Underfill حول الشيب: سر المادة السوداء في كروت الشاشة واللاب توب

إذا كنت تعمل في صيانة الإلكترونيات أو فككت يومًا كارت شاشة أو بوردة لابتوب أو بلايستيشن، فبالتأكيد لاحظت وجود مادة سوداء أو بنية حول بعض الشرائح الإلكترونية الكبيرة.

هذه المادة تبدو أحيانًا كأنها إيبوكسي يحيط بالشيب من الأطراف، وغالبًا ما تظهر بوضوح حول الشرائح الكبيرة مثل:

• GPU
• CPU
• بعض شرائح التحكم الكبيرة

لكن السؤال المهم هنا:

لماذا تضع الشركات هذه المادة حول الشيب؟

في هذا المقال سنشرح بالتفصيل ما هي مادة Underfill حول الشيب ولماذا تستخدمها الشركات، ولماذا تسبب أحيانًا مشكلة للفنيين أثناء الصيانة.

ما هي مادة Underfill حول الشيب؟

المادة التي نراها حول الشيب تسمى في الصناعة الإلكترونية:

Corner Bond أو Edge Bond

وهي نوع من عائلة مواد تسمى:

Underfill

وهي مواد يتم استخدامها لدعم وتقوية تثبيت الشيب على البوردة.

بمعنى أبسط:

هي مادة تعمل مثل دعامة ميكانيكية تساعد على تثبيت الشيب بشكل أقوى على اللوحة الإلكترونية.

غالبًا ما تأتي هذه المادة بالألوان التالية:

• أسود
• بني
• رمادي
• كهرماني

ولذلك يعتقد الكثير من الفنيين لأول مرة أنها مجرد غراء أو إيبوكسي عادي، لكنها في الحقيقة مادة هندسية لها وظيفة محددة.

لماذا تستخدم الشركات Underfill حول الشيب؟

السبب الرئيسي لاستخدام Underfill حول الشيب هو زيادة القوة الميكانيكية للتثبيت.

في الأجهزة الإلكترونية الحديثة، خصوصًا في الشرائح الكبيرة مثل GPU وCPU، يحدث تغير مستمر في درجات الحرارة أثناء التشغيل.

وهنا يظهر مفهوم مهم في الإلكترونيات يسمى:

التمدد الحراري (Thermal Expansion)

عندما يسخن الجهاز:

• تتمدد الشيب
• تتمدد البوردة

وعندما يبرد الجهاز:

• تعود الشيب لحجمها الطبيعي
• تعود البوردة أيضًا

هذه الحركة المستمرة تسبب ضغطًا على كرات القصدير (BGA Balls) الموجودة تحت الشيب.

مع مرور الوقت يمكن أن يؤدي هذا الضغط إلى:

• تشقق اللحام
• فك كرات القصدير
• أعطال في الشيب

وهنا يأتي دور Underfill حول الشيب.

كيف تساعد مادة Underfill في حماية الشيب؟

وظيفة Underfill الأساسية هي تحقيق ما يسمى:

توزيع الإجهاد (Stress Distribution)

أي أن المادة تقوم بتوزيع الضغط الميكانيكي بين:

• الشيب
• البوردة

وبذلك تقلل من الضغط المباشر على كرات اللحام.

النتيجة:

• تقليل احتمالية كسر اللحام
• زيادة عمر الشيب
• تحسين اعتمادية الجهاز

ولهذا تستخدم الشركات هذه المادة خصوصًا في:

• كروت الشاشة
• اللابتوبات
• أجهزة الألعاب
• الأجهزة الصناعية

أنواع Underfill المستخدمة في الصناعة

في الواقع لا يوجد نوع واحد فقط من Underfill حول الشيب، بل توجد عدة طرق لتطبيقه.

1. Corner Bond

في هذا النوع يتم وضع نقاط صغيرة في أركان الشيب فقط.

الهدف منه دعم الشيب دون تغطيته بالكامل.

2. Edge Bond

في هذا النوع يتم وضع المادة حول أطراف الشيب بالكامل.

وهو النوع الذي يراه الفنيون غالبًا في كروت الشاشة واللاب توب.

3. Full Underfill

هذا النوع يتم فيه حقن المادة بالكامل تحت الشيب.

وهو أقوى أنواع التثبيت، لكنه أيضًا الأصعب في الصيانة والفك.

لماذا يواجه الفنيون مشكلة مع Underfill؟

بالنسبة لفنيي الصيانة، فإن وجود Underfill حول الشيب قد يجعل عملية الصيانة أكثر تعقيدًا.

عند محاولة فك الشيب (Chip Removal) قد تكون المادة:

• ماسكة الشيب بقوة
• تعمل مثل الغراء

وإذا حاول الفني رفع الشيب مباشرة بدون إزالة هذه المادة، قد يحدث:

• قطع في البادز النحاسية
• تلف في البوردة
• فشل عملية الـ BGA Rework

لذلك يجب التعامل مع المادة بحذر شديد.

الطريقة الصحيحة لإزالة Underfill أثناء الصيانة

قبل فك الشيب يجب تنفيذ خطوة مهمة تسمى:

Underfill Removal

وتتم غالبًا بهذه الطريقة:

1. تسخين الشيب جيدًا حتى تلين المادة.
2. إزالة المادة تدريجيًا من حول الشيب.
3. استخدام أدوات دقيقة مثل:

• Micro Blade
• Carbide Scraper
• Tweezers

ويجب تنفيذ هذه الخطوة بهدوء ودقة حتى لا يتم خدش البوردة أو قطع المسارات.

هل يجب إعادة Underfill بعد تغيير الشيب؟

هذا سؤال شائع بين الفنيين.

الإجابة الواقعية في عالم الصيانة هي:

غالبًا لا يتم إعادة المادة مرة أخرى.

معظم الشيب تعمل بشكل طبيعي بدونها.

لكن يجب معرفة نقطة مهمة:

الشركات تضيف Underfill حول الشيب لزيادة:

• الاعتمادية
• مقاومة الصدمات
• تحمل الحرارة

لذلك وجودها يساعد الجهاز على العمل لفترة أطول.

الخلاصة

المادة السوداء أو البنية حول الشيب ليست مجرد غراء.

بل هي مادة هندسية مهمة تسمى Underfill تم تصميمها خصيصًا من أجل:

• تقوية تثبيت الشيب
• تقليل الإجهاد الحراري
• حماية كرات اللحام
• زيادة عمر الجهاز

لكن بالنسبة لفنيي الصيانة فهي واحدة من أكثر الأشياء التي تجعل عمليات BGA Rework أكثر صعوبة.

الأسئلة الشائعة (FAQ)

ما هي المادة السوداء حول الشيب؟

هي مادة هندسية تسمى Underfill تستخدم لتقوية تثبيت الشيب على اللوحة الإلكترونية وتقليل الضغط على كرات اللحام.

هل يمكن إزالة Underfill أثناء الصيانة؟

نعم، لكن يجب تسخين الشيب أولًا ثم إزالة المادة بأدوات دقيقة حتى لا تتلف البوردة.

هل يجب إعادة Underfill بعد تغيير الشيب؟

في أغلب عمليات الصيانة لا يتم إعادتها، لكن وجودها يزيد من اعتمادية الجهاز وعمره.

لماذا تستخدم الشركات Underfill في كروت الشاشة؟

لأن شرائح GPU تتعرض لحرارة عالية وتمدد حراري مستمر، والمادة تساعد على تقليل الضغط على اللحام.