مونتاژ برد الکترونیکی یکی از مراحل مهم در تولید محصولات الکترونیکی است که تاثیر مستقیمی بر عملکرد نهایی دستگاه دارد. طراحی و تولید بردهای الکترونیکی نیازمند دقت و دانش بالایی است. زیرا اشتباه در جایگذاری یا لحیمکاری یک قطعه میتواند کل عملکرد دستگاه را مختل کند. با پیشرفت تکنولوژی، روشهای مختلفی برای مونتاژ برد الکترونیکی توسعه یافتهاند که هر یک مزایا و معایب خاص خود را دارند. در ادامه بهمعرفی و بررسی مونتاژ قطعات برد الکترونیکی با تمرکز بر 2 روش SMD، DIP و ترکیبی خواهیم پرداخت.
مراحل مونتاژ برد الکترونیکی
مونتاژ برد الکترونیکی شامل نصب و لحیمکاری قطعات بر روی برد مدار چاپی (PCB) میباشد و نیازمند دقت و تخصص بالایی است. از آنجا که هر اشتباه در این مراحل میتواند منجر به عملکرد نادرست یا خرابی دستگاه گردد، اهمیت این فرایند دوچندان میشود.
- طراحی برد مدار چاپی (PCB): اولین مرحله در فرایند مونتاژ برد الکترونیکی، طراحی برد مدار چاپی است. این مرحله شامل انتخاب نرم افزار طراحی مناسب میشود. در ابتدا، طراحی مداری قطعات و اتصالات آنها با دقت بالا انجام میگیرد، تا عملکرد بهینه دستگاه تضمین گردد. پس از نهایی شدن طرح مداری، مرحله بعدی تبدیل آن به PCB است که شامل طراحی لایهها، موقعیت قطعات و مسیرهای اتصال میشود.
- تولید برد مدار چاپی: پس از طراحی، برد مدار چاپی باید تولید شود. مراحل تولید شامل چاپ لایههای مدار، سوراخکاری و پوشش مس است. در این مرحله، لایههای مدار با استفاده از روشهای چاپی مانند چاپ حرارتی یا با جوهر بر روی مادهای مانند FR4 انجام میگیرد. همچنین، سوراخهای لازم برای قرار دادن پایههای قطعات و دیگر اتصالات ایجاد میشود. سپس بر روی سطح PCB لایهای از مس قرار داده شده تا جریان الکتریسیته را منتقل کند. برای حفاظت از مدار و جلوگیری از خوردگی، یک لایه عایق به PCB اضافه میشود که به طول عمر و عملکرد بهتر مدار کمک میکند.
- آمادهسازی برای مونتاژ: این مرحله شامل آمادهسازی قطعات و PCB برای مونتاژ است. ابتدا، قطعات مورد نیاز بر اساس فایل BOM انتخاب و سفارش داده میشوند. این شامل قطعات SMD و DIP است. پس از دریافت قطعات، باید PCB تمیز شود تا هرگونه آلودگی و گرد و غبار از بین برود. زیرا این آلودگیها میتوانند بر کیفیت لحیمکاری تاثیر بگذارند.
پیشنهاد ویژه: آموزش تعمیرات برد الکترونیکی مخصوص ورود به بازار کار
مونتاژ برد الکترونیکی نیازمند مهارتهای فنی و دقت بالا است.
مونتاژ DIP
یکی از روشهای مهم در مونتاژ برد الکترونیکی، DIP (Dual In-line Package) است که در آن از قطعات دارای پایههای بلند استفاده میشود. در این روش، بردهای مدار چاپی (PCB) دارای حفراتی هستند که پایههای قطعات درون این حفرهها قرار میگیرند و از سمت دیگر برد بیرون زده و سپس لحیمکاری میشوند.
- قطعهچینی: اولین مرحله در مونتاژ برد الکترونیکی به روش DIP، مرحله قطعهچینی است. در این مرحله، تکنسینهای ماهر با استفاده از طراحیهایی که بر اساس فایلهای PCB تهیه شدهاند، قطعات الکترونیکی را بر روی پوزیشنهای مشخص قرار میدهند. این کار معمولا بهصورت دستی انجام میگیرد و نیازمند دقت و تجربه بالایی است. در حالی که برخی از قطعات بهراحتی در جای خود قرار میگیرند، برخی دیگر مانند LEDها نیاز به خم کردن پایهها دارند تا در قاب مورد نظر جا بیفتند. برای خم کردن پایهها از دستگاههای خمکننده مخصوص استفاده میشود که به این فرایند دقت و کیفیت بیشتری میبخشد.
- لحیمکاری در مونتاژ DIP: پس از آنکه تمام قطعات مورد نظر بر روی برد قرار گرفتند و مشکلات مربوط به نحوه جایگذاری آنها رفع شد، نوبت به مرحله لحیمکاری میرسد. در این مرحله، برد الکترونیکی بههمراه قطعات مونتاژ شده، درون وان قلع قرار داده میشود. وان قلع دستگاهی است که از یک مخزن قلع مذاب تشکیل شده و هدف آن ایجاد اتصالات الکتریکی مناسب بین پایههای قطعات و برد PCB میباشد. قبل از قرار دادن برد درون وان، ضروری است که پشت برد با فلاکس پاشی تمیز گردد. این کار باعث میشود که قلع به خوبی به سطح برد بچسبد و کیفیت لحیمکاری افزایش یابد.
- چیدن قطعات اضافی: پس از خارج کردن برد از وان قلع، مرحله بعدی کف چینی یا برش قطعات اضافی است. در این مرحله، پایههای اضافی که از سمت دیگر برد بیرون زدهاند، باید به دقت برش داده شوند. برای این کار، از دستگاهی به نام کفبر استفاده میشود که بهراحتی پایههای اضافی را برش میزند. پایههای اضافی میتوانند باعث مشکلات عملکردی در برد الکترونیکی شوند.
در مونتاژ DIP، قطعات درون حفرههای موجود در برد قرار میگیرند.
- انجام تستهای کنترل کیفی: پس از برش پایههای اضافی، نوبت به انجام تستهای کنترل کیفیت میرسد. این مرحله برای اطمینان از صحت انجام کار و عملکرد صحیح مونتاژ قطعات برد الکترونیکی ضروری است. در ابتدا، بردهای مونتاژ شده باید با تستهای بصری بهدقت بررسی شوند تا از اتصال درست قطعات و لحیمکاری آنها اطمینان حاصل گردد. سپس، این بردها به وسیله دستگاههای تست کیفیت، مانند تخت میخ پایه فنری، مورد بررسی قرار میگیرند. این دستگاهها بهصورت خودکار عملکرد بردها را ارزیابی میکنند و اطمینان میدهند که تمامی اتصالات بهدرستی انجام شده و برد توانایی عملکرد مطلوب را دارد.
مقالات پیشنهادی:
مونتاژ SMD برد الکترونیکی
مونتاژ برد الکترونیکی SMD (Surface Mount Device) یکی از روشهای مدرن و پرکاربرد است. این روش بهویژه برای بردهایی که نیاز بهدقت و ظرافت بیشتری دارند، مناسب میباشد. مونتاژ قطعات برد الکترونیکی SMD بهکمک دستگاههای اتوماتیک و رباتهای هوشمند، بهسرعت و با دقت بالا انجام میشود.
- پوشاندن برد با خمیر قلع: اولین مرحله در مونتاژ برد الکترونیکی SMD، پوشاندن سطح برد با خمیر قلع است. این خمیر که حاوی مادهای به نام فلاکس میباشد، باید بهطور دقیق بر روی تمامی سطح برد قرار گیرد. برای انجام این عملیات، از شابلونهای فلزی استفاده میشود که دارای حفرههایی متناسب با پایههای قطعات هستند. شابلونها بر روی سطح PCB ثابت و سپس قلع بر روی تمامی بخشهای آن ریخته میشود تا هیچ نقطهی خالی باقی نماند. این کار با استفاده از کاردک یا دستگاهی بهنام Stencil Printer انجام میگیرد.
- قرار دادن قطعات روی خمیر: در مرحله دوم، قطعات SMD بر روی خمیر قلع و در جایگاه مناسب خود قرار داده میشوند. این فرایند میتواند بهصورت دستی یا اتوماتیک انجام شود. عملکرد دستگاه مونتاژ برد الکترونیکی بهگونهای است که میز نگهدارنده، برد را ثابت نگه میدارد. فیدرها، قطعات را آماده کرده و بازوی مکانیکی که دارای چندین نازل است، قطعات را برمیدارد و در مکانهای تعیینشده بر روی برد قرار میدهد.
- لحیمکاری: برای لحیمکاری، خمیر قلع باید ذوب و روغن فلاکس آن بخار گردد. این کار با دستگاههای کوره مادون قرمز انجام میشود. دمای کورهها بهصورت خودکار و با برنامهریزی خاصی تنظیم میگردد تا از انبساط یا تکان خوردن قطعات جلوگیری کند. برای بردهای دو طرفه، ابتدا سمتی که دارای قطعات کمتری است، لحیمکاری و سپس وارد کوره میشود.
پیشنهاد ویژه: آموزش تعمیرات لوازم خانگی به صورت تخصصی و جامع
مونتاژ SMD بهدلیل سرعت و دقت بالا، بهطور گستردهای برای تولید انبوه استفاده میشود.
- بررسی اتصالات: در این مرحله، کیفیت اتصالات و عملکرد برد با استفاده از دستگاههای AOI (Automated Optical Inspection) بررسی میشود. این دستگاهها به منظور شناسایی اتصالات نادرست و ایراداتی که ممکن است در طی مونتاژ برد الکترونیکی SMD ایجاد شده باشد، مورد استفاده قرار میگیرند.
- شستشوی برد: پس از بررسی کیفیت، بردها باید با آب بدون یون شستشو داده شوند تا هرگونه مواد تشکیلدهنده خمیر قلع یا روغن فلاکس که ممکن است بر روی برد باقی مانده باشند، پاک گردند.
مونتاژ برد الکترونیکی بصورت ترکیبی
در دنیای پر سرعت الکترونیک، تولید بردهای مدار چاپی با پیچیدگی و ظرافت هرچه بیشتر همراه است. یکی از روشهای نوین و کارآمد برای مونتاژ برد الکترونیکی، استفاده از دو تکنیک اصلی مونتاژ DIP و SMD میباشد. این روش با هدف افزایش دقت، کارایی و کیفیت طراحی بردهای الکترونیکی بهکار میرود. با توجه به پیچیدگیهای روزافزون محصولات الکترونیکی و نیاز به طراحیهای ظریفتر و کوچکتر، این نوع مونتاژ در صنایع مختلف مورد توجه قرار گرفته است.
مونتاژ برد الکترونیکی به روش ترکیبی، مزایای فراوانی دارد. از این رو در صنایع ارتباطات، خودروسازی، نیروگاههای برق و… استفاده میشود.
- سرعت و کارایی: بهدلیل استفاده از دستگاههای اتوماتیک در مونتاژ SMD، سرعت تولید افزایش یافته و در تیراژهای بالا، بهصرفهتر است.
- استحکام و اطمینان: لحیمکاری DIP بهدلیل نوع اتصال و ساختار فیزیکی، از استحکام بیشتری برخوردار است و میتواند به عملکرد بهتر در شرایط سخت کمک کند.
- سازگاری با قطعات خاص: در مواردی که قطعاتی با شکل نامتعارف یا حساس به دما وجود دارد، استفاده از روش DIP میتواند مزیتهایی را بههمراه داشته باشد.
- بهینهسازی فضا: با ترکیب دو نوع مونتاژ برد الکترونیکی، امکان استفاده بهینهتر از فضا و ترکیب قطعات با ابعاد و کارکردهای مختلف فراهم میشود.
- پاسخگویی به نیازهای پیچیده: با پیشرفت تکنولوژی و افزایش پیچیدگی محصولات الکترونیکی، ترکیب تکنیکهای SMD و DIP در مونتاژ قطعات برد الکترونیکی، میتواند به طراحان این امکان را بدهد که محصولاتی با عملکرد بالاتر و قابلیتهای بیشتر تولید کنند.
در آموزشگاه فنی سازان تعداد زیادی دوره های تخصصی و کاربردی در حال برگزاری است تا کارآموزان پس از گذراندن این دوره ها وارد بازارکار شوند. این دوره های آموزشی عبارتند از : آموزش برق ساختمان، آموزش سیم پیچی، و آموزش نصب کولر گازی و آموزش تعمیرات پکیج دیواری … اشاره کنیم برای اطلاعات بیشتر در مورد این دوره ها می توانید با کارشناسان ما در تماس باشید.