مميزات وعيوب جلب تجميع PCB/SMT داخلياً

هذه المقالة جزء من TechXchange: أدوات وتقنية PCB.

اتصل بنا لمناقشة متطلباتك من آلة تحميل SMT PCB. يمكن لفريق المبيعات ذو الخبرة لدينا مساعدتك في تحديد الخيارات التي تناسب احتياجاتك بشكل أفضل.

هل من المنطقي جلب جزء أو كل تجميع PCB/SMT إلى الداخل؟ لقد تناولت هذه المقالة بعض الإرشادات الخاصة بالمعدات، ولكنك ستحتاج أيضًا إلى أخذ العوامل التالية في الاعتبار:

• مساحة المرفق والمرافق
• مصادر المواد والمكونات
• القوى العاملة والتدريب للمشغلين
• الأدوات والمعدات الخاصة بالتحكم في الجودة والموظفين

إذا كنت لا تزال بحاجة إلى إقناع، فكر في ذلك: هناك صانعي معدات في الولايات المتحدة جاهزين وقادرين على توفير معدات مخصصة ودعم عملاء ممتاز.

تشمل الفوائد الأقل وضوحًا ولكنها لا تزال مهمة:

• سلسلة توريد أكثر موثوقية لأن المنتجات لا تأتي من الخارج.
• بصمة كربونية أصغر حيث لا تحتاج المنتجات والمواد إلى الشحن لمسافات بعيدة.
• المنتجات المصنوعة في الولايات المتحدة تخلق المزيد من الوظائف في الولايات المتحدة.

وازن تلك الاعتبارات مع المزايا التي قد تحققها، مثل تسليم أسرع بالإضافة إلى مستوى أعلى محتمل من رضا العملاء وولائهم، وستكون وضعية كسب-كسب لجميع الأطراف.

اقرأ المزيد من المقالات في TechXchange: أدوات وتقنية PCB.

تكنولوجيا التركيب السطحي (SMT)، المعروفة سابقًا باسم التركيب السطحي المستوي[1] هي طريقة يتم فيها تركيب المكونات الكهربائية مباشرة على سطح اللوحة الكهربائية المطبوعة (PCB).[2] يُشار إلى المكون الكهربائي المركب بهذه الطريقة بـجهاز تركيب سطحي (SMD). في الصناعة، حلت هذه الطريقة إلى حد كبير محل طريقة تركيب المكونات في الثقوب، ويرجع ذلك إلى أن SMT تسمح بزيادة الأتمتة في التصنيع مما يقلل التكلفة ويحسن الجودة.[3] كما أنها تسمح بتركيب المزيد من المكونات في مساحة معينة من الركيزة. يمكن استخدام كلا التقنيتين على نفس اللوحة، حيث غالبًا ما تستخدم تقنية التركيب من خلال الثقوب للمكونات غير المناسبة للتركيب السطحي مثل المحولات الكبيرة وأشباه الموصلات ذات قدرة تبديد الحرارة.

عادة ما يكون حجم مكون SMT أصغر من نظيره ذو الثقوب لأنه يحتوي على أرجل أصغر أو لا يحتوي على أرجل على الإطلاق. قد يحتوي على دبابيس قصيرة أو أرجل بأنماط مختلفة، أو جهات اتصال مسطحة، أو شبكة من كرات اللحام (BGAs)، أو نهايات على جسم المكون.

التاريخ

تم تطوير تقنية التركيب السطحي في السبعينات. بحلول الثمانينات، كانت المكونات المmounted surface تشغل 10% من السوق في الغالب ولكنها كانت تكتسب شعبية بسرعة.[4] بحلول أواخر الثمانينات، هيمنت أجهزة التركيب السطحي على غالبية الدوائر المطبوعة الإلكترونية عالية التقنية. وقد تم القيام بمعظم الأعمال الرائدة في هذه التقنية بواسطة شركة IBM. طُبقت العبقرية التصميمية التي عرضتها IBM في عام 1976 في جهاز كمبيوتر صغير النطاق لاحقًا في الكمبيوتر الرقمي للمركبة القاذفة المستخدمة في وحدة الأداة التي قادت جميع مركبات Saturn IB و Saturn V.[5] تم إعادة تصميم المكونات ميكانيكيًا بحيث تحتوي على شفرات معدنية صغيرة أو أغطية نهائية يمكن لحامها مباشرة على سطح PCB. أصبحت المكونات أصغر بكثير، وأصبح تركيب المكونات على كلا جانبي اللوحة أكثر شيوعًا باستخدام التركيب السطحي مقارنةً باستخدام الثقوب، مما يسمح بكثافات دوائر أعلى بكثير ولوحات دوائر أصغر، وبالتالي ماكينات أو وحدات فرعية تحتوي على اللوحات.

غالبًا ما تكون توتر السطح للحام كافيًا لتثبيت الأجزاء على اللوحة؛ في حالات نادرة، قد يتم تأمين الأجزاء الموجودة في الجزء السفلي أو "الجانب الثاني" من اللوحة باستخدام لاصق لمنع المكونات من التساقط داخل أفران إعادة التدفق.[6] في بعض الأحيان، يُستخدم اللاصق لتثبيت مكونات SMT على الجانب السفلي من اللوحة إذا تم استخدام عملية لحام الموجة للحام مكونات SMT والمكونات المحفورة في الوقت نفسه. بدلاً من ذلك، يمكن لحام مكونات SMT والمكونات المتقاطعة على نفس جانب اللوحة دون استخدام لاصق إذا تم لحام أجزاء SMT أولاً بإعادة تدفق اللحام، ثم اُستخدم قناع لحام انتقائي لمنع اللحام الذي يحمل تلك الأجزاء في مكانه من إعادة التدفق وأجزاء التحويم. تكيف التركيب السطحي جيدًا مع مستوى عالٍ من الأتمتة، مما يقلل من تكلفة العمالة ويزيد بشكل كبير من معدلات الإنتاج.

على النقيض من ذلك، لا تُعتبر SMT مناسبة بشكل جيد للتصنيع اليدوي أو ذي الأتمتة المنخفضة، وهو أكثر اقتصادًا وأسرع للنمذجة الفردية والإنتاج على نطاق صغير؛ هذه هي إحدى الأسباب التي تجعل العديد من مكونات عبر الثقوب لا تزال تُصنع. يمكن لحام بعض SMDs بمطرقة لحام يدوي مزودة بتحكم في درجة الحرارة، لكن تلك التي تكون صغيرة جدًا أو ذات لقطات دبابيس شديدة الدقة غالبًا ما تكون شبه مستحيلة للحام يدويًا دون معدات مكلفة.

الاختصارات الشائعة

تصف مصطلحات مختلفة المكونات والتقنية والآلات المستخدمة في التصنيع. يتم إدراج هذه المصطلحات في الجدول التالي:[3]

تقنيات التجميع

عندما يتم وضع المكونات، تحتوي اللوحة الكهربائية المطبوعة عادةً على وسادات مسطحة، عادةً ما تكون مغطاة بالقصدير والرصاص أو الفضة أو النحاس المذهب بدون ثقوب، وتسمى وسادات اللحام. يتم أولاً تطبيق معجون اللحام، وهو خليط لزج من المواد الكيميائية الجيدة وجزيئات اللحام الصغيرة، على جميع الوسادات باستخدام قناع من الفولاذ المقاوم للصدأ أو النيكل باستخدام عملية طباعة الشاشة. يمكن أيضًا تطبيقه بواسطة آلية الطباعة النفاثة، مشابهة لطابعة الحبر النفاث. بعد لصق، يتم نقل اللوحات إلى آلات الالتقاط والتثبيت، حيث يتم وضعها على حزام النقل. تُسلم المكونات المراد وضعها على اللوحات عادةً إلى خط الإنتاج إما في شريط ورقي/بلاستيكي ملفوف على بكرات أو أنابيب بلاستيكية. يتم تسليم بعض الدوائر المتكاملة الكبيرة في صناديق خالية من الكهرباء الساكنة.

ثم تُنقل اللوحات إلى فرن لحام إعادة التدفق. أولاً تدخل منطقة ما قبل التسخين، حيث يتم رفع درجة حرارة اللوحة وجميع المكونات تدريجيًا وبشكل موحد لمنع الصدمة الحرارية. ثم تدخل اللوحات منطقة حيث تكون درجة الحرارة مرتفعة بما يكفي لذوبان جزيئات اللحام في معجون اللحام، مما يربط أرجل المكونات بالوسادات على اللوحة. توتر السطح للحام المنصهر يساعد على إبقاء المكونات في مكانها. إذا تم تصميم أشكال وسادات اللحام بشكل صحيح، فإن توتر السطح يصطف تلقائيًا المكونات على وساداتها.

توجد عدد من التقنيات لإعادة تدفق اللحام. واحدة هي استخدام المصابيح تحت الحمراء؛ يُطلق على ذلك إعادة تدفق الأشعة تحت الحمراء. أخرى هي استخدام الغاز الساخن. التكنولوجيا الأخرى التي تُصبح شائعة مرة أخرى هي السوائل الفلورية الخاصة ذات نقاط الغليان العالية التي تستخدم طريقة تسمى إعادة تدفق الطور البخاري. بسبب المخاوف البيئية، بدأت هذه الطريقة في التراجع حتى تم تقديم تشريع خالٍ من الرصاص يتطلب ضوابط أكثر صرامة على اللحام. بحلول نهاية التسعينات، كانت لحام التدفق هو الأكثر شيوعًا لتقنية إعادة التدفق باستخدام الهواء القياسي أو غاز النيتروجين. لكل طريقة مزاياها وعيوبها. مع إعادة التدفق تحت الحمراء، يجب على مصمم اللوحة ترتيب اللوحة بحيث لا تسقط المكونات القصيرة في ظلال المكونات الطويلة. تكون مواقع المكونات أقل تقييدًا إذا كان المصمم يعلم أن إعادة تدفق الطور البخاري أو لحام الغاز سيستخدم في الإنتاج. بعد عملية لحام إعادة التدفق، يمكن تثبيت ورهبة بعض المكونات غير المنتظمة أو الحساسة للحرارة يدويًا، أو في الأتمتة على نطاق واسع، بواسطة شعاع الأشعة تحت الحمراء المركزة (FIB) أو أجهزة التدفق المحلية.

إذا كانت اللوحة الكهربائية ذات وجهين، فقد تتكرر عملية الطباعة والتركيب وإعادة التدفق هذه باستخدام إما معجون اللحام أو الغراء لتثبيت المكونات. إذا تم استخدام عملية لحام الموجة، يجب لصق الأجزاء على اللوحة قبل المعالجة لمنعها من الطفو عند إذابة معجون اللحام الذي يحتفظ بها في مكانها.

بعد اللحام، قد تُغسل اللوحات لإزالة بقايا المواد الكيميائية وأي كرات لحام متبقية قد تتسبب في قصر دائرة المكونات القريبة. يتم إزالة المواد الكيميائية الراتنجية باستخدام المذيبات الفلورية أو مذيبات الهيدروكربون ذات نقطة الوميض العالية، أو المذيبات ذات نقطة الوميض المنخفضة مثل ليمونين (المستخرج من قشور البرتقال) والتي تتطلب دورات شطف أو تجفيف إضافية. يتم إزالة المواد الكيميائية القابلة للذوبان في الماء باستخدام الماء المنزوع الأيونات والمنظفات، يتبعها نفخة هوائية لإزالة المياه المتبقية بسرعة. ومع ذلك، يتم تصنيع معظم التجميعات الإلكترونية باستخدام عملية "عدم التنظيف" حيث تم تصميم بقايا المواد الكيميائية لتبقى على اللوحة الكهربائية، لأنها تعتبر غير ضارة. يوفر ذلك تكلفة التنظيف، ويسرع من عملية التصنيع، ويقلل من الفاقد. ومع ذلك، من الضروري عمومًا غسل التجميع، حتى عند استخدام عملية "عدم التنظيف"، عندما يستخدم التطبيق إشارات ساعة بترددات عالية جدًا (تتجاوز 1 جيجاهرتز). سبب آخر لإزالة بقايا عدم التنظيف هو تحسين التصاق الطلاءات المطاطية ومواد التعبئة.[7] بغض النظر عما إذا كانت PCB تُغسل أم لا، تشير الاتجاهات الحالية في الصناعة إلى مراجعة دقيقة لعملية تجميع PCB حيث تم تطبيق "عدم التنظيف"، حيث إن بقايا المواد الكيميائية المحاصرة تحت المكونات ودروع RF قد تؤثر على مقاومة العزل السطحي (SIR)، لا سيما على اللوحات ذات كثافة مكونات عالية.[8]

تتطلب معايير التصنيع معينة، مثل تلك التي كتبتها IPC - جمعية ربط صناعات الإلكترونيات، التنظيف بغض النظر عن نوع لحام المواد الكيميائية المستخدمة لضمان لوحة نظيفة تمامًا. قد يؤدي التنظيف المناسب إلى إزالة جميع آثار المواد الكيميائية، بالإضافة إلى الأوساخ والملوثات الأخرى التي قد تكون غير مرئية للعين المجردة. قد تترك عمليات اللحام غير التنظيف أو عمليات اللحام الأخرى "بقايا بيضاء" تعتبر وفقًا لـ IPC مقبولة "بشرط أن تكون هذه البقايا مؤهلة ومُعتمدة على أنها غير ضارة".[9] ومع ذلك، في حين يُتوقع من المتاجر التي تتوافق مع معايير IPC الالتزام بقواعد الجمعية بشأن حالة اللوحة، لا تتبنى جميع مراكز التصنيع معايير IPC، ولا يُطلب منها ذلك. بالإضافة إلى ذلك، في بعض التطبيقات، مثل الإلكترونيات الرخيصة، فإن مثل هذه الطرق التصنيعية الصارمة تعتبر مفرطة في التكلفة والوقت المطلوب.

أخيرًا، يتم فحص اللوحات بصريًا بحثًا عن مكونات مفقودة أو غير متناسقة وجسور لحام.[10][11] إذا لزم الأمر، يتم إرسالها إلى محطة إعادة العمل حيث يقوم مشغل بشري بإصلاح أي أخطاء. ثم تُرسل بشكل تقليدي إلى محطات الاختبار (الاختبار داخل الدائرة و/أو الاختبار الوظيفي) للتحقق من أنها تعمل بشكل صحيح.

تُستخدم أنظمة الفحص البصري الآلي (AOI) بشكل شائع في تصنيع PCB. وقد أثبتت هذه التكنولوجيا فعاليتها العالية في تحسين العمليات وتحقيق الجودة.[12]

المزايا

المزايا الرئيسية لتكنولوجيا SMT مقارنة بأسلوب الثقوب هي:[13][14]

• تجميع آلي أسرع. بعض آلات التركيب قادرة على تركيب أكثر من 136000 مكون في الساعة.
• كثافة مكونات أعلى بكثير (مكونات لكل وحدة مساحة) ووجود المزيد من الاتصالات لكل مكون.
• يمكن تركيب المكونات على كلا جانبي اللوحة.
• كثافة أعلى من الاتصالات لأن الثقوب لا تمنع مساحة التوجيه في الطبقات الداخلية، ولا في الطبقات الخلفية إذا كانت المكونات مركبة على جانب واحد فقط من PCB.
• تُصحح الأخطاء البسيطة في وضع المكونات تلقائيًا إذ تسحب توتر السطح للحام السائل المكونات إلى الانحياز مع وسادات اللحام. (من ناحية أخرى، لا يمكن تحريك مكونات الثقوب قليلاً لأنها بمجرد مرور الأرجل عبر الثقوب، تكون المكونات مصفوفة تمامًا ولا يمكن تحريكها جانبيًا خارج الانحياز.)
• أداء ميكانيكي أفضل تحت ظروف الصدمات والاهتزازات (جزء منه بسبب الكتلة الأقل وجزء بسبب تقليل القوة العائمة)
• المقاومة والمكونات المكافئة عند الاتصال أقل، مما يُقلل من آثار الإشارات RF غير المرغوب فيها وأداء عالي التردد بشكل أفضل وأكثر قابلية للتنبؤ.
• أداء EMC أفضل (انبعاثات أقل) بسبب مساحة الحلقة الإشعاعية الأصغر (بسبب الحزمة الأصغر) وانخفاض الحث الكهربائي للأرجل.[15]
• تحتاج إلى حفر عدد أقل من الثقوب. (حفر PCB أمر يستغرق وقتًا طويلًا ومكلفًا.)
• تكلفة ابتدائية أقل وزمن إعداد أقل للإنتاج الكمي باستخدام معدات آلية.
• الكثير من أجزاء SMT تكون أقل تكلفة من أجزاء الثقوب المعادلة.
• مكونات أصغر.

العيوب

• قد تكون SMT غير مناسبة كطريقة تثبيت وحيدة للمكونات المعرضة لضغوط ميكانيكية متكررة، مثل الموصلات المستخدمة للتواصل مع أجهزة خارجية يتم توصيلها وفصلها بشكل متكرر. [الحاجة إلى إشارة مرجعية]
• قد تُتلف اتصالات لحام SMD بواسطة مركبات التركيب أثناء ما يمرون بدورات الحرارة.
• تجميع النموذج الأولي يدويًا أو إصلاح على مستوى المكونات يكون أكثر صعوبة ويتطلب مشغلين مهرة وأدوات أكثر تكلفة، بسبب الأحجام الصغيرة والمسافات بين الأرجل للعديد من SMDs.[16] التعامل مع مكونات SMT الصغيرة يمكن أن يكون صعبًا، مما يتطلب ملاقط، على عكس جميع المكونات ذات الثقوب تقريبا. بينما ستبقى مكونات الثقوب في مكانها (تحت قوة الجاذبية) عند إدخالها ويمكن تأمينها ميكانيكيًا قبل اللحام عن طريق ثني أرجلها على الجانب اللحامي للوحة، فإن SMDs يمكن تحريكها بسهولة من مكانها بلمسة من مكواة اللحام. دون مهارة متطورة، عند اللحام أو فك اللحام يدويًا، من السهل إعادة إذابة لحام مكون SMT المجاور دون قصد وتحريكه، وهو أمر يكاد يكون مستحيلًا حصره مع مكونات الثقوب.
• لا يمكن استخدام العديد من أنواع حزم مكونات SMT مباشرة مع اللوحات التجريبية الموصلة (أداة نمذجة سريعة وسهلة الاستخدام)، مما يتطلب إما لوحة دائرية مخصصة لكل نموذج أولي أو تركيب MCD على حاملة ذات دبابيس. للحصول على نموذج أولي حول مكون SMT معين، يمكن استخدام لوحة تقسيم أقل تكلفة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام لوحات نموذجية من نوع الشرائط، وبعضها يتضمن وسادات لأولاد SMD ذات الأبعاد القياسية. يمكن استخدام نمذجة "حشرة ميتة" لخلق نماذج أولية.[17]
• أبعاد لحام المفاصل في SMT تصبح صغيرة بسرعة مع تقدم التكنولوجيا نحو تقنية الكاميرات الفائقة الدقة. تصبح موثوقية لحام المفاصل بعناية أكثر هل فعلاً تحملًا مع تقليل كمية اللحام المستخدمة لكل وصلة. الفجوات هي عيب يرتبط بشكل شائع باللحام، وخاصة عند إعادة تدفق لحام المادة في تطبيق SMT. يمكن أن تؤدي الفجوات إلى تدهور قوة المفصل وفي النهاية تؤدي إلى الفشل المفصلي.[18][19]
• تتطلب SMDs، التي عادةً ما تكون أصغر من مكونات الثقوب المعادلة، مساحة سطح أقل للعلامة التجارية، مما يتطلب علامات على رموز تعريف أجزاء أو قيم مكونات أن تكون أكثر طلاسم وأصغر، وغالبًا ما تتطلب تكبيرًا لقراءتها، بينما قد تكون مكونات الثقوب الأكبر يمكن قراءتها وتحديدها دون مساعدة العين. هذه عيب في النموذج الأولي والإصلاح وإعادة العمل والهندسة العكسية، وربما في إعداد الإنتاج.

إعادة العمل

يمكن إصلاح مكونات التركيب السطحي المعطوبة باستخدام كاويات اللحام (لبعض الاتصالات) أو نظام إعادة العمل بدون تلامس. في معظم الحالات، يكون نظام إعادة العمل هو الخيار الأفضل لأن العمل على SMD بكاوية اللحام يتطلب مهارة كبيرة وغالبًا ما يكون غير ممكن.

عادةً ما تصحح إعادة العمل نوعًا ما من الخطأ، سواء كان ناجمًا عن الإنسان أو الآلة، وتشتمل على الخطوات التالية:

• إذابة اللحام وإزالة المكونات
• إزالة اللحام المتبقي (قد لا تكون مطلوبة لبعض المكونات)
• طباعة معجون اللحام على PCB، مباشرة أو عن طريق الطباعة أو الغمر
• وضع المكون الجديد وإعادة التدفق.

أحيانًا تحتاج عشرات أو مئات من نفس الأجزاء إلى الإصلاح. إذا كانت هذه الأخطاء ناجمة عن التجميع، فإن الكثير منها يُكتشف خلال العملية. ومع ذلك، يظهر مستوى جديد من إعادة العمل عندما يتم اكتشاف فشل المكون في وقت متأخر جدًا، وربما لم يُحل إلا عندما يواجه المستخدم النهائي للجهاز المُصنع هذه المشكلة. يمكن استخدام إعادة العمل أيضًا إذا كانت المنتجات ذات قيمة كافية لتبريرها تتطلب مراجعة أو إعادة هندسة، ربما لتغيير مكون واحد قائم على البرنامج الثابت. تتطلب إعادة العمل بكميات كبيرة عملية مصممة لهدف معين.

توجد في الأساس طريقتان غير تلامسيه للحام/لفك اللحام: اللحام بالأشعة تحت الحمراء واللحام باستخدام الغاز الساخن.[20]

الأشعة تحت الحمراء

مع اللحام بالأشعة تحت الحمراء، يتم نقل الطاقة لتسخين مفصل اللحام من خلال الأشعة الكهرومغناطيسية تحت الحمراء التي تتراوح بين الموجات الطويلة والمتوسطة والقصيرة.

المزايا:

• إعداد سهل
• لا يتطلب هواء مضغوط لعملية التسخين (تستخدم بعض الأنظمة هواء مضغوط للتبريد)
• لا يحتاج إلى فوهات مختلفة للعديد من أشكال وأحجام المكونات، مما يقلل من التكلفة والحاجة إلى تغيير الفوهات
• تسخين شامل جدًا ممكن، افتراض أن الأنظمة عالية الجودة للأشعة تحت الحمراء
• عملية إعادة تدفق لطيفة مع درجات حرارة سطح منخفضة، افتراض أن إعدادات الملف الشخصي صحيحة
• استجابة سريعة لمصدر الأشعة تحت الحمراء (تعتمد على النظام المستخدم)
• يمكن التحكم في درجة الحرارة المغلقة مباشرة على المكون عن طريق تطبيق مسبار حراري أو قياس حراري. مما يسمح بالتعويض عن التأثيرات البيئية المتنوعة وفقدان الحرارة. يتيح استخدام نفس الملف الحراري على تجميعات مختلفة قليلاً، حيث تتكيف عملية التسخين بشكل تلقائي. Enable (إعادة) الدخول في النموذج حتى على التجميعات الساخنة
• تعيين مباشر لدرجات الحرارة المستهدفة ودرجات الميل ممكن من خلال التحكم المباشر في درجة حرارة المكون في كل عملية لحام فردية.
• لا يحدث تأكسد متزايد بسبب النفخ القوي لمفاصل اللحام باستخدام الهواء الساخن، مما يقلل من تآكل المواد الجيدة أو النفخ بعيدًا.
• وثائق درجة الحرارة التي تم قضاءها على المكون لكل عملية إعادة عمل فردية ممكنة

العيوب:

• يجب درع المكونات القريبة الحساسة من الحرارة لمنع الأضرار، مما يتطلب المزيد من الوقت لكل لوحة
• على موجة الأشعة تحت الحمراء القصيرة فقط: تعتمد درجة حرارة السطح على لون المكون: ستسخن الأسطح الداكنة أكثر من الأسطح الفاتحة
• يمكن أن يحدث فقدان حراري في المكون
• لا توجد أجواء إعادة تدفق ممكنة (لكنها ليست ضرورية أيضًا)

غاز ساخن

خلال اللحام بالغاز الساخن، يتم نقل الطاقة لتسخين مفصل اللحام بواسطة غاز ساخن. يمكن أن يكون الهواء أو غاز غير تفاعلي (نيتروجين).

المزايا:

• تسمح بعض الأنظمة بالتحويل بين الهواء الساخن والنيتروجين
• تسمح الفوهات القياسية والخاصة بالمكونات بمزيد من الموثوقية وسرعة المعالجة
• تسمح بالملفات اللحمية القابلة للتكرار (تعتمد على النظام المستخدم)
• تسخين فعال، يمكن نقل كميات كبيرة من الحرارة
• تسخين حتى منطقة اللوحة المتأثرة بالتساوي (يعتمد على جودة النظام/الفوهة المستخدمة)
• لن تتجاوز درجة حرارة المكون البترول الأمامي المحدد
• التبريد السريع بعد إعادة التدفق، مما يؤدي إلى مفاصل لحام صغيرة الحبيبات (يعتمد على النظام المستخدَم)

العيوب:

• تؤدي القدرة الحرارية لمولد الحرارة إلى استجابة بطيئة مما يؤدي إلى تشويه الملفات الحرارية (تعتمد على النظام المستخدم)
• تتطلب فوهات غاز ساخن محددة المعقدة الخاصة بالمكونات توجيه الغاز الساخن إلى المكون المستهدف. هذه الفوهات يمكن أن تكون مكلفة للغاية.
• اليوم، لا يمكن غالبا أن توضع الفوهات على PCB بواسطة مكونات مجاورة، مما يعني أنه لم يعد هناك حجرة عملية مغلقة، ويمكن أن تهب الجوار من الجانب بقوة. يمكن أن يؤدي هذا إلى انبثاق مكونات مجاورة أو حتى تلف حراري. وفي هذه الحالة، يجب حماية المكونات المجاورة من تدفق الهواء، عبر تغطيته بشريط بوليميد.
• يمكن أن يتسبب عدم الاستقرار في تدفق الغاز الساخن في إنشاء بقع حارة وباردة على الأسطح المسخنة، مما يؤدي إلى تسخين غير متساو. لذلك، يشكل تصميم الفوهات عالية الجودة أمرًا ضروريًا!
• يمكن أن تؤدي الدوامات على حواف المكونات، خاصة في القواعد والموصلات، إلى تسخين هذه الحواف بشكل أكبر من أي أسطح أخرى. يمكن أن يحدث ارتفاع في درجة الحرارة (حروق، انصهار البلاستيك)
• تفقد التكاليف بسبب التأثيرات البيئية غير محتسبة، حيث لا يتم قياس درجة حرارة المكونات خلال العملية الإنتاجية
• يتطلب إنشاء ملف إعادة تدفق مناسب مرحلة ضبط واختبار، في بعض الحالات تتضمن عدة مراحل
• لا يمكن التحكم مباشرة في درجة حرارة المكون؛ حيث يصعب قياس درجة الحرارة الفعلية للمكون بسبب سرعة الغاز العالية (فشل قياس!)

التكنولوجيا الهجينة

تجمع أنظمة إعادة العمل الهجينة بين الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء والموجات الساخنة.

المزايا:

• إعداد سهل
• تدفق الهواء الساخن ببطء الذي يدعم الإشعاع الحراري يُحسن من نقل الحرارة لكنه لا يمكن أن يطرد المكونات بعيدًا
• لا يعتمد نقل الحرارة بالكامل على سرعة تدفق الغاز الحار في السطح المكون/التركيب (انظر الغاز الساخن)
• لا يحتاج إلى فوهات مختلفة للعديد من الأشكال والأحجام الترميز، مما يقلل من التكلفة والحاجة إلى تغيير الفوهات
• تسخين أجزاء صغيرة جداً وطويلة عادية وأشكال غريبة ممكن، حسب نوع المُسخن العلوي
• تسخين موحد جدًا ممكن؛ بشرط أن تكون أنظمة التسخين الهجينة ذات جودة عالية
• عملية إعادة تدفق لطيفة مع درجات حرارة سطح منخفضة، بشرط أن يتم ضبط إعدادات الملف الشخصي بشكل صحيح
• لا حاجة لوجود هواء مضغوط لعملية التسخين (تستخدم بعض الأنظمة هواء مضغوط للتبريد)
• يمكن التحكم في درجة حرارة المكون مباشرة؛ عبر تطبيق جهاز قياس الحرارة أو قياس الحرارة الرقمي. وهذا يسمح بالتعويض عن التأثيرات البيئية المتغيرة وفقدان الحرارة. تخصيص استخدام نفس الملف الشخصي الحراري على تجميعات مختلفة بمقدار قليل؛ نظرا لأن عملية التسخين تتكيف بشكل تلقائي. يتيح إدخال (أو إعادة) المنتج إلى الملف الشخصي حتى على التجميعات الساخنة.
• من الممكن مباشرة إعداد درجات حرارة الملفات المستهدفة وتخفيضاتها المباشرة من خلال التحكم المباشر في درجة حرارة كل عملية لحام فردية.
• يوفر مستوي لللحد من التأكسد الناجم عن نفخ قوي للمفاصل اللحامية بالهواء الساخن، مما يقلل من تآكل اللحام أو التأكسد.
• يمكن إعداد وثائق درجة الحرارة المتبقية على المكون لكافة عمليات إعادة العمل الفردية.

العيوب:

• يجب حماية المكونات المجاورة الحساسة من الحرارة لتفادي الأذى، مما يعكس الاحتياجات الإضافية من الوقت والميزانية لكل لوحة. يجب ان تحمي المادة أيضًا من تدفق الغاز.
• يمكن حدوث صرف للطاقة الحرارية بجوار المكونات.

الحزم

تكون المكونات السطحية عادةً أصغر من نظرائها ذات الأرجل، وتم تصميمها للمعالجة بواسطة الآلات بدلًا من البشر. وقد قامت صناعة الإلكترونيات بتوحيد أشكال وأحجام الحزم (الهيئة الرائدة في التوحيد هي JEDEC).

تتواجد أصغر حجم حسب الحزم المتاحة في عام 2010، وهي ، ، ، و .[21]

للمزيد من المعلومات، يُرجى زيارة نظام نقل SMT PCB.

التعرف

المقاومات

مقاومات SMD بدقة 5% عادة ما يتم وضع علامات عليها بقيم المقاومة باستخدام ثلاث أرقام: رقمين مهمين ورقم مضاعف. وهذه غالبًا ما تكون حروفًا بيضاء على خلفية سوداء، لكن يمكن استخدام خلفيات وألوان أخرى أيضًا. بالنسبة لمقاومات SMD بدقة 1%، تُستخدم الشفرة، حيث لن تنقل ثلاث أرقام ما يكفي من المعلومات خلافًا لذلك. تتكون هذه الشفرة من رقمين وحرف: الأرقام تشير إلى موضع القيمة في سلسلة E96 من القيم، بينما تشير الحرف إلى المضاعف.[22]

المكثفات

عادة ما تكون المكثفات غير الكهربية غير مميزة وأفضل طريقة موثوق بها لتحديد قيمتها هي إزالتها من الدائرة وقياسها لاحقًا بمقياس السعة أو جسر مقياس السعة. المواد المستخدمة في تصنيعت المكثفات، مثل نيكيل التنتالوم، تحتوي على ألوان مختلفة ويمكن أن تعطي فكرة تقريبية عن سعة المكون. بصفة عامة، يكون الحجم الفعلي متناسبًا مع السعة والجهد (المربعة) لنفس العزل. على سبيل المثال، قد يأتي مكثف 100 نانوفاراد 50 فولت بنفس الحزمة مثل جهاز 10 نانوفاراد 150 فولت. عادةً ما تكون مكثفات SMD (غير الكهربية) عبارة عن مكثفات خزفية وحيدة، ويتواجد نفس لون الجسم على جميع الواجهات الأربعة غير المغطاة بالأغطية النهائية. تعتبر مكثفات SMD الإلكترونية، التي غالبًا ما تكون مكثفات تانتالوم، مُسمَّاة مثل المقاومات، مع رقمين مهمين ومضاعف في وحدات البيكوفاراد (10 −12 فاراد).

المحثات

المحثات ذات السعة الصغيرة مع تصنيفات تيار عالية معتدلة هي عادة من نوع حبة الحديد. فهي عبارة عن حلقة موصلة معدنية عبر حبة الحديد تقريبًا مثل متغيراتها ذات الثقوب، ولكنها تحتوي على رؤوس SMD بدلاً من الأرجل. تظهر بلون رمادي داكن وهي مغناطيسية، بعكس المكثفات ذات نفس اللون الرمادي الداكن. يُحدد هذا النوع من المحاثات عادةً بقيم صغيرة في نطاق النانوهينري (nH) وغالبًا ما تُستخدم كمزيلات للتشويش في خطوط تغذية الطاقة أو في الأجزاء المعقدة من الدائرة. يمكن بالطبع تركيب محثات أكبر ومحول كوسيلة لحام عبر الثقوب على نفس اللوحة. حث شديد المساحة مع قيم كبيرة مُحاط بأسلاك أو شرائط مسطحة حول الجسم أو مدفونة في راتينج شفاف، مما يسمح برؤية الأسلاك أو الشريط. أحياناً قد تتواجد نواة الحديد أيضًا. وغالبًا ما تكون هذه الأنواع ذات القيم الكبيرة محدودة بتصنيفات تيار صغيرة، على الرغم من أن بعض الأنواع المسطحة يمكن أن تتحمل بعض أمبير. كما مع المكثفات، فإن قيم المكونات ومحددات المحاثات الصغيرة لا تُحدَّد عادةً على المكون ذاته؛ إذا لم يتم توثيقها أو طباعتها على PCB، فإن القياس، وعادةً ما يكون بعد الإزالة من الدائرة، هو الطريقة الوحيدة لتحديدها. يُظهر المحاثات الأكبر، وخاصة الأنواع ذات السلك في بصمات أكبر، عادةً القيمة طباعتها على السطح. على سبيل المثال، "330"، الذي يعادل قيمة 33µH.

أشباه الموصلات المنفردة

غالبًا ما يتم وضع علامات على أشباه الموصلات المنفردة، مثل الدايودات والترانزستورات، برمز يحتوي على رمزين أو ثلاثة رموز. يمكن أن تُترجم نفس الرموز المطبوعة على الحزم المختلفة أو الأجهزة من مصنّعين مختلفين إلى أجهزة مختلفة. العديد من هذه الرموز، المستخدمة لأن الأجهزة صغيرة جدًا لتوسيمها بأرقام تقليدية أكثر استخدمت على الحزم الأكبر، تتطابق مع أرقام أجزاء تقليدية مألوفة حين يُستشار قائمة تطابق. قام GM4PMK في المملكة المتحدة بإعداد قائمة تطابق، وتتوفر أيضًا قائمة PDF مشابهة، على الرغم من أن هذه القوائم غير مكتملة.

الدائرة المتكاملة

عمومًا، تكون حزم الدائرة المتكاملة كبيرة بما يكفي لتُ imprint برقم الجزء الكامل الذي يتضمن بادئة مخصصة من المُصنّع، أو جزء ملحوظ من رقم الجزء واسم المصنّع أو الشعار.

انظر أيضًا

• بوابة الإلكترونيات

• موصلات بين اللوحات
• حامل الشريحة
• الإلكترونيات
• خدمات تصنيع الإلكترونيات
• قائمة بأبعاد حزمة الإلكترونيات
• قائمة بأنواع تغليف المكونات الإلكترونية
• حامل الشريحة البلاستيكي المزود بالأرجل
• البناء من نقطة إلى نقطة
• اللوحة المطبوعة
• RoHS
• معدات وضع SMT
• تقنية الثقوب العميقة
• التفاف السلك
• رمز RKM