SMD):
الفحص الوارد → إدخال مكونات الجانب أ → قلب
↓
توزيع المادة اللاصقة على الجانب ب → وضع المكونات → المعالجة
↓
قلب → لحام بالموجة → تنظيف → فحص → إعادة العمل
4. تحليل المزايا التقنية لـ SMT
4.1 مزايا التصغير
- حجم المكونات تم تقليصه إلى 1/10 من حجم المكونات DIP التقليدية
- انخفاض الوزن بنسبة 60-80٪
- زادت كثافة التجميع بمقدار 3-5 مرات
- تم تقليل مسافة الخطوة إلى 0.3 مم
4.2 تحسين الأداء الكهربائي
- تم تقليل الحث والقدرة الطفيلية بأكثر من 50٪
- تقليل تأخير إرسال الإشارات بنسبة 30٪
- تحسين خصائص التردد العالي وزيادة سرعة التشغيل
- تحسن التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) بشكل ملحوظ
4.3 كفاءة الإنتاج والتكلفة
- درجة الأتمتة >95%
- زيادة كفاءة الإنتاج بمقدار 2-3 أضعاف
- انخفاض التكلفة الإجمالية بنسبة 30-50٪
- ارتفع معدل استخدام المواد بنسبة 40٪
4.4 الجودة والموثوقية
- معدل عيوب وصلات اللحام <50 جزء في المليون
- تحسن مقاومة الاهتزاز بمقدار 5-10 مرات
- انخفاض معدل فشل المنتجات بنسبة 60٪
- متوسط الوقت بين الأعطال (MTBF) ممتد
5. نظام مراقبة الجودة
5.1 الجمع بين طرق الكشف
- التفتيش عبر الإنترنت: AOI، SPI (مفتش معجون اللحام)
- الفحص دون اتصال بالإنترنت: الأشعة السينية، اختبار المسبار الطائر ICT
- اختبار وظيفي: جهاز اختبار وظائف FCT
- التحليل المجهري: مجهر، مجهر إلكتروني
5.2 نقاط التحكم الرئيسية في العملية
- التحكم في سماكة طباعة معجون اللحام: 0.1-0.15 مم
- التحكم في دقة وضع: ±0.05 مم
- المراقبة في الوقت الحقيقي لملف درجة حرارة اللحام بإعادة التدفق
- إدارة الأجهزة الحساسة للرطوبة (MSD)
6. اتجاهات تطور التكنولوجيا
6.1 التقدم المحرز في مجال التصغير
- تطبيق الإنتاج الضخم لمكونات بحجم 01005
- تقنية التباعد الدقيق بمسافة 0.3 مم
- تكامل التغليف المكدس ثلاثي الأبعاد (SiP)
6.2 التصنيع الذكي
- نظام تنفيذ التصنيع (MES)
- فحص الجودة باستخدام الذكاء الاصطناعي للرؤية الآلية
- تحسين عملية التوأم الرقمي
- أنظمة الصيانة التنبؤية
6.3 التصنيع الصديق للبيئة
- عملية لحام خالية من الرصاص
- منظفات منخفضة المحتوى من المركبات العضوية المت
- انخفاض استهلاك الطاقة بنسبة 30٪
- معدل إعادة تدوير النفايات >95%
7. توسيع مجال التطبيق
- الإلكترونيات الاستهلاكية: الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية والأجهزة القابلة للارتداء
- معدات الاتصالات: محطات قاعدة 5G، وحدات اتصالات بصرية
- إلكترونيات السيارات: أنظمة ADAS، الترفيه داخل السيارة
- التحكم الصناعي: PLC، أجهزة الكمبيوتر الصناعية
- الإلكترونيات الطبية: معدات المراقبة وأدوات التشخيص
- الفضاء الجوي: الاتصالات الساتلية، مراقبة الطيران
باعتبارها العملية الأساسية لتصنيع الإلكترونيات الحديثة، تواصل تقنية SMT دفع المنتجات الإلكترونية نحو أحجام أصغر وأداء أعلى وموثوقية أكبر من خلال الابتكار التكنولوجي المستمر وتحسين العمليات، مما يوفر دعماً مهماً للتقدم التكنولوجي في صناعة المعلومات الإلكترونية.