تحليل كامل لتجميع SMT الرديء: 4 أنواع من أسباب العيوب وحلول التصنيع عالية الدقة

ملخص: في مجال التصنيع الإلكتروني، تجميع SMT (تكنولوجيا التركيب السطحي) هي العملية الأساسية لخدمات مصنع PCBA، ولكن ما يصل إلى 4 أنواع من مشاكل اللحام السيئة في عملية الإنتاج تؤثر بشكل مباشر على جودة المنتج وثقة العملاء.

استنادًا إلى المعايير المعتمدة في الصناعة (مثل IPC-A-610) وممارسات الشركات العالمية الرائدة، يقوم هذا المقال بتحليل أسباب العيوب الرئيسية مثل اللحام الفارغ، والجسور، وانفجار اللوحة بشكل منهجي، ويقدم حلول تحسين العمليات الممكنة لمساعدة الشركات على تحقيق تحسين العائد وخفض التكاليف وتحسين الكفاءة.

أولا: عيوب جودة اللحام: من وصلات اللحام الدقيقة إلى الأعطال الكبيرة

1. اللحام الفارغ واللحام الزائف: قتلة كهربائيون خفيون

الأداء: عدم ترابط مفاصل اللحام، مما يؤدي إلى دوائر مفتوحة أو نقل إشارة غير طبيعي. أسباب عميقة:

• عيوب مادية:أكسدة الوسادات وعدم كفاية نشاط معجون اللحام (يوصى باستخدام معجون لحام غير نظيف يحتوي على منشط 3.0%).

• عملية خارجة عن السيطرة:معدل تسخين منطقة التسخين المسبق للحام الانتقائي أكبر من 3 درجات مئوية/ثانية، مما يؤدي إلى تطاير التدفق قبل أوانه. الحل:

• التحكم الدقيق في طباعة معجون اللحام:استخدم شبكة فولاذية مقطوعة بالليزر (التسامح ±15 ميكرومتر) واستخدم SPI (كاشف معجون اللحام) لمراقبة السُمك في الوقت الفعلي (القيمة المستهدفة 0.12-0.15 مم).

• تحسين منحنى درجة الحرارة:قم بضبط منحنى إعادة التدفق ثلاثي المراحل (التسخين المسبق 120-150 درجة مئوية/90 ثانية، إعادة التدفق 217-245 درجة مئوية/60 ثانية، منحدر التبريد <4 درجة مئوية/ثانية).

2. التوصيل الجسري واللحام البارد: تحديات مزدوجة لتجميع SMT عالي الكثافة

حالة نموذجية: يزداد خطر التداخل بمقدار 30% عندما تكون مسافة دبوس حزمة QFP أقل من 0.4 مم. أهم الإنجازات التكنولوجية:

• تصميم شبكة فولاذية:يتم استخدام تصميم فتحة شبه منحرف (تقليل العرض بمقدار 5%) للمكونات ذات الملعب الدقيق لتقليل كمية معجون اللحام المنبعث.

• لحام حماية النيتروجين:قم بحقن النيتروجين (محتوى الأكسجين <1000 جزء في المليون) في فرن إعادة التدفق لتقليل التوتر السطحي ومنع تناثر خرز اللحام.

II. تجميع مكونات SMT غير الطبيعية: الصراع بين الدقة والموثوقية

1. الأجزاء الخاطئة وانعكاس القطبية: نقاط ضعف في إدارة التعاون في سلسلة التوريد

تحذير البيانات: حوادث الدفعات الناجمة عن الأجزاء الخاطئة مسؤولة عن 18% من تجميع SMT خسائر الجودة. نظام الوقاية والسيطرة:

• إمكانية تتبع المواد الذكية:استورد نظام MES واستخدم رمز الاستجابة السريعة لتحقيق إمكانية التتبع الكامل من قائمة المواد إلى وضعها.

• AOI (التفتيش البصري التلقائي):قم بإعداد محطة فحص مزدوجة الكاميرا بعد التثبيت لتحديد هوية القطبية وشاشة الحرير للمكون (دقة ± 0.01 مم).

2. الوضع العائم: التحكم في الوضع من منظور ديناميكي

السبب الجذري: تذبذب ضغط فراغ الفوهة >10% أو خطأ في ارتفاع التركيب >0.05 مم. مسار ترقية المعدات:

• آلة وضع عالية الدقة:استخدم نظام رؤية التركيز الطائر (مثل Fuji NXT III) لتحقيق دقة وضع تبلغ 15 ميكرومتر.

• تقنية قمع الاهتزازات:أضف مثبطًا نشطًا إلى رأس وضع السرعة العالية لتقليل الإزاحة الناتجة عن جمود الحركة.

ثالثًا. تلف وتلوث ثنائي الفينيل متعدد الكلور: الابتكار التعاوني في علوم وتكنولوجيا المواد

1. الانفجار والتشوه: حل هندسي للفشل الديناميكي الحراري

اختراق مادي:

• اختيار لوحة التردد العالي:استخدم ركيزة TG170 الخالية من الهالوجين، والتي تعمل على تحسين مقاومة درجات الحرارة بنسبة 40% (مقارنة بـ FR-4 التقليدية).

• تصميم التكديس المتماثل:تنفيذ تخطيط متوازن لرقائق النحاس (التسامح ±5%) للوحات الدوائر المطبوعة التي تحتوي على أكثر من 8 طبقات لتقليل الاختلاف في معامل توسع المحور Z.

2. كرات اللحام والمواد الغريبة: حرب النانو للسيطرة على النظافة

معايير الغرف النظيفة:

• التحكم في الجسيمات: يتوافق مع معيار ISO 14644-1 الفئة 7 (جسيمات ≤352000 لكل متر مكعب > 0.5 ميكرومتر).

• الحماية الكهروستاتيكية: مقاومة سطح العمل 1×10^6-1×10^9Ω، الرطوبة يتم التحكم فيها عند 40-60%RH.

IIII. هندسة جودة تجميع SMT المنهجي: التحكم الكامل في العملية من DFM إلى SPC

1. الوقاية من جانب التصميم (DFM)

• تحسين الوسادة:يتم استخدام وسادات عظام الكلاب للمكونات 0201 لتقليل مخاطر شواهد القبور.

• تصميم المشتت الحراري:يتم وضع فتحات تبديد الحرارة حول الأجهزة عالية الطاقة (فتحة 0.3 مم، تباعد 1 مم).

2. مراقبة التصنيع (SPC)

• التحكم في المعلمات الرئيسية:قم بضبط مخططات التحكم Xbar-R (CPK≥1.33) لسمك معجون اللحام، ودرجة حرارة ذروة إعادة التدفق، وما إلى ذلك.

• التنبؤ بعيوب الذكاء الاصطناعي:تحليل البيانات التاريخية استنادًا إلى خوارزميات التعلم العميق للتحذير من اتجاهات اللحام البارد واللحام الزائف مسبقًا.

ملخص ودليل العمل

جودة تجميع SMT هي نتاج تنسيق رباعي الأبعاد للمواد والمعدات والعمليات والإدارة. تحتاج الشركات إلى إنشاء نظام جودة يغطي دورة حياة المنتجات بأكملها. تشمل المسارات المحددة ما يلي:

1. ترقية التكنولوجيا: تقديم معدات التفتيش الذكية مثل 3D SPI وAOI (راجع حل كوه يونغ).
2. التنفيذ القياسي: تنفيذ معايير إعادة العمل IPC-7711 ومتطلبات اللحام J-STD-001.
3. التآزر البيئي: تطوير مواد مخصصة بشكل مشترك مع موردي معجون اللحام (مثل معادن ألفا).

اتصل بفريقنا تجميع SMT يمكن للخبراء الآن الحصول على "الورقة البيضاء لتجميع PCB عالية الكثافة" وخدمات تشخيص خط الإنتاج المجانية، والعمل معًا لإنشاء معيار جديد للتصنيع الإلكتروني الخالي من العيوب!