هل يمكن لطابعة معجون اللحام وضع معجون اللحام على الثقوب النافذة؟

مرحبا بالجميع، شكرا لمروركم. أنا أعمل في شركة توريد طابعات معجون اللحام، وقد تلقيت مؤخرًا عددًا كبيرًا من الأسئلة من عملائنا والعاملين في الصناعة على حدٍ سواء: هل يمكن لطابعة معجون اللحام وضع معجون اللحام على الثقوب؟ إنها واحدة من تلك الأشياء التي تبدو أساسية على السطح، ولكن في أعماقها، لديها الكثير من الفروق الدقيقة التي يخلطها أحيانًا رجال التصنيع المتمرسون. دعونا نحلل هذا الأمر كما نفعل أثناء تناول القهوة في المتجر - لا يوجد مصطلحات مربكة، فقط كلام صريح.

أولاً، دعونا نحدث ما هي الثقوب الموجودة في الواقع، أليس كذلك؟ إنها تلك الثقوب الصغيرة المطلية الموجودة على PCB والتي تربط الطبقات المختلفة معًا. لعقود من الزمن، اعتقد الناس أن الثقوب من خلال الثقوب لا تعمل إلا مع أجزاء تكنولوجيا الفتحات (THT)، حيث يتم إدخال دبوس مكون من الرصاص عبر الفتحة ولحامه على الجانب الآخر. لكن في هذه الأيام، تمزج الكثير من التصميمات بين الأجزاء المثبتة على السطح (SMD) والأجزاء التي يتم تركيبها عبر الفتحات - والتي تسمى مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ذات التكنولوجيا المختلطة - وهنا يبدأ الخلط بين طابعات معجون اللحام. يعلم الجميع أن الطابعات تضع معجون لحام على منصات SMD، لكن هل يمكنها التعامل مع الثقوب؟

إليك الإجابة المختصرة: إنها ليست "نعم" أو "لا" مباشرة - فهي تعتمد على نوع طابعة معجون اللحام التي تستخدمها، وإعداد الاستنسل، ومدى دقة العملية. دعونا نتحدث عن الأنواع المختلفة للطابعات لأن هذا هو المكان الذي يحدث فيه الفعل الحقيقي. نحن نبيع مجموعة من هذه الآلات، بدءًا من الطرازات المبتدئة وحتى الطرازات عالية الدقة، وقد رأينا بشكل مباشر ما ينجح (وما لا ينجح) عندما يتعلق الأمر بالثقوب.

أولاً، دعونا نغطي أساسيات كيفية عمل طابعة معجون اللحام. تستخدم الآلة استنسلًا به قواطع تتوافق مع منصات ثنائي الفينيل متعدد الكلور (وأحيانًا الثقوب) لوضع معجون اللحام. تتحرك الممسحة عبر الاستنسل، وتدفع العجينة من خلال القواطع على اللوحة أدناه. إذا كان الاستنسل مخصصًا فقط لمنصات SMD، فلن تحصل الثقوب على أي شيء. ولكن إذا قمت بتعديل الاستنسل لاستهداف تلك الثقوب، عندها تصبح الأمور مثيرة للاهتمام.

انتظر، دعنا نتأكد من أننا واضحون بشأن الفرق بين طباعة عجينة اللحام لـ SMD مقابل الطباعة من خلال الثقوب. بالنسبة إلى THT، فإن الطرق التقليدية هي إما اللحام الموجي (حيث يتم تدفق اللحام المنصهر فوق اللوحة) أو اللحام اليدوي، ولكن هذه الطرق تأتي مع صداعها الخاص - مثل المزيد من العمل، أو زيادة احتمال حدوث عيوب، أو مفاصل لحام غير متناسقة. تعد الطباعة باستخدام عجينة اللحام من خلال الثقوب طريقة مختلفة تسمى تقنية "اللصق في الفتحة" (PIH)، وهنا يأتي دور الطابعات.

الآن، لم يتم تصميم كافة الطابعات بنفس الطريقة. لنبدأ بطابعات الشاشة اليدوية، فهي أدوات العمل للوظائف ذات الحجم المنخفض أو النماذج الأولية أو المهام الصغيرة. يستخدم الكثير من الهواة أو متاجر الإلكترونيات الصغيرة طابعات الشاشة اليدوية، ونعم، يمكنهم القيام بالثقوب إذا قمت بإعداد الاستنسل بشكل صحيح. تُعد طابعة الشاشة اليدوية HW-S3040 خيارًا مناسبًا لهذه المهام، بصراحة. إنه بسيط، وبأسعار معقولة، ويمنحك تحكمًا كافيًا لعمليات التشغيل الصغيرة حيث لا تحتاج إلى خط مؤتمت بالكامل. ولكن إذا كنت تقوم بإنتاج كميات كبيرة، فقد تكون الطابعات اليدوية بطيئة للغاية وغير متسقة مع الثقوب - فأنت بحاجة إلى شيء أكثر دقة.

وهنا يأتي دور طابعات عجينة اللحام شبه الآلية أو الآلية بالكامل. تحتوي هذه الآلات على ممسحات تعمل بمحرك مؤازر، ومحاذاة دقيقة للوح، وأنظمة رؤية ذات حلقة مغلقة يمكنها ترتيب قواطع الاستنسل مع الفتحات التي تصل إلى الميكرون. بالنسبة لتطبيقات PIH كبيرة الحجم، فهي غير قابلة للتفاوض. ولكن هنا تكمن المشكلة: حتى مع وجود طابعة آلية متطورة، لا يمكنك فقط استخدام استنسل SMD قياسي. أنت بحاجة إلى استنسل متخصص - عادةً ما يكون مصنوعًا من الفولاذ المقاوم للصدأ مع فتحات مقطوعة بالليزر تتوافق مع منافذ PCB أو فتحات المكونات. سمك الاستنسل مهم أيضًا؛ إذا كان قطر الثقب 0.3 مم، فلا ينبغي أن يكون الاستنسل أكثر سمكًا من 0.2 مم، وإلا فلن يملأ المعجون الثقب بشكل صحيح.

انتظر، دعونا نتحدث عن أسطورة شائعة. يعتقد بعض الأشخاص أنه نظرًا لأن الثقوب تمر عبر لوحة PCB، فإن معجون اللحام سوف يتسرب من الجزء السفلي إذا قمت بالطباعة عليه. هذا ليس صحيحًا إذا كنت تستخدم الاستنسل الصحيح وقمت بضبط معلمات الطباعة الخاصة بك. الاستنسل المشدود بشكل صحيح يبقيه مسطحًا على PCB، ويتيح ضغط الممسحة المناسب لصق الفتحة دون أن يتسرب الجزء السفلي. ومع ذلك، إذا أخطأت في الضغط، فسوف تحصل على "تكوير اللحام" أو الثقوب الفارغة - لذا فإن التحكم في العملية هو كل شيء هنا.

الآن، دعونا نربط هذا بالصورة الأكبر لتصنيع الإلكترونيات. لقد تطورت المساحة الكاملة لآلات تصنيع المكونات الإلكترونية SMT كثيرًا على مدى السنوات العشر الماضية، وأصبحت مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ذات التكنولوجيا المختلطة أكثر شيوعًا الآن مما كانت عليه من قبل. تستخدم الكثير من الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية وقطع غيار السيارات وحتى الأجهزة الطبية كلاً من SMD والأجزاء التي يتم ثقبها، وPIH هي العملية التي تجعل ذلك يعمل بشكل جيد. وبدون طابعات موثوقة يمكنها التعامل مع الثقوب، سيتعين على هذه المنتجات العودة إلى تصميمات THT فقط الأكثر تكلفة والأقل كفاءة.

نقطة أخرى: إذا كنت تستخدم طابعة استنسل لكل من وسادات SMD والفتحات البينية، فيجب عليك تصميم الاستنسل بنوعين من القواطع - أحدهما لمنصات SMD (عادةً مستطيلة أو دائرية) وواحد للفتحات البينية (نفس قطر الثقب نفسه، وأحيانًا مع شطب بسيط للمساعدة في تحرير اللصق). لقد شهد فريقنا في [اسم الشركة المنقح، نظرًا لأننا لا نستطيع استخدام اسم حقيقي] أن العملاء يحصلون على نتائج رائعة عندما يخططون لتصميم الاستنسل مقدمًا، بدلاً من محاولة تعديل الاستنسل الموجود في اللحظة الأخيرة. يعمل تعديل الاستنسل القياسي للثقوب في بعض الأحيان، ولكنه لا يكون متسقًا أبدًا مثل الاستنسل المخصص لهذه المهمة المحددة.

ماذا عن الأنواع الأخرى من الآلات؟ على سبيل المثال، آلات SMT عالية الدقة التي تقوم بالوضع والطباعة في جهاز واحد؟ انتظر، لا، عادةً ما تكون هذه الأجهزة منفصلة، ​​ولكن فئة ماكينات SMT عالية الدقة الخاصة بآلة PCB متعددة الطبقات تتضمن طابعات آلية تم تصميمها للوحات الكثيفة ومتعددة الطبقات التي تحتوي على الكثير من الفتحات. تحتوي هذه الآلات على أنظمة رؤية لا يمكنها رؤية منصات SMD فحسب، بل يمكنها أيضًا رؤية الفتحات الصغيرة، لذا فإن المحاذاة تكون دقيقة. هذا مهم لأنه إذا كان الاستنسل الخاص بك متوقفًا بمقدار 0.1 مم، فلن يصطف قطع المعجون مع الفتحة، وسيكون لديك مفصل سيء.

دعونا نتحدث أيضًا عن خطوط الإنتاج الذكية الصناعية لتصنيع IC. تعمل هذه الخطوط على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع وبكميات كبيرة، ويجب أن تكون كل عملية قابلة للتكرار. تعد طباعة عجينة اللحام للثقوب الموجودة في هذه الخطوط أمرًا إلزاميًا لأن حزم ومكونات IC ذات التكنولوجيا المختلطة موجودة في كل مكان. يمكن للطابعات الآلية في هذه الخطوط التعامل مع مئات اللوحات في الساعة، وكل منها يحتوي على عشرات أو مئات من الفتحات، وعليهم التعامل مع كل واحدة على حدة بشكل صحيح. لا يوجد مجال للخطأ هنا، فالعيوب تعني الألواح الممزقة، والتي تكلف آلاف الدولارات.

انتظر، دعنا نعود إلى سؤالنا الأصلي. لذا، لنعود إلى الوراء: هل يمكن لطابعة معجون اللحام وضع معجون اللحام على الثقوب؟ الإجابة هي نعم مؤهلة - إذا كان لديك الجهاز المناسب، والاستنسل المناسب، وإعداد العملية الصحيح. لا يمكنك الحصول على طابعة يدوية رخيصة للمبتدئين وتتوقع تعبئة مثالية عبر الفتحات على لوحة PCB مختلطة عالية الكثافة، ولكن إذا استثمرت في طابعة مصممة لتحقيق الدقة، مثل تلك التي نبيعها، وعملت مع فريقنا لإعداد الاستنسل والمعلمات بشكل صحيح، فهذا ليس ممكنًا فحسب، بل إنها عملية قياسية الآن.

يجب أن أذكر بعض المزالق الشائعة التي نراها. رقم واحد: استخدام سمك استنسل خاطئ. إذا كان الاستنسل سميكًا جدًا، فلن يتمكن المعجون من الوصول إلى الفتحات العميقة، لذلك تحصل على تعبئة جزئية. المطلب الثاني: سوء الترتيب. حتى وجود اختلال بسيط بين الاستنسل وثنائي الفينيل متعدد الكلور يعني أن القواطع لا تصطف مع الثقوب. ولهذا السبب تعد الطابعات الآلية المزودة بأنظمة الرؤية أفضل بكثير من الطابعات اليدوية. رقم ثلاثة: استخدام نوع معجون اللحام الخاطئ. لا تعمل جميع المعاجين على الفتحات، فأنت تحتاج إلى معجون يتمتع بخصائص "سحب" جيدة، لذلك عندما يرفع الاستنسل، يبقى المعجون في الفتحة بدلاً من سحبه للخارج.

شيء آخر: يخلط بعض الناس بين الطباعة من خلال الفتحات والحشوة. Vias عبارة عن فتحات صغيرة لتوصيل الطبقات، بينما تكون الفتحات البينية عادةً لوصلات المكونات. ولكن ينطبق مبدأ الطباعة نفسه — اضبط الاستنسل والمعلمات حتى يتم اللصق في الفتحة. لقد كان لدينا عملاء يستخدمون طابعاتنا لملء منافذ مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالية التردد، وهي حالة استخدام أخرى تمامًا، ولكنها ترتبط بنفس الفكرة الأساسية.

الآن، دعنا نتحدث عن الحالات التي قد لا ترغب فيها في استخدام طابعة لصق اللحام للفتحات. إذا كنت تصنع نموذجًا أوليًا لمرة واحدة، فقد يكون اللحام اليدوي للثقوب أسرع وأرخص، حتى لو كان أقل اتساقًا. إذا كانت ثقوبك صغيرة للغاية (قطرها أقل من 0.2 مم مثلاً)، فحتى أفضل الطابعة قد تواجه صعوبة - فقد تحتاج إلى تقنية مختلفة، مثل نفث المعجون بدلاً من طباعة الشاشة. ولكن بالنسبة للغالبية العظمى من الثقوب المستخدمة في مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور الحديثة (0.3 مم إلى 1.5 مم)، تعمل طابعة معجون اللحام جيدة الإعداد بشكل مثالي.

في شركتنا، كنا نساعد العملاء على الإجابة على هذا السؤال بالتحديد لسنوات. لدينا دراسات حالة لموردي السيارات الذين تحولوا من اللحام الموجي إلى طباعة PIH باستخدام أجهزتنا الآلية، مما أدى إلى تقليل عيوبهم بنسبة 60% ووقت إنتاجهم إلى النصف. بالنسبة للشركات الصغيرة التي تدخل للتو في تصميمات التكنولوجيا المختلطة، تعد طابعات الشاشة اليدوية لدينا نقطة دخول رائعة - فهي سهلة التعلم، ونحن نقدم دعمًا مجانيًا لتصميم الاستنسل لمساعدتهم على اجتياز الثقوب بشكل صحيح في محاولتهم الأولى.

لذا، لاختتام هذا الأمر بعبارات واضحة: يمكن لطابعات لصق اللحام تطبيق معجون اللحام على الثقوب، ولكنها ليست عملية توصيل وتشغيل. يتطلب الأمر اختيار الجهاز المناسب، وتصميم استنسل مخصص، وضبط معلمات الطباعة لتتناسب مع تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور المحدد لديك. إذا كنت تدير متجرًا صغيرًا للنماذج الأولية، فمن المحتمل أن تكون طابعة الشاشة اليدوية مثل HW-S3040 كافية. إذا كنت تقوم بإنتاج كميات كبيرة باستخدام مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور الكثيفة ومتعددة الطبقات، فستحتاج إلى طابعة آلية عالية الدقة تقترن بخط SMT الخاص بك. إذا كنت لا تزال على الحياد بشأن ما إذا كانت هذه العملية ستنجح مع تطبيقك، فلا تخمن - تواصل مع فريقنا، ويمكننا توجيهك عبر ما رأيناه يعمل لصالح عملاء آخرين في نفس الصناعة.

إذا كنت تبحث عن آلات موثوقة للتعامل مع جميع احتياجات طباعة اللحام وSMT، فاطلع على مجموعتنا:

• آلة تصنيع المكونات الإلكترونية SMT: تم تصميم خط الطابعات الخاص بنا لكل شيء بدءًا من النماذج الأولية وحتى الإنتاج على نطاق واسع، مع الدقة في التعامل مع الفتحات ولوحات SMD على حدٍ سواء.
• آلة PCB متعددة الطبقات آلة SMT عالية الدقة: طابعاتنا الآلية مصممة للوحات الكثيفة ومتعددة الطبقات حيث تكون المحاذاة والتعبئة عبر الفتحات غير قابلة للتفاوض.
• خط الإنتاج الذكي الصناعي لتصنيع الدوائر المتكاملة: خطوط متكاملة تتعامل مع كل خطوة، بما في ذلك طباعة معجون اللحام للفتحات من أجل إنتاج الدوائر المتكاملة والمكونات بكميات كبيرة.
• طابعة شاشة يدوية: نماذج للمبتدئين مثالية لعمليات التشغيل الصغيرة والنماذج الأولية، مع إعداد بسيط للتطبيقات من خلال الفتحات.

إذا كنت مستعدًا للحديث عن مشروعك المحدد، سواء كان نموذجًا أوليًا أو دفعة صغيرة أو إنتاجًا كاملاً، فإن فريقنا موجود لمساعدتك في العثور على الماكينة المناسبة والإعداد المناسب لإجراء عملية اللحام عبر الفتحات بشكل صحيح. نحن لا نقدم حلولًا عامة، بل نعمل معك لتناسب احتياجاتك، لأننا نعلم أن كل لوحة PCB مختلفة.

مراجع:
1.IPC-7525: إرشادات لعمليات اللصق في الحفرة واللصق في الحفرة
2. سميث، ج. (2022). طباعة اللحام الحديثة لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ذات التكنولوجيا المختلطة. مجلة تكنولوجيا التركيب السطحي، 35(2)، 45-52.
3. تشانغ، L. وآخرون. (2023). ترسيب معجون اللحام عبر الفتحة: تصميم الاستنسل وتحسين العملية. معاملات معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) الخاصة بتصنيع العبوات الإلكترونية، 46(3)، 121-128.
4. IPC-A-610: قبول التجميعات الإلكترونية، قسم متطلبات وصلات اللحام عبر الفتحات.