تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور SMD

الأجهزة المثبتة على السطح (SMD): نظرة عامة تقنية شاملة

التعريف والتطور

تمثل SMD (الأجهزة المثبتة على السطح) فئة مهمة ضمن مكونات SMT (تقنية التركيب السطحي). في المراحل المبكرة من تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور، كان التجميع من خلال الثقب يدويًا بالكامل. في حين أن الأتمتة الأولية يمكن أن تتعامل مع المكونات ذات الدبابيس البسيطة، إلا أن الأجزاء المعقدة كانت لا تزال تتطلب وضعًا يدويًا قبل إعادة اللحام.

التصنيفات الأولية لتصنيفات شريحة البيانات الصغيرة والمتوسطة

• حسب الشكل المادي:

• مكونات الرقاقة المستطيلة
• مكونات البُرادة الأسطوانية
• مكونات الرقاقة المركبة
• مكونات ذات شكل خاص

• حسب الفئة الوظيفية:

• مكونات التوصيل البيني:
  • الوظيفة: توفير التوصيل/التوصيل الميكانيكي/الكهربائي/الفصل الميكانيكي
  • أمثلة على ذلك:موصلات من لوحة إلى لوحة، موصلات FPC
  • الميزة الرئيسية:يجب استخدام ملامسات مثبتة على السطح
• المكونات النشطة:
  • التعريف: التحكم في الجهد/التيار لإنتاج الكسب/التبديل في الدوائر الكهربائية
  • الخصائص:تتطلب طاقة خارجية، وتغيير الخصائص الأساسية
  • أمثلة على ذلك:الدوائر المتكاملة والترانزستورات والصمامات الثنائية
• المكونات السلبية:
  • التعريف: توفير استجابات متسقة وقابلة للتكرار للإشارات
  • الخصائص:لا حاجة إلى طاقة خارجية
  • أمثلة على ذلك:المقاومات, المكثفاتالمحاثات
• المكونات ذات الشكل الفردي:
  • التعريف: تكوينات هندسية غير قياسية
  • التجميع:يتطلب عادةً التجميع يدويًا
  • أمثلة:المحولات، والدوائر الهجينة، والمفاتيح الكهروميكانيكية

أنواع الحزمة IC

• SOP (حزمة مخطط تفصيلي صغير)
• SOJ (مخطط تفصيلي صغير على شكل حرف J-lead)
• PLCC (ناقل الرقاقة البلاستيكية المحتوية على رقاقة بلاستيكية)
• LCCC (ناقل رقاقة السيراميك الخالي من الرصاص)
• QFP (حزمة مسطحة رباعية (QFP)
• BGA (مصفوفة الشبكة الكروية)
• CSP (حزمة مقياس الرقاقة (CSP))
• رقاقة قلاب (FC)
• وحدة MCM (وحدة متعددة الرقائق)

المواصفات الموحدة

نوع المكون	مواصفات الحجم	الميزات البارزة
رقاقة R/ج/ل	0201,0402,0603,0805,1206,1210,2010	تفاوت ±1٪ متاح
مكثفات التنتالوم	تانا، تانا، تانب، تانك، تاند	مستقطبة، عالية السعة
الترانزستورات	سوت 23،سوت 143،سوت 89	تكوينات مختلفة للدبابيس
مكونات MELF	الثنائيات والمقاومات	عامل الشكل الأسطواني
الدوائر المتكاملة SOIC	SOIC08-32	تباعد المسامير 1.27 مم
الدوائر المتكاملة QFP	أعداد دبوس مختلفة	خيارات درجة 0.4-1.0 مم
حزم BGA	1.27،1.00،1.00،0.80 مم مصفوفة	كثافة إدخال/إخراج عالية
باقات CSP	<0.50 مم	عبوات بحجم الرقاقة

ملاحظة خاصة: متوسط قطر سوتر (SMD)

في تطبيقات فوهة الرذاذ، يشير SMD إلى قطر الكرة التي لها نفس نسبة الحجم/مساحة السطح مثل مجموع القطرات بالكامل. هذا القياس مهم بشكل خاص من أجل:

• أنظمة حقن الوقود
• تطبيقات الطلاء
• توليد الهباء الجوي

تتضمن طرق الحساب ما يلي:

1. المتوسط الحسابي للقطر
2. المتوسط الهندسي للقطر الهندسي
3. متوسط قطر سوتر (الأكثر استخدامًا)

يسمح هذا النهج الموحد بتوصيف دقيق لتوزيعات حجم القطرات في التطبيقات الصناعية المختلفة.

المزايا الرئيسية لتقنية SMT

• تكامل عالي الكثافة للغاية

• تقليل حجم المكونات بنسبة 90% (مقارنة بمكونات DIP التقليدية)
• نتائج التطبيق النموذجية:
  ✓ انخفاض بنسبة 40-60٪ في حجم المنتج النهائي
  ✓ انخفاض بنسبة 60-80٪ في الوزن الإجمالي
  ✓ تحسن بنسبة 300٪+ في استخدام مساحة PCB

• أداء موثوقية استثنائي

• معدل عيوب اللحام <0.02% (معيار IPC-A-610 من الفئة 3)
• خواص ميكانيكية محسّنة:
  ✓ تحسين مقاومة الاهتزاز بمقدار 10 أضعاف
  ✓ مقاومة للصدمات أفضل بخمس مرات
  ✓ تم تمديد متوسط الوقت بين الأعطال (MTBF) إلى 50,000 ساعة

• خصائص كهربائية فائقة

• أداء مُحسَّن عالي التردد:
  ✓ انخفاض الحث الطفيلي إلى مستوى 0.1nH
  ✓ سعة طفيلية يتم التحكم فيها في نطاق 0.01pF
• تحسين أداء EMC المحسّن:
  ✓ تخفيض التداخل الكهرومغناطيسي بمقدار 30 ديسيبل
  ✓ تحسين قمع ضوضاء التردد اللاسلكي بنسبة 40٪

• فوائد التصنيع الذكي

• كفاءة الإنتاج الآلي:
  ✓ سرعة وضع تصل إلى 200,000 CPH
  ✓ تقليل وقت تغيير الخط إلى 15 دقيقة
• مزايا التكلفة الشاملة:
  ✓ انخفاض تكاليف الإنتاج بنسبة 30-50٪
  ✓ تحسن بنسبة 45٪ في استخدام المواد
  ✓ توفير 40٪ من الطاقة
  ✓ تخفيض متطلبات العمالة بنسبة 70٪

• ميزات التصنيع الأخضر

• الفوائد البيئية:
  ✓ محتوى الرصاص متوافق مع RoHS 2.0
  ✓ تخفيض بنسبة 60٪ في توليد النفايات
  ✓ استهلاك طاقة أقل بنسبة 35٪
• التنمية المستدامة:
  ✓ قابلية إعادة تدوير المنتج أعلى بنسبة 50٪
  ✓ انخفاض بصمة الكربون بنسبة 40٪

بيانات مقارنة التكنولوجيا:

متري	تقنية THT التقليدية	SMT	التحسينات
كثافة المكونات (قطعة/سم²)	2-4	10-16	400%
دورة الإنتاج (بالأيام)	7-10	2-3	70%
مردود وصلة اللحام	98.5%	99.98%	1.5%
التكلفة لكل وحدة مساحة	1.2 دولار/سم²	0.6 دولار/سم²	50%

ملاحظة: تستند البيانات إلى معايير الصناعة. قد تختلف النتائج الفعلية حسب التطبيق. تستمر تكنولوجيا SMT في التقدم نحو المكونات الدقيقة 0201/01005 والتغليف المكدس ثلاثي الأبعاد، مما يؤدي إلى استمرار الابتكار في تصنيع الإلكترونيات.

تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور للمكونات المثبتة على السطح

1. مواصفات تصميم الوسادة

يوجد تكوينان أساسيان للوسادة للأجهزة المثبتة على السطح:

• محدد القناع غير الملحوم (NSMD)
• التكوين المفضل لمعظم التطبيقات
• المزايا:
  ✓ تحكم أفضل بنسبة 15٪ في حفر النحاس
  ✓ تخفيض بنسبة 30٪ في نقاط تركيز الإجهاد
  ✓ تحسين موثوقية وصلات اللحام
• SMD (قناع اللحام المحدد)
• تُستخدم في تطبيقات محددة عالية الكثافة
• تتطلب ضوابط عملية أكثر صرامة

2.توصيات سماكة النحاس

1. السماكة المثلى للنحاس: <30μm (1 أونصة)
2. يوفر النحاس الرقيق:
   ✓ ارتفاع أكبر بنسبة 20٪
   ✓ تشكيل أفضل لمفاصل اللحام
   ✓ تقليل الإجهاد الحراري أثناء إعادة التدفق
3. للنحاس >30μm:
4. يتطلب تعديل حجم معجون اللحام
5. قد تحتاج إلى ملف تعريف إعادة التدفق المعدل

3.قواعد تصميم التوصيل

• عرض التتبع بين وسادات NSMD:
• كحد أقصى: 2/3 من قطر الوسادة
• موصى به:1/2 من قطر الوسادة
• الوسادة عبر الهياكل:
• يجب استخدام تكوين NSMD
• يضمن مساحة لحام كافية قابلة للحام
• يحافظ على قابلية اللحام للبلل بنسبة 100%

4.خيارات تشطيب السطح

نوع التشطيب	السُمك	الاعتبارات الرئيسية
OSP	0.2-0.5 ميكرومتر	الأفضل للمكونات ذات الرقائق الدقيقة
ENIG	3-5 ميكرومتر من النيكل/0.05-0.1 ميكرومتر من الذهب	تجنب استخدام ذهب يزيد سمكه عن 0.5 ميكرومتر لمنع الهشاشة
HASL	غير موصى به	ضعف الاستواء المشترك للدرجات الدقيقة

5.ممارسات التخطيط الحرجة

• توجيه التتبع المتماثل

• آثار الاتجاه X/Y المتوازنة
• يمنع دوران المكوّن أثناء إعادة التدفق
• يحافظ على محاذاة اللحام المناسبة

• تصميم الإغاثة الحرارية

• استخدام وصلات السماعة للوسادات الأرضية
• يضمن توزيع الحرارة بشكل متساوٍ
• يمنع التحجير في المقابر

• اعتبارات قناع اللحام

• الخلوص: 50 ميكرومتر كحد أدنى حول الوسادات
• تجنب الضمادات المحددة القناع إلا عند الضرورة

• توجيه المكونات

• محاذاة المكونات المتشابهة في نفس الاتجاه
• يسهل الفحص الآلي
• يحسن تناسق اللحام

مثال على التنفيذ:

بالنسبة لمكون 0402 (1.0×0.5 مم):

• حجم وسادة NSMD: 0.6 × 0.3 مم
• عرض التتبع: 0.2 مم (كحد أقصى)
• فتحة قناع اللحام: 0.7 × 0.4 مم
• تباعد بين الوسادة والوسادة: 0.4 مم

ملاحظة: تنطبق هذه الإرشادات بشكل خاص على التطبيقات ذات الموثوقية العالية، بما في ذلك إلكترونيات السيارات والطب والفضاء.تحقق دائمًا من إمكانيات الشركة المصنعة لثنائي الفينيل متعدد الكلور&8217&#8217 قبل وضع اللمسات الأخيرة على التصميمات.

الفرق بين SMD و تجميع SMT

تعريفات المفاهيم الأساسية

• SMD (الأجهزة المثبتة على السطح)

• التعريف التقني: المكونات الإلكترونية المصغرة المتوافقة مع معايير JEDEC المتوافقة مع معايير JEDEC
• أنواع الحزم النموذجية:
  ✓ المكونات الأساسية: عناصر CHIP 0201/0402/0603
  ✓ الدوائر المتكاملة: QFP (مسافة 0.4 مم)، BGA (مسافة 0.5 مم بين الكرات)، CSP، إلخ.
  ✓ أجهزة خاصة: عبوات بدون أسلاك مثل QFN و LGA

• SMT (تقنية التركيب على السطح)

• نطاق العملية: تدفق التصنيع الكامل من طباعة عجينة اللحام إلى إعادة اللحام بإعادة التدفق
• التطور التكنولوجي:
  الجيل الأول (الثمانينيات): وضع مكونات الرقاقة الأساسية
  الجيل الثاني (التسعينيات):مكونات دقيقة الملعب (درجة ميل 0.65 مم)
  الجيل الثالث (2000s):01005 مكونات متناهية الصغر/0.3 مم BGA

ثانياً. الخصائص التقنية المقارنة

بُعد الميزة	SMD	SMT
الطبيعة الأساسية	المكونات المادية	نظام عملية التصنيع
ميزة الحجم	أصغر بنسبة 90% من الثقب النافذ	200,000 عملية تنسيب/ساعة
التطبيق النموذجي	تغليف الدوائر المتكاملة عالية الكثافة	إنتاج آلي بالكامل
مقاييس الجودة	قابلية اللحام ومقاومة الحرارة	إنتاجية وصلة اللحام (>99.99%)
اتجاه التنمية	التعبئة والتغليف ثلاثي الأبعاد/التكامل غير المتجانس	المصنع الذكي/التوأم الرقمي

آلية العمل التعاونية

• التكامل التقني

• SMD توفر الأساس المادي: مكونات 0402 الحديثة بقياس 0.4×0.2 مم فقط
• SMT تتيح تحقيق طفرات في مجال التصنيع: أحدث أجهزة التثبيت تحقق دقة تبلغ ±15μm@3σ

• مسار تحسين العملية

• تآزر التصميم: قواعد سوق دبي المالي تضمن قابلية التصنيع في سوق دبي المالي
• ابتكار المواد:لحام بدرجة حرارة منخفضة للملحقات الصغيرة والمتوسطة الحساسة للحرارة
• ترقيات المعدات3D SPI تفحص معجون لحام المكونات 01005

• تحسين الأداء

• استخدام المساحة: تحسن بنسبة 300% عن THT
• تكلفة الإنتاج: تخفيض بنسبة 40-60%
• الموثوقية: تم تمديد فترة تشغيل MTBF إلى 50,000 ساعة

التطبيقات المتكاملة في صناعة الإلكترونيات الحديثة

• تنفيذ التصغير

• الهواتف الذكية: اعتماد حزم CSP ذات درجة 0.25 مم
• الأجهزة القابلة للارتداء:استخدام أجهزة SMD المرنة + لفة إلى لفة SMT

• التطبيقات عالية التردد

• محطات الجيل الخامس الأساسية: أجهزة SMD عالية التردد مع إعادة التدفق الفراغي
• رادار السيارات:عمليات التنسيب الخاصة لمكونات 77 جيجا هرتز

• الحقول عالية الموثوقية

• إلكترونيات الفضاء الجوي: أجهزة SMDs المقاومة للإشعاع + اللحام الانتقائي
• الأجهزة الطبية:أجهزة SMD المتوافقة حيويًا + SMT منخفضة الحرارة

ملاحظة: وفقًا لمعايير IPC-7351، يجب أن تستوعب خطوط SMT الحديثة نطاقًا كاملاً من وضع SMD من 01005 إلى 50×50 مم BGA. إن تطويرها التعاوني يدفع تصنيع الإلكترونيات نحو المكونات الدقيقة sub-0402 والتكامل غير المتجانس ثلاثي الأبعاد.

مواصفات تشغيل تقنية التركيب السطحي SMD الصغيرة جداً

إجراءات التشغيل القياسية

• مرحلة طباعة معجون اللحام

• استنسل مقطوع بالليزر (سمك 0.1-0.15 مم)
• عناصر التحكم في معلمات الطباعة:
  ✓ ضغط الممسحة: 5-10 نيوتن/سم²
  ✓ سرعة الطباعة: 20-50 مم/ثانية
  ✓ سرعة الفصل: 0.5-1.0 مم/ثانية
• فحص SPI ثلاثي الأبعاد (دقة 10 ميكرومتر)

• مرحلة وضع المكونات

• متطلبات المعدات:
  ✓ دقة وضع: ±25μm @3σ
  ✓ الحد الأدنى لمكون التثبيت: 01005 (0.4×0.2 مم)
• نظام التغذية:
  ✓ تغليف شريط متوافق مع EIA-481-1
  ✓ متوافق مع بكرات 8 مم/12 مم/16 مم

• مرحلة إعادة تدفق اللحام

• التحكم في ملف درجة الحرارة:
  ✓ منحدر التسخين المسبق: 1-3 درجات مئوية/ثانية
  ✓ درجة الحرارة القصوى: 235-245 درجة مئوية (خالية من الرصاص)
  ✓ الوقت فوق درجة الانصهار: 60-90 ثانية
• حماية النيتروجين (O₂<1000ppm)

تحليل المزايا الفنية

بُعد الميزة	التنفيذ التقني	مقياس الأداء
التغليف الموحد	تغليف الشريط اللاصق EIA-481	تحسين كفاءة التحميل بنسبة 40%
توافق المعدات	يدعم مكونات بالحجم الكامل 0402-1206	<15 دقيقة وقت التغيير
استقرار العملية	مراقبة العمليات سداسية سيجما السداسية	CPK≥1.67
موثوقية الجودة	معدل فراغ اللحام <15٪	عائد التمريرة الأولى >99.5%

نقاط التحكم الرئيسية

• الحماية من التفريغ الكهرومغناطيسي

• مقاومة سطح العمل: 10⁶-10⁹Ω
• يجب على المشغلين ارتداء أحزمة المعصم

• التحكم في الرطوبة

• تخزين مكونات MSD: ≤10٪ رطوبة نسبية (مع مادة مجففة)
• بيئة الورشة: 40-60% رطوبة نسبتها الرطوبة النسبية

• التحقق من صحة العملية

• فحص المادة الأولى:
  ✓ التحقق من القطبية بنسبة 100٪
  ✓ قياس سماكة معجون اللحام (تفاوت ±10٪)
• عملية أخذ العينات:
  ✓ فحص بالأشعة السينية كل ساعتين (لـ BGA)
  ✓ تحليل مقطعي كل 4 ساعات

ملاحظة: بالنسبة للمكونات فائقة الصغر التي يقل حجمها عن 0201، يوصى باستخدام أجهزة التقاط بالفراغ (فراغ ≥80kPa) وأنظمة محاذاة الرؤية الدقيقة (دقة 5μm). يجب أن تتوافق جميع معلمات العملية مع معايير IPC-A-610 الفئة 3.