في عالم تصنيع الإلكترونيات الدقيقة، تحمل لوحة الدوائر المطبوعة الصغيرة عددًا لا يحصى من المكونات الإلكترونية الدقيقة. الجسر الذي يربط هذه المكونات هو طبقة معجون اللحام الرقيقة ولكن الحاسمة. إذا قارنا SMT (تقنية التركيب السطحي) بسمفونية، فإن طباعة معجون اللحام بمثابة الافتتاحية - تحدد دقتها بشكل مباشر نجاح جميع العمليات اللاحقة.
تمثل طباعة معجون اللحام المرحلة الأولية والأكثر أهمية في عملية SMT. تتضمن هذه الخطوة إيداع الكمية المناسبة من معجون اللحام بدقة على وسادات PCB، وعادة ما يتم تحقيق ذلك من خلال الطباعة باستخدام الاستنسل أو الطباعة النفاثة. يرى إجماع الصناعة أن معظم عيوب التجميع تنشأ من التحكم غير السليم في هذه العملية. تؤثر جودة طباعة معجون اللحام بشكل مباشر على وضع المكونات ولحام التدفق، مما يحدد في النهاية موثوقية المنتج النهائي وأدائه.
تتأثر كفاءة نقل معجون اللحام من الاستنسل إلى PCB بمتغيرات متعددة، والتي يمكن تحليلها بشكل منهجي باستخدام مخطط إيشيكاوا (عظم السمكة):
لتحقيق طباعة معجون لحام عالية الجودة، يجب التحكم في هذه المعلمات الرئيسية بدقة:
1. تصميم الاستنسل: يعمل الاستنسل كأداة أساسية، حيث يؤثر تصميمه بشكل مباشر على ترسيب معجون اللحام. يأخذ تصميم الاستنسل الأمثل في الاعتبار أبعاد الوسادة والتباعد وخصائص معجون اللحام. بالنسبة للمكونات ذات الملعب الدقيق، تمنع فتحات الاستنسل الدقيقة التوصيل.
2. سرعة الممسحة: تبدأ عادةً من 25 مم/ثانية، يجب تعديل ذلك بناءً على لزوجة المعجون وحجم الفتحة. تتسبب السرعة المفرطة في ترسيب غير كافٍ، بينما قد تؤدي السرعات البطيئة إلى انهيار المعجون.
3. ضغط الممسحة: مرجع شائع هو 500 جرام لكل 25 مم من طول الشفرة. يؤدي الضغط غير الكافي إلى ترك معجون متبقي، بينما قد يتسبب الضغط المفرط في تلف الاستنسل.
4. زاوية الممسحة: عادة ما يتم تثبيتها عند 60 درجة، يمكن أن تتسبب الزوايا غير الصحيحة في ترسيب غير كافٍ أو بقايا معجون.
5. فجوة الطباعة: يوصى عمومًا بالطباعة بدون فجوات لضمان الإغلاق المناسب بين الاستنسل و PCB، خاصة بالنسبة للمكونات ذات الملعب الدقيق.
6. سرعة الفصل: يجب الحفاظ عليها أقل من 3 مم/ثانية لمنع تكوين "آذان الكلاب" على حواف ترسيب المعجون.
7. تنظيف الاستنسل: يمنع التنظيف المنتظم انسداد الفتحات. يفضل استخدام الأنظمة الآلية التي تستخدم IPA والمساحات للحصول على نتائج متسقة.
يتكون معجون اللحام من جزيئات القصدير المعلقة في التدفق، والذي يعمل كمادة لاصقة مؤقتة حتى يؤدي لحام التدفق إلى إنشاء وصلات دائمة. كمادة تكسوتروبية، تتطلب طاقة ميكانيكية (من عملية الطباعة) لتحقيق خصائص التدفق المناسبة.
يتبع اختيار حجم الجسيمات "قاعدة 5 كرات" - يجب أن تمتد خمس جزيئات على الأقل عبر عرض أصغر فتحة. تتراوح أحجام الجسيمات المتاحة من النوع 1 (25-45 ميكرومتر) إلى النوع 6 (<5 ميكرومتر). تتطلب كل من المعاجين المحتوية على الرصاص والخالية من الرصاص التبريد ولكن يجب أن تتكيف مع درجة حرارة الغرفة لمدة ثماني ساعات قبل الاستخدام.
يجب خلط المعجون لمدة 3-5 دقائق قبل الاستخدام لضمان التجانس. يجب التخلص من المعجون المستخدم بعد ثماني ساعات، بينما يمكن تخزين المعجون المستخدم لمدة تقل عن أربع ساعات لمدة تصل إلى 24 ساعة في حاويات محكمة الإغلاق.
تساعد أنظمة الفحص الآلي (ثنائية الأبعاد لقياس المساحة، وثلاثية الأبعاد لتحليل الحجم) في التحقق من جودة الطباعة. تشمل العيوب الشائعة:
تتطلب طباعة المعاجين الخالية من الرصاص ذات درجة الحرارة المنخفضة معلمات مختلفة: سرعات أسرع (50-100 مم/ثانية) وضغط أقل (~300 جرام/25 مم). يوصى بحجم معجون إضافي حيث تميل هذه التركيبات إلى الالتصاق بشفرات الممسحة.
مع إظهار إحصائيات الصناعة لبعض عمليات SMT التي تعمل بمجرد 20% كفاءة، يوفر تحسين طباعة معجون اللحام فرصًا كبيرة لتحسين الجودة وتقليل التكاليف. من خلال معالجة جميع متغيرات العملية بشكل منهجي، يمكن للمصنعين تحقيق عوائد أعلى وتقليل النفايات وتحسين موثوقية المنتج.
في عالم تصنيع الإلكترونيات الدقيقة، تحمل لوحة الدوائر المطبوعة الصغيرة عددًا لا يحصى من المكونات الإلكترونية الدقيقة. الجسر الذي يربط هذه المكونات هو طبقة معجون اللحام الرقيقة ولكن الحاسمة. إذا قارنا SMT (تقنية التركيب السطحي) بسمفونية، فإن طباعة معجون اللحام بمثابة الافتتاحية - تحدد دقتها بشكل مباشر نجاح جميع العمليات اللاحقة.
تمثل طباعة معجون اللحام المرحلة الأولية والأكثر أهمية في عملية SMT. تتضمن هذه الخطوة إيداع الكمية المناسبة من معجون اللحام بدقة على وسادات PCB، وعادة ما يتم تحقيق ذلك من خلال الطباعة باستخدام الاستنسل أو الطباعة النفاثة. يرى إجماع الصناعة أن معظم عيوب التجميع تنشأ من التحكم غير السليم في هذه العملية. تؤثر جودة طباعة معجون اللحام بشكل مباشر على وضع المكونات ولحام التدفق، مما يحدد في النهاية موثوقية المنتج النهائي وأدائه.
تتأثر كفاءة نقل معجون اللحام من الاستنسل إلى PCB بمتغيرات متعددة، والتي يمكن تحليلها بشكل منهجي باستخدام مخطط إيشيكاوا (عظم السمكة):
لتحقيق طباعة معجون لحام عالية الجودة، يجب التحكم في هذه المعلمات الرئيسية بدقة:
1. تصميم الاستنسل: يعمل الاستنسل كأداة أساسية، حيث يؤثر تصميمه بشكل مباشر على ترسيب معجون اللحام. يأخذ تصميم الاستنسل الأمثل في الاعتبار أبعاد الوسادة والتباعد وخصائص معجون اللحام. بالنسبة للمكونات ذات الملعب الدقيق، تمنع فتحات الاستنسل الدقيقة التوصيل.
2. سرعة الممسحة: تبدأ عادةً من 25 مم/ثانية، يجب تعديل ذلك بناءً على لزوجة المعجون وحجم الفتحة. تتسبب السرعة المفرطة في ترسيب غير كافٍ، بينما قد تؤدي السرعات البطيئة إلى انهيار المعجون.
3. ضغط الممسحة: مرجع شائع هو 500 جرام لكل 25 مم من طول الشفرة. يؤدي الضغط غير الكافي إلى ترك معجون متبقي، بينما قد يتسبب الضغط المفرط في تلف الاستنسل.
4. زاوية الممسحة: عادة ما يتم تثبيتها عند 60 درجة، يمكن أن تتسبب الزوايا غير الصحيحة في ترسيب غير كافٍ أو بقايا معجون.
5. فجوة الطباعة: يوصى عمومًا بالطباعة بدون فجوات لضمان الإغلاق المناسب بين الاستنسل و PCB، خاصة بالنسبة للمكونات ذات الملعب الدقيق.
6. سرعة الفصل: يجب الحفاظ عليها أقل من 3 مم/ثانية لمنع تكوين "آذان الكلاب" على حواف ترسيب المعجون.
7. تنظيف الاستنسل: يمنع التنظيف المنتظم انسداد الفتحات. يفضل استخدام الأنظمة الآلية التي تستخدم IPA والمساحات للحصول على نتائج متسقة.
يتكون معجون اللحام من جزيئات القصدير المعلقة في التدفق، والذي يعمل كمادة لاصقة مؤقتة حتى يؤدي لحام التدفق إلى إنشاء وصلات دائمة. كمادة تكسوتروبية، تتطلب طاقة ميكانيكية (من عملية الطباعة) لتحقيق خصائص التدفق المناسبة.
يتبع اختيار حجم الجسيمات "قاعدة 5 كرات" - يجب أن تمتد خمس جزيئات على الأقل عبر عرض أصغر فتحة. تتراوح أحجام الجسيمات المتاحة من النوع 1 (25-45 ميكرومتر) إلى النوع 6 (<5 ميكرومتر). تتطلب كل من المعاجين المحتوية على الرصاص والخالية من الرصاص التبريد ولكن يجب أن تتكيف مع درجة حرارة الغرفة لمدة ثماني ساعات قبل الاستخدام.
يجب خلط المعجون لمدة 3-5 دقائق قبل الاستخدام لضمان التجانس. يجب التخلص من المعجون المستخدم بعد ثماني ساعات، بينما يمكن تخزين المعجون المستخدم لمدة تقل عن أربع ساعات لمدة تصل إلى 24 ساعة في حاويات محكمة الإغلاق.
تساعد أنظمة الفحص الآلي (ثنائية الأبعاد لقياس المساحة، وثلاثية الأبعاد لتحليل الحجم) في التحقق من جودة الطباعة. تشمل العيوب الشائعة:
تتطلب طباعة المعاجين الخالية من الرصاص ذات درجة الحرارة المنخفضة معلمات مختلفة: سرعات أسرع (50-100 مم/ثانية) وضغط أقل (~300 جرام/25 مم). يوصى بحجم معجون إضافي حيث تميل هذه التركيبات إلى الالتصاق بشفرات الممسحة.
مع إظهار إحصائيات الصناعة لبعض عمليات SMT التي تعمل بمجرد 20% كفاءة، يوفر تحسين طباعة معجون اللحام فرصًا كبيرة لتحسين الجودة وتقليل التكاليف. من خلال معالجة جميع متغيرات العملية بشكل منهجي، يمكن للمصنعين تحقيق عوائد أعلى وتقليل النفايات وتحسين موثوقية المنتج.
