تكنولوجيا التثبيت السطحي SMT خط الإنتاج

تكنولوجيا ThroughHole الـ THT خط الإنتاج

1نظرة عامة على العملية والاختلافات الأساسية

تكنولوجيا ارتفاع السطح (SMT) هي طريقة متقدمة يتم فيها تركيب المكونات الإلكترونية مباشرة على سطح لوحة الدوائر المطبوعة (PCB). تشمل هذه العملية تطبيق معجون اللحام ،وضع المكونات بدقة باستخدام معدات آلية، واللحام من خلال عمليات التسخين العائلية. عادة ما تكون مكونات SMT أصغر وأخف وزنًا ، مما يسمح بكمية أعلى من المكونات وتصاميم أكثر تكثيفًا.التكنولوجيا تلغي الحاجة إلى حفر الثقوب في اللوحة الورقية، لتبسيط عملية التصنيع.

تقنية ThroughHole (THT) هي الطريقة التقليدية التي يتم فيها إدخال خطوط المكونات من خلال ثقوب مسبقة الحفر في PCB ويتم لحامها إلى الأغطية على الجانب المعاكس.توفر هذه التقنية روابط ميكانيكية قوية وهي مناسبة بشكل خاص للمكونات التي تتطلب موثوقية عالية في البيئات القاسيةعادة ما تكون مكونات THT أكبر وتتطلب مساحة أكبر على PCB ، مما يؤدي إلى انخفاض كثافة المكونات مقارنة مع SMT.

2معدات وتركيب خطوط الإنتاج

خط إنتاج SMT:

تطبيق معجون اللحام:المعدات مثل طابعات القوالب أو طائرات صبغ اللحام تطبق صبغ اللحام على لوحات الـ PCB.

وضع المكونات:الآلات الآلية عالية السرعة لتحديد المواقع مع أنظمة الرؤية تحدد المكونات بدقة بمعدلات تصل إلى آلاف المكونات في الساعة.

إعادة تحرير الدفق:أفران إعادة التدفق متعددة المناطق مع ملفات تعريف درجة الحرارة الدقيقة تذوب معجون اللحام لتشكيل اتصالات كهربائية موثوقة.

التعامل الآلي:أنظمة النقل تنقل PCBs بين المحطات مع الحد الأدنى من التدخل البشري.

أنظمة التفتيش:أنظمة التفتيش البصري الآلي (AOI) وأنظمة الأشعة السينية تثبت دقة الوضع وجودة اللحام.

خط إنتاج THT:

إدراج المكون:أجهزة إدخال يدوية أو نصف أوتوماتيكية إدخال محوري / شعاعي تضع المكونات.

الحامية الموجية:الـ (بي سي بي) تمر فوق موجة من اللحام المنصهر الذي يلامس الجانب السفلي، ويقوم بحمل جميع الرؤوس في وقت واحد.

عمليات يدوية:العمل اليدوي الكبير المطلوب لإدخال المكونات والفحص والتصحيح.

العمليات الثانويةفي كثير من الأحيان يتطلب خطوات إضافية مثل تقليم الرصاص وتنظيف اللوحات.

3مقارنة خصائص الأداء

الخصائص الميكانيكية:

مقاومة الاهتزازات والتأثيرات:عادة ما تقدم مكونات THT قوة ميكانيكية متفوقة بسبب خطوط تمر جسديًا عبر اللوحة ، مما يجعلها مقاومة ثلاث مرات لقوة السحب في بيئات الاهتزاز العالي.اتصالات SMT أكثر عرضة للإجهاد الميكانيكي وتعب الدورة الحرارية.

استخدام مساحة المجلس:يسمح SMT بتقليل حجم اللوحة والوزن بنسبة 6075% من خلال كثافة المكونات العالية (50100 مكون لكل بوصة مربعة) مقارنة بـ THT (1020 مكون لكل بوصة مربعة).

الأداء الكهربائي:

خصائص التردد العالي:يُظهر SMT أداءً متفوقًا في الترددات العالية بسبب انخفاض الحثية الطفيلية والقدرة في الاتصالات القصيرة.

معالجة الطاقة:يتفوق THT في تطبيقات الطاقة العالية حيث تنتج المكونات حرارة كبيرة ، حيث توفر خطوط الثقب الموصلات توصيلًا حراريًا أفضل بعيدًا عن المكونات.

4كفاءة الإنتاج والتكاليف

كفاءة التصنيع:

مستوى الأتمتة:خطوط SMT ذاتية التشغيل بشكل كبير ، وتحقق معدلات وضع تصل إلى 200،000 عنصر في الساعة ، في حين أن عمليات THT تنطوي على عمليات يدوية أكثر ، مما يحد من الإنتاجية.

حجم الإنتاج:يتم تحسين SMT للإنتاج الكبير ، مع قدرة يومية تصل إلى الآلاف من اللوحات ، في حين أن THT أكثر ملاءمة لإنتاج الحجم المنخفض أو النموذج الأولي.

اعتبارات التكلفة:

استثمارات المعدات:يتطلب SMT استثمارًا أوليًا كبيرًا في المعدات الآلية ولكنه يوفر تكاليف أقل لكل وحدة بأحجام كبيرة (13 دولارًا لكل لوحة).وتحتوي شركة THT على تكاليف أقل للمعدات الأولية ولكن تكاليف أعلى للوحدة الواحدة (510 دولارًا لكل لوحة) بسبب متطلبات العمالة اليدوية..

تكاليف المواد:مكونات SMT عادة ما تكون أرخص وأكثر وفرة من نظرائها THT.

الجدول: مقارنة شاملة بين خصائص إنتاج SMT و THT

5اعتبارات الجودة والموثوقية

موثوقية SMT:

يقدم اتساقا ممتازا لمفاصل اللحام من خلال عمليات إعادة التدفق الخاضعة للرقابة

يظهر موثوقية عالية في ظروف تشغيل طبيعية

عرضة لتعب الدراجات الحرارية وفشل الإجهاد الميكانيكي

ثقة THT:

يوفر قوة ربط ميكانيكية متفوقة

تتحمل أفضل درجات الحرارة العالية والهزات العالية

يفضل للتطبيقات العسكرية والفضاء والسيارات حيث تتوقع الظروف القاسية

6مجالات التطبيق ومدى ملاءمتها

تطبيقات SMT المهيمنة:

إلكترونيات المستهلك:الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية والأجهزة القابلة للارتداء

أجهزة التردد العالي:معدات الاتصالات، وحدات RF

منتجات عالية الحجم:حيث توفر كفاءة الإنتاج الآلي مزايا تكلفة

 التطبيقات المفضلة:

أنظمة عالية الموثوقيةالمعدات الجوية والفضاء والعسكرية والطبية

إلكترونيات القوة العالية:مصادر الطاقة، أجهزة التحكم الصناعية، المحولات

أجهزة الاتصال والمكونات:عرضة للضغوط الميكانيكية أو الاتصال المتكرر / الفصل

نهج التكنولوجيا المختلطة

تستخدم العديد من مجموعات PCB الحديثة كلا التقنيتين ، مع SMT لمعظم المكونات و THT لأجزاء محددة تتطلب قوة ميكانيكية أو أداء حراري.

7اعتبارات بيئية وصيانة

التأثير البيئي:

العمليات SMT عادة ما يكون لها خصائص بيئية أفضل، وغالبا ما تستخدم معجون اللحام الخالية من الرصاص وتنتج أقل من النفايات

عادة ما تستهلك عمليات لحام الموجات THT طاقة أكبر وقد تتطلب مواد تنظيف أكثر عدوانية

الصيانة والإصلاح:

يتطلب SMT معدات متخصصة لإصلاح وإعادة العمل ، بما في ذلك أنظمة الهواء الساخن وأدوات الحرار الدقيق

يسمح THT بإصلاح يدوي أسهل باستخدام معدات اللحام القياسية

8الاتجاهات المستقبلية واتجاه الصناعة

تستمر صناعة تصنيع الإلكترونيات في الاتجاه نحو هيمنة SMT بسبب الدفع المتواصل نحو التصغير وزيادة الوظائف في عوامل الشكل الأصغر.تحافظ THT على أهميتها في تطبيقات متخصصة حيث لا تزال نقاط قوتها في الموثوقية ومعالجة الطاقة ذات قيمة..

أصبحت النهج الهجينة التي تجمع بين كلا التكنولوجيات على لوحة واحدة شائعة بشكل متزايد ، مما يسمح للمصممين بالاستفادة من نقاط القوة لكل تكنولوجيا حيثما كان ذلك مناسبًا.

الاستنتاج: اختيار التكنولوجيا المناسبة

الخيار بين خطوط إنتاج SMT و THT يعتمد على عوامل متعددة:

متطلبات المنتج:قيود الحجم، بيئة التشغيل، واحتياجات الموثوقية

حجم الإنتاج:إنتاج الحجم الكبير يفضل SMT، في حين أن الحجم المنخفض قد يبرر THT

اعتبارات التكلفة:كل من الاستثمار الأولي وتكاليف الوحدة

القدرات التقنية:الخبرة والمعدات المتاحة

بالنسبة لمعظم المنتجات الإلكترونية الحديثة ، يمثل SMT النهج القياسي بسبب كفاءته وكثافته ومزاياه التكلفة على نطاق واسع.لا يزال THT ضروريًا للتطبيقات المحددة حيث الصمود الميكانيكي، التحكم في الطاقة العالية، أو أداء البيئة القاسية هي المخاوف الرئيسية.