المحتويات
- أبرز اللقطات
- السياق: ما الذي يجعل تركيب الألواح للتجميع أمرًا صعبًا
- التقنيات الأساسية (ما الذي يجعلها تعمل بالفعل)
- عرض النظام البيئي: اللوحات ذات الصلة / الواجهات / خطوات التصنيع
- المقارنة: الخيارات الشائعة وما تكسبه/تخسره
- ركائز الموثوقية والأداء (الإشارة / الطاقة / الحرارة / التحكم في العمليات)
- المستقبل: إلى أين يتجه هذا (المواد، التكامل، الذكاء الاصطناعي/الأتمتة)
- طلب عرض أسعار / مراجعة سوق دبي المالي لألواح التجميع (ما يجب إرساله)
- الخاتمة
أبرز
- الثبات الميكانيكي: كيف تمنع قضبان الحواف وألسنة التوصيل الترهل أثناء إعادة التدفق.
- طرق الفصل: المفاضلة بين تسجيل النقاط V (الخطي والفعال) وتوجيه علامات التبويب (المرن والمعرض للضغط).
- الاستراتيجية الإيمانية: لماذا لا يمكن التفاوض بشأن الاعتمادات العالمية والمحلية من أجل تجميع النغمات الدقيقة.
- استخدام المواد: موازنة تكلفة مواد النفايات مع كفاءة الإنتاجية.
- إجهاد إزالة الألواح: حماية المكونات الحساسة مثل MLCCs من الكسور الدقيقة أثناء عملية الاختراق.
السياق: ما الذي يجعل تركيب الألواح للتجميع أمرًا صعبًا
على السطح، تبدو عملية التقسيم كمشكلة هندسية بسيطة: قم بتركيب أكبر عدد ممكن من المستطيلات على مستطيل أكبر. ومع ذلك، في سياق تصنيع الإلكترونيات الحديثة، يعد هذا تحديًا معقدًا للتحسين يتضمن قوى فيزيائية متنافسة وقيودًا اقتصادية.
التحدي الأساسي هو الصلابة الميكانيكية مقابل سهولة الانفصال. يجب أن تكون اللوحة صلبة بما يكفي للتنقل عبر طابعات معجون اللحام وأفران إعادة التدفق دون تزييفها أو ترهلها، مما قد يؤدي إلى عيوب في الطباعة أو شواهد القبور. ومع ذلك، يجب أيضًا أن تكون ضعيفة بدرجة كافية في نقاط محددة للسماح بفصل اللوحات الفردية (تفكيكها) بعد التجميع دون الإضرار بالدوائر.
علاوة على ذلك، أدى التصغير إلى تعقيد المشهد. ومع تقلص مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور لتناسب الأجهزة القابلة للارتداء وأجهزة إنترنت الأشياء، فإنها تصبح صغيرة جدًا بحيث لا يمكن التعامل معها بشكل فردي بواسطة أنظمة النقل القياسية. غالبًا ما تنصح APTPCB (مصنع APTPCB PCB) العملاء بأن التعامل مع لوحة مقاس 20 مم × 20 مم بشكل فردي أمر غير فعال ومحفوف بالمخاطر؛ توفر الألواح الواجهة المادية اللازمة للآلة.
وأخيرًا، هناك مشكلة تراكم المكونات. تتطلب الوصلات التي تبرز خارج حافة اللوحة تصميمات لوحات متخصصة ذات مناطق "غير قابلة للنزع" أو مسافات استراتيجية، مما يؤدي إلى تعقيد التخطيط وتقليل كفاءة المواد.
التقنيات الأساسية (ما الذي يجعلها فعالة بالفعل)
للتغلب على هذه التحديات، يعتمد المهندسون على مجموعة محددة من تقنيات التصميم وتقنيات التصنيع.
1. تسجيل على شكل حرف V (قص على شكل حرف V)
هذه هي الطريقة الأكثر كفاءة في استخدام المواد. تقوم شفرتان دوارتان بقطع أخدود على شكل "V" في الجزء العلوي والسفلي من اللوحة، مما يترك شبكة رقيقة من المواد (عادةً 1/3 سمك اللوحة) لتثبيت الألواح معًا.
- الإيجابيات: لا يلزم وجود مسافات بين الألواح (ما لم تكن هناك أجزاء متدلية)، مما يوفر أعلى استفادة من المواد.
- السلبيات: يعمل فقط مع الخطوط المستقيمة؛ يجب أن تكون شبكة الإنترنت موحدة؛ يتطلب آلة إزالة الألواح المتخصصة (نمط قطع البيتزا) لتجنب الإجهاد.
2. توجيه علامات التبويب (لدغات الماوس)
بالنسبة للأشكال غير المستطيلة أو اللوحات ذات المكونات المعلقة، يعد توجيه علامات التبويب أمرًا ضروريًا. تقوم لقمة التوجيه بقطع الخطوط العريضة للوحة، تاركة علامات صغيرة من المواد لتثبيت ثنائي الفينيل متعدد الكلور في مكانه. هذه الألسنة مثقوبة بفتحات صغيرة (لدغات الفأر) لتسهيل كسرها.
- الإيجابيات: يمكنه التعامل مع الأشكال المعقدة (الدوائر والأشكال على شكل حرف L)؛ يسمح لتراكم المكونات.
- السلبيات: يتطلب وجود مسافة بين الألواح (عادة 2.0 مم - 2.5 مم)، مما يؤدي إلى زيادة النفايات؛ يترك حافة خشنة ("نتوءات") قد تتطلب الصنفرة.
3. ثقوب الأدوات والإيمانيات
اللوحة ليست مجرد حاملة؛ إنها أداة دقيقة.
- فتحات الأدوات: فتحات غير مطلية (عادةً 3.0 مم أو 4.0 مم) موجودة في زوايا اللوحة (قضبان الحواف). تعمل هذه على تأمين اللوحة أثناء الاختبار (ICT) أو محاذاة الاستنسل.
- Fiducials: علامات نحاسية (عادةً دوائر مقاس 1.0 ملم) توفر نقاطًا مرجعية بصرية لآلة الالتقاط والوضع. تقوم الاعتمادات العالمية بمحاذاة اللوحة بأكملها؛ تقوم الاعتمادات المحلية بمحاذاة مكونات محددة دقيقة الصوت مثل BGAs.
بالنسبة للمشاريع المعقدة التي تتضمن تقنية Rigid-Flex PCB، تصبح الألواح أكثر أهمية. المقاطع المرنة واهية وتتطلب إطارًا صلبًا (غالبًا ما يكون جزءًا من مادة النفايات) للحفاظ على التجميع بأكمله مسطحًا أثناء عملية SMT.
عرض النظام البيئي: اللوحات ذات الصلة / الواجهات / خطوات التصنيع
لا توجد الألواح في الفراغ. فهو يملي نجاح العمليات النهائية.
طباعة الاستنسل وSMT إن تسطيح اللوحة أمر بالغ الأهمية هنا. إذا كانت اللوحة تحتوي على الكثير من "الزنبرك" بسبب سوء وضع علامة التبويب، فسوف ترتد اللوحة أثناء وضع المكونات، مما يؤدي إلى أجزاء مفقودة أو غير محاذية. تكون الألواح الكبيرة (على سبيل المثال، 500 مم × 500 مم) عرضة للترهل في المركز. ولمواجهة ذلك، قد يوصي مهندسو APTPCB بإضافة قضبان تقوية رأسية أو زيادة كثافة علامات التبويب في وسط المصفوفة.
** لحام إنحسر ** أثناء إعادة التدفق، يتم تسخين اللوحة بأكملها إلى أكثر من 240 درجة مئوية. يمكن أن تؤثر الكتلة الحرارية لقضبان النفايات على ملف درجة الحرارة. إذا كانت القضبان من النحاس الصلب بينما كانت الألواح متناثرة، فقد تسخن الحواف بشكل أبطأ من المركز، مما يتسبب في لحام غير متساوٍ. على العكس من ذلك، يمكن أن تؤدي الأسطح النحاسية الثقيلة الموجودة في الألواح وقضبان FR4 الفارغة إلى الالتواء (الانحناء والالتواء) حيث تتمدد المواد بمعدلات مختلفة.
الاختبار داخل الدائرة (ICT) تستخدم تركيبات الاختبار الآلي مجسات "سرير المسامير" لاختبار السلامة الكهربائية للتجميع. تعتمد هذه التركيبات على فتحات الأدوات الموجودة في قضبان اللوحة من أجل المحاذاة. إذا كانت الألواح غير متسقة - على سبيل المثال، إذا تغير موقع ثقب الأدوات بمقدار 0.1 مم بين الدُفعات - فقد تفوت مجسات الاختبار أهدافها، مما يتسبب في فشل كاذب.
اطلع على إمكانات تجميع SMT/THT لفهم كيفية تأثير تصميم اللوحة على الإنتاجية.
المقارنة: الخيارات الشائعة وما تكسبه/تخسره
عند تصميم لوحة، غالبًا ما يكون الاختيار بين V-score وTab routing هو القرار الرئيسي الأول. فهو يؤثر على التكلفة وجودة الحافة وسلامة المكونات.
مصفوفة القرار:الاختيار الفني ← النتيجة العملية
| الاختيار الفني | التأثير المباشر |
|---|---|
| V-Scoring (V-Cut) | تكبير عدد اللوحة لكل لوحة; بأقل تكلفة النفايات. صلابة ميكانيكية عالية ولكنها تتطلب خلوصًا للمكونات بمقدار 0.5 مم من الحافة. |
| توجيه علامات التبويب (عضات الماوس) | يسمح بالأشكال المعقدة والموصلات المتدلية. يقلل الضغط على اللوحة أثناء الانفصال ولكنه يزيد من هدر المواد (فجوة التوجيه). |
| لوحة مختلطة | يجمع بين القطع على شكل حرف V للحواف المستقيمة والتوجيه للميزات غير المنتظمة. يوفر توازنًا بين الكفاءة والمرونة ولكنه يزيد من وقت هندسة CAM. |
| علامات التبويب الصلبة (بدون ثقوب) | يوفر أقصى قدر من الصلابة للمكونات الثقيلة. يتطلب معدات متخصصة لإزالة الألواح بالليزر أو جهاز التوجيه (لا يمكن كسرها باليد). |
ركائز الموثوقية والأداء (الإشارة / الطاقة / الحرارة / التحكم في العمليات)
تتأثر موثوقية المنتج النهائي بشكل كبير بكيفية تصميم اللوحة وفصلها لاحقًا.
إدارة الإجهاد ووضع المكونات
وضع الفشل الأكثر شيوعًا المتعلق بالألواح هو تكسير المكثفات الخزفية متعددة الطبقات (MLCCs). عندما يتم قطع اللوحة من اللوحة يدويًا أو باستخدام قاطعة مقصلة، تنحني ركيزة ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يتم نقل لحظة الانحناء هذه إلى وصلات اللحام. إذا تم وضع مكثف سيراميكي بالقرب من خط V أو عضّة فأرة، وتم توجيهه بالتوازي مع القطع، فإن الانثناء يمكن أن يؤدي إلى تشقق جسم المكثف.
- القاعدة الأساسية: احتفظ بالمكونات الحساسة على مسافة لا تقل عن 3.0 مم إلى 5.0 مم بعيدًا عن حافة الفصل.
- الاتجاه: قم بتوجيه المكونات بشكل عمودي على خط القطع على شكل حرف V لتقليل الضغط.
التوازن الحراري وصفحة الاعوجاج
كما ذكرنا سابقًا، فإن توزيع النحاس على قضبان اللوحة مهم. لمنع الاعوجاج، غالبًا ما يضيف المصنعون "سرقة النحاس" (نقاط أو أنماط شبكية من النحاس) إلى قضبان النفايات. يؤدي ذلك إلى موازنة كثافة النحاس عبر اللوحة، مما يضمن أن القضبان وثنائي الفينيل متعدد الكلور تتوسع وتنكمش بمعدلات مماثلة أثناء الرحلات الحرارية للحام بإعادة التدفق. يعد هذا أمرًا حيويًا بشكل خاص لـ الإنتاج الضخم حيث يكون الاتساق أمرًا أساسيًا.
معايير القبول
لكي يتم اعتبار اللوحة "جاهزة للإنتاج"، يجب أن تستوفي معايير محددة:
| ميزة | المتطلبات | السبب |
|---|---|---|
| قضبان الحافة | الحد الأدنى 3.0 مم - 5.0 مم عرض | يناسب أحزمة النقل SMT القياسية. |
| الوثائق الإئتمانية | 3 لكل لوحة + 3 لكل لوحة | يضمن المحاذاة حتى لو تم تحميل اللوحة للخلف. |
| ثقوب الأدوات | غير مطلي، 3.0 مم+ | العزل الكهربائي لتركيبات الاختبار. |
| تباعد اللوحة | 0 مم (قطع على شكل حرف V) أو 2.0 مم (مسار) | يستوعب عرض أداة القطع. |
للحصول على قواعد التصميم التفصيلية، راجع إرشادات سوق دبي المالي.
المستقبل: أين يتجه هذا (المواد، التكامل، الذكاء الاصطناعي/الأتمتة)
نظرًا لأن المكونات أصبحت أصغر حجمًا وأصبحت اللوحات أقل سمكًا، فقد وصلت الألواح التقليدية "القابلة للفصل" إلى حدودها القصوى. إن الصدمة الميكانيكية الناجمة عن كسر علامة التبويب هي ببساطة عالية جدًا بالنسبة لأجهزة BGA فائقة الدقة أو أجهزة استشعار MEMS الهشة.
مسار الأداء لمدة 5 سنوات (توضيحي)
| مقياس الأداء | اليوم (نموذجي) | اتجاه الخمس سنوات | سبب أهميته |
|---|---|---|---|
| **طريقة الإزالة** | جهاز التوجيه الميكانيكي / قطع على شكل V | إزالة الألواح بالليزر بالأشعة فوق البنفسجية | يزيل الضغط الميكانيكي بالكامل؛ يسمح بتوجيه الفراغات الصفرية للأشكال المعقدة. |
| **استخدام اللوحة** | 70% - 85% | 90% - 95% | ستعمل خوارزميات التداخل المعتمدة على الذكاء الاصطناعي على تحسين التخطيط لتقليل تكاليف مواد النفايات بشكل كبير. |
| **تقنية التركيبات** | المنصات الثابتة | التركيبات النشطة / التكيفية | تركيبات تتكيف مع صفحة الحرب في الوقت الفعلي أثناء الطباعة والتنسيب. |
طلب عرض أسعار / مراجعة سوق دبي المالي للألواح للتجميع (ما يجب إرساله)
عند إرسال البيانات للتجميع، يؤدي التواصل الواضح حول تفضيلات التقسيم إلى منع حدوث تأخيرات مكلفة. إذا لم تقم بتوفير رسم لوحة، فستقوم الشركة المصنعة بإنشاء رسم بناءً على ممارساتها القياسية، والتي قد لا تتماشى مع قيود المكونات المحددة الخاصة بك. لضمان أفضل النتائج مع APTPCB، يرجى تضمين التفاصيل التالية في طلب عرض الأسعار:
- وحدة واحدة مقابل لوحة: اذكر بوضوح ما إذا كنت تقوم بتوفير ملف PCB واحد (يتطلب منا تركيب اللوحة) أو ملف Gerber مُجهز مسبقًا.
- بدل X-Out: هل يمكننا استخدام اللوحات التي تحتوي على لوحات معيبة (المميزة بعلامة "X")؟ يؤدي السماح بـ X-outs إلى تقليل تكاليف تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور بشكل كبير.
- عرض السكة: حدد ما إذا كان خط التجميع الخاص بك يتطلب عرضًا محددًا للسكك الحديدية (على سبيل المثال، 5 مم، 7 مم، 10 مم).
- المتطلبات الإيمانية: قم بتفصيل حجم وشكل الشهادات الإيمانية التي تتطلبها آلات الانتقاء والمكان لديك.
- المكونات المتراكمة: قم بتمييز أي مكونات تتجاوز حافة PCB حتى نتمكن من تصميم القضبان لاستيعابها.
- طريقة إزالة الألواح: حدد ما إذا كنت تخطط لاستخدام آلة القطع على شكل V، أو جهاز التوجيه، أو الفصل اليدوي.
- علامات خاصة: تشير إلى ما إذا كنت بحاجة إلى أرقام تسلسلية فريدة أو رموز شريطية مطبوعة على قضبان النفايات.
الخلاصة
تعتبر عملية تركيب الألواح للتجميع بمثابة جسر مهم بين تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور والتصنيع الناجح. إنه يحول لوحة الدوائر الفردية الهشة إلى تنسيق قوي وجاهز للإنتاج قادر على تحمل قسوة التجميع عالي السرعة والمعالجة الحرارية. من خلال فهم المفاضلات بين تسجيل V وتوجيه علامة التبويب، ومن خلال التخطيط للضغوط الميكانيكية لإزالة الألواح، يمكن للمهندسين ضمان إنتاجية أعلى وتكاليف أقل.ومع تحرك التصنيع نحو كثافات أعلى ومواد أكثر هشاشة، يصبح التعاون بين المصمم ودار التجميع أكثر أهمية. سواء كنت تقوم بإعداد نماذج أولية لجهاز IoT جديد أو تقوم بتوسيع نطاق الإنتاج الضخم، فإن تصميم اللوحة المدروس هو أساس عملية التجميع السلسة. قم بزيارة صفحة عملية تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور لمعرفة المزيد حول كيفية تعاملنا مع هذه الخطوات الحاسمة.