في حين أن التصميم المتطور أمر ضروري ، فإن عمليات التجميع الكفؤة والموثوقة مهمة بنفس القدر لأداء PCB الأمثل. تدرس هذه المقالة كل مرحلة من مراحل تجميع PCB ،من تحسين التصميم إلى تنفيذ التصنيع، لمساعدة المهندسين على خلق منتجات إلكترونية متفوقة.

لمحة عامة عن عملية تجميع PCB

يتضمن تجميع PCB وضع المكونات الإلكترونية بدقة على لوحات الدوائر المطبوعة من خلال مراحل متعددة: تحليل الجدوى للتصميم (DFA) ، تكنولوجيا تركيب السطح (SMT) ،إدخال مكون من خلال الثقب، الاختبار، والفحص النهائي. عملية التجميع الفعالة تتطلب وثائق واضحة،بما في ذلك لائحة المواد الدقيقة (BOM) وإرشادات التجميع التفصيلية مع علامات حاسمة مثل مؤشرات المرجعية، اتجاه المكونات، ومؤشرات خاصة للمكونات القابلة للتنظيف مقابل غير القابلة للتنظيف.

1تحليل الجدوى للتصميم: أساس التحقق من صحة البيانات

تعمل DFA كخطوة أولى حاسمة في تجميع PCB ، حيث يقوم المهندسون بمراجعة بيانات Gerber / ODB ++ وملفات BOM بدقة للتحقق من جدوى التصنيع.الهدف الرئيسي هو منع أخطاء التجميع المحتملة وخفض التكاليف الإجمالية من خلال تأكيد:

• دقة وإكمال BOM
• دقة أبعاد بصمة المكونات
• مسافة كافية بين المكونات لمنع التداخل
• الامتثال لمواصفات ملفات الحفر
• فعالية حلول إدارة الحرارة
• الالتزام بمتطلبات المساحة المفتوحة على حافة اللوحة

فقط بعد التحقق من هذه المعلمات يمكن للعملية المضي قدما في تجميع SMT.

2تجميع SMT: الدقة من خلال الأتمتة

تستخدم تكنولوجيا التثبيت السطحي معدات آلية لوضع وربط مكونات SMD بدقة على أقراص PCB.يجب تحديد المكونات غير القابلة للتنظيف لأنها تتطلب معالجة خاصة بعد تنظيف اللوحةتتألف عملية SMT من عدة مراحل رئيسية:

أ. تطبيق وفتش معجون اللحام

يتم تطبيق معجون اللحام مع مزيج من المساحيق المعدنية (القصدير والفضة والنحاس) والطاقة الحرارية بشكل دقيق على أقراص PCB باستخدام القوالب.معدات فحص معجون اللحام (SPI) تقييم جودة الرواسب:

• 2D SPI يقيس سمك اللاصق وعرضه
• 3D SPI يقيّم الطول والعرض والحجم ويكشف عن العيوب مثل البستة المفقودة أو الجسر

ب - وضع المكونات

تتمكن آلات الاختيار والمكان من وضع المكونات (BGAs ، ICs ، المقاومات ، المكثفات) بدقة بسرعة تصل إلى 15000 وضع في الساعة ، مما يتيح صنع نماذج أولية سريعة.

ج. إعادة لحام التدفق

هذه المرحلة الحرجة تذوب معجون اللحام من خلال ملفات تعريف درجة الحرارة التي يتم التحكم فيها بدقة:

• اللحام القائم على الرصاص: 180-220 درجة مئوية
• اللحام الخالي من الرصاص: 210-250 درجة مئوية

د. الفحص البصري الآلي (AOI)

تكتشف أنظمة AOI عيوب التجميع بما في ذلك المكونات المفقودة ومشكلات اللحام وعدم المواءمة والتوجيه غير الصحيح وعدم كفاية / الحام الزائد.

التفتيش بالأشعة السينية

هذه طريقة الاختبار غير المدمرة تدرس مفاصل اللحام الداخلية في PCBات متعددة الطبقات ومعقدة ، وهي ذات قيمة خاصة للمكونات الدقيقة.

إختبار المسبار الطائر

يحدد هذا الحل المرن للاختبار القصير ، ويفتح ويتحقق من قيم المكونات (المقاومة ، السعة ، الحثية) ، وهو مثالي للإنتاج بكميات صغيرة والتغييرات المتكررة في التصميم.

3التجميع عبر الثقب: موثوقية تقليدية

• لحام الموجات:العملية ذات الحجم الكبير حيث تمر الألواح عبر موجات اللحام المنصهر
• لحام انتقائي:التطبيق الروبوتي لمواقع محددة من خلال الثقب
• لحام يدوي:ربط يدوي باستخدام حديد اللحام والتيار

4التنظيف: ضمان النقاء

يزيل تنظيف ما بعد التجميع بقايا التدفق والملوثات باستخدام المياه غير المؤينة أو المحلولات المتخصصة عند 62 درجة مئوية (144 درجة فهرنهايت) و 310 كيبا (45 سم) ، تليها تجفيف الهواء بضغط عال.

5تجميع المكونات غير القابلة للتنظيف

يتم لحام المكونات غير المتوافقة مع عمليات التنظيف باستخدام تدفقات غير نظيفة التي تلغي متطلبات غسل ما بعد لحام.

6التفتيش النهائي والاختبار

فحص الجودة الشامل لتحديد العيوب المادية والكهربائية قبل إطلاق المنتج.

7طلاء مطابق

الطلاء الوقائي يعزز متانة الدوائر وطول العمر في البيئات الصعبة.

اختيار المكونات: تحسين التصميم

الخيارات الاستراتيجية للمكونات تؤثر بشكل كبير على أداء PCB:

• المصدر من الموردين المشهورين لتجنب المكونات المزيفة
• استخدام حزم متكاملة للحد من عدد الأجزاء وحجم اللوحة
• تفضل مكونات SMT لتحسين سلامة الإشارة وكفاءة التصنيع

الاستنتاج

إن إتقان عمليات تجميع الأقراص الصلبة من DFA إلى الفحص النهائي أمر ضروري لإنتاج أجهزة إلكترونية موثوقة عالية الأداء.والحفاظ على ضوابط التصنيع الصارمة، يمكن للمهندسين تعظيم جودة المنتج ووظائفه.