في هذه المقالة الإعلامية، يتعمق شورتر في المعضلات بين الفتحة والتركيب على السطح التكنلوجيا وتاريخ الحلول. تأتي المكونات الكهربائية والإلكترونية بأحجام مختلفة وتقنيات تركيب مختلفة. الكلاسيكية هي تقنية الفتحة (THT)؛ نظيرتها الحديثة هي تقنية التركيب السطحي (SMT). ولسوء الحظ، فإن هاتين التقنيتين، المدمجتين في كل الأجهزة الإلكترونية تقريبًا، تحتاجان إلى طرق لحام مختلفة. معضلة؟ نعم و لا.
في بداية القرن العشرين ، لم تكن مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور موجودة. جميع المكونات المتوفرة في ذلك الوقت كانت سلكية يدويًا. لم يتم إنشاء النماذج الأولية حتى عام 20 تقريبًا: تم تثبيت مسارات الموصلات المختومة على ورق صلب ومثبتة مع نوابض صفائح معدنية. في عام 1920 ، حصل المهندس الفييني بول إيسلر على براءة اختراع لثنائي الفينيل متعدد الكلور ، مع نجاح معتدل لفترة طويلة. ظلت الأسلاك اليدوية هي المعيار لعقد جيد.
من خلال تقنية الثقب (THT) في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي ، اكتسب ثنائي الفينيل متعدد الكلور القبول ببطء. بالقرب من دوسلدورف ، ولدت تقنية الفتحة البينية في Ruwel-Werke. تم إدخال أسلاك التوصيل الخاصة بالمكونات من خلال ثقوب محفورة في ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، والتي تم تزويدها بمسارات موصل نحاسي على جانبها السفلي. هذا النهج يبسط الإنتاج وفي نفس الوقت يقلل من معدل الخطأ أثناء الأسلاك. اليوم ، هذا ما يسمى THT: من خلال Hole Technology.
تقنية التركيب على السطح (SMT) ليست أصغر كثيرًا ، على الرغم من أنها تُستخدم في جميع المنتجات الإلكترونية الحديثة تقريبًا. يمكن العثور على بداياتها في الستينيات ، والتي طورتها شركة IBM لأجهزة الكمبيوتر الخاصة ببعثات Saturn و Apollo. كانت أسباب هذا التطور في ذلك الوقت هي ظروف الفضاء الضيقة في سفن الفضاء وخفضها الدارة الكهربائية مقاومة لزيادة ترددات التبديل.
التصغير تتمتع SMT و THT بمكان ثابت في إنتاج كل شركة EMS اليوم. EMS تعني "خدمات تصنيع الإلكترونيات" ، أي إنتاج وتجميع التركيبات الكاملة. يعمل طلب العملاء المتزايد على الأجهزة الإلكترونية المحمولة على تحويل التركيز أكثر فأكثر إلى تكنولوجيا التثبيت السطحي.
عادةً ما تكون مكونات SMT أصغر بكثير وبالتالي تسمح بمزيد من الأجهزة الطرفية المدمجة. الهواتف الذكية هي أفضل مثال على ذلك. بدون SMT ، لن يكون من الممكن تصورها في شكلها الحالي. على عكس التثبيت من خلال الفتحة ، يتم "لصق" مكونات SMT مباشرة على السطح المغطى بالنحاس للوحة ثم يتم لحامها في فرن إعادة التدفق. غالبًا ما يسمح SMT PCB بالتجميع على كلا الجانبين ، مما يؤدي إلى مضاعفة كثافة التجميع المؤتمتة بالكامل.
الهجينة نتيجة لذلك ومع ذلك ، يمكن تصغير حجم بعض المكونات فقط حسب الرغبة. تحتوي الأجهزة الإلكترونية الثابتة دائمًا على مصدر طاقة مدمج. تقليديا ، هذا يتكون من محول ، المكثفاتوالمقاومات والمقوم. ومع ذلك ، حتى إمدادات الطاقة التحويلية المستخدمة بشكل متكرر اليوم لا يمكن "تقليصها" إلى أبعاد مصغرة ، اعتمادًا على الطاقة المطلوبة. الطاقة تحتاج إلى مساحة. على سبيل المثال ، إذا كان يجب أيضًا وضع مصدر الطاقة على لوحة دائرة SMT ، فسيصبح بسرعة ضغطًا شديدًا على المحول. أو دعونا نفكر في مسألة حماية الصمامات: إذا انفجر المصهر في حالة زيادة التيار ، فسيكون من المفيد للغاية استبدال هذا المصهر دون بذل جهد كبير. أدت هذه الحاجة إلى الهجينة: لوحات الدوائر SMT التي تحتوي على ثقوب حفر إضافية لمكونات THT.
عواقب الهجين استخدام تقنيتين له عواقب في عملية اللحام. بالنسبة لمزود EMS ، يجب أن تخضع كل لوحة لعمليتي لحام. واحدة للمكونات المثبتة على السطح (طريقة إعادة التدفق) والثانية للمكونات في التجميع عبر الفتحة (اللحام الموجي. ترتبط عمليتا اللحام بتكاليف أعلى بشكل ملحوظ ووقت إنتاج أطول. كما يجب أن يتوفر نظامان لحام. ولكن هناك عيوب أخرى أيضًا.
المشكلة: الشيخوخة إذا كان على ثنائي الفينيل متعدد الكلور الهجين أن يمر بعمليتي لحام ، فسيتم تسخين العديد من المكونات مرتين إلى درجات حرارة أعلى بكثير من 200 درجة مئوية. هذا ليس مفيدًا لهم ، وستؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تقصير عمر أي مكون إلكتروني. المشكلة: التنسيب في غير موضعه تشكل عملية اللحام المزدوج خطرًا إضافيًا من تنفيذها العملي: عادةً ما يتم إدخال مكونات THT بعد عملية اللحام بإعادة التدفق لـ SMT. على وجه الخصوص ، فإن الوضع اليدوي للمكونات لدورة اللحام الثانية في حمام الموجة ينطوي على زيادة كبيرة في مخاطر الوضع غير الصحيح.
النهج: لا الهجينة لتجنب هذه المشاكل ، هناك عدة طرق. أبسطها هو منع حدوثها تمامًا. بمعنى آخر ، استخدم فقط SMT أو مكونات THT فقط. ثم تكون عملية لحام واحدة كافية دائمًا. ومع ذلك ، غالبًا ما يكون هذا غير ممكن عمليًا نظرًا للخصائص التقنية التي يجب أن يمتلكها المنتج النهائي المراد لحامه.
البديل: THR يرمز الاختصار THR إلى "Through Hole Reflow". THRs هي مكونات ذات تقنية ثقب. ومع ذلك ، تم تصميم مكونات THR هذه للتجميع الآلي والضغط الحراري العالي في فرن إعادة التدفق. أثناء عملية التجميع ، تتم طباعة عجينة أولاً في فتحات دبابيس THT ، ثم يتم دفع المكون من خلال معجون اللحام. عندما يذوب المعجون في فرن إعادة التدفق ، يتراجع اللحام السائل إلى الفتحات بسبب قوى الترطيب والشعيرات الدموية ، مما يشكل مفصل لحام نظيفًا. تقنيتان ، عملية لحام واحدة. كفاءة عالية!
العودة إلى (الصمامات) الحماية مع وضع ذلك في الاعتبار ، يجب أن ننظر مرة أخرى في حماية الدائرة لمركب ثنائي الفينيل متعدد الكلور تم تجميعه تلقائيًا بالكامل. سيكون من المفيد للغاية تثبيت حامل المصهر على لوحة SMT ، والذي يمكن لحامه على الفور في عملية إعادة التدفق. يوجد حاملات الصمامات هذه. حامل الصمامات المفتوحة والمقاوم للأسلاك المتوهجة Schurter OGN هو كلاسيكي ، وهو مصمم للصمامات 5 × 20 لمختلف التيارات المقدرة وخصائص التعثر. يمكن أيضًا تحويله بسهولة إلى حامل فيوز مغلق باستخدام غطاء إذا رغبت في ذلك. تتوفر الآن ثلاثة إصدارات: THT و SMT و THR الكلاسيكية ، وهي متوافقة تمامًا مع إصدار THT. الحل المناسب لكل تطبيق تقريبًا. عملية لحام واحدة كافية.
عرض المزيد : وحدات IGBT | شاشات الكريستال السائل | مكونات إلكترونية