آموزش مونتاژ برد الکترونیکی

بردهای الکترونیکی در صنایع کاربرد فراوانی دارند و انواع مختلفی از این بردها در صنایع مختلف برای انجام کارهای صنعتی استفاده می شود. بردهای الکترونیکی قطعات کوچکی هستند که در آن قطعات الکترونیکی مختلف نصب می شود. در ادامه به چگونگی مونتاژ برد الکترونیکی می پردازیم.

ساخت بردهای الکترونیکی نیاز به مهارت بالایی دارد و نیاز به دقت و توجه بالایی دارد. ضمناً برای این کار دانش بالایی لازم است و اگر قطعه به اشتباه روی برد قرار گیرد عملکرد آن به طور کلی تغییر می کند و دستگاه به درستی کار نمی کند. مونتاژ برد الکترونیکی به روش های مختلف و توسط کارشناسان متخصص انجام می شود. این مقاله به تحلیل ساختار بردهای الکترونیکی و انواع مونتاژهای انجام شده بر روی بردها می پردازد.

آموزشگاه فنی برق دوره آموزش تعمیرات برد الکترونیکی را به صورت تضمینی و با ارائه مدرک معتبر در کارگاه های مجهز برگزار می کند. در صورت تمایل به یادگیری تعمیرات برد الکترونیکی در دوره آموزش تعمیرات برد الکترونیکی شرکت کنید.

مونتاژ برد الکترونیکی

قطعات مورد استفاده در انواع بردهای مدار الکترونیکی بر اساس شکل ظاهری به دو دسته SMD و DIP تقسیم می شوند،DIP مخفف Dual In Line Pin است. هنگام طراحی یک برد مدار چاپی، اولین چیزی که باید در نظر بگیرید، نوع قطعات استفاده شده بر روی آن است. مونتاژ برد الکترونیکی به صورت دستی یا ماشینی انجام می شود، این قطعات داخل برد قرار می گیرند و به راحتی لحیم می شوند، با بستن مدار مورد نظر روی برد، می توان از این قطعات برای تست ساده استفاده کرد. اما SMD که به اختصار Surface Mount Device نامیده می شود، نوع دیگری از مجموعه بردهای الکترونیکی و به سطح برد مدار چاپی لحیم می شود.

هنگام نصب این قطعات بر روی برد نیازی به سوراخ کاری تخته نیست و می توانید به جای آن از پد استفاده کنید. با پیشرفت تکنولوژی به طوری که محصولات الکترونیکی مختلف از تکنولوژی بالا بهره مند می شوند، سطح پیچیدگی بردهای الکترونیکی افزایش یافته و امکان ترکیب قطعات SMD و DIP در بردها وجود دارد. SMD بر روی سطح برد PCB  نصب و لحیم می شوند. در صورتی که  پایه های قطعات الکترونیکی در قطعات DIP یا THT از پشت برد ثابت و لحیم می شوند. یکی از مهم ترین ویژگی های استفاده از قطعات SMD مقرون به صرفه بودن آن است و اندازه این قطعات کوچکتر شده و در دو طرف PCB قابل استفاده است. مونتاژ این تابلوها سریعتر و با هزینه کمتری انجام می شود و به نیروی کار کمتری نیاز است.

برای هر روش SMD و DIP مراحل مختلفی وجود دارد و در صورت استفاده از روش ترکیبی باید از مراحل مورد نیاز برای هر دو نوع نصب استفاده شود. هنگام برخورد با مشکل تولید انبوه بردهای الکترونیکی، نوع مونتاژ مورد استفاده بسیار مهم است و باید به آن توجه ویژه ای شود. در بخش‌های زیر در مورد مونتاژ SMD، مونتاژ DIP و مونتاژ ترکیبی صحبت خواهیم کرد.

حتما مطالعه نمایید: نحوه تست قطعات الکترونیکی با مولتی متر

مونتاژ DIP

مونتاژ DIP یکی از انواع مونتاژ برد الکترونیکی است که در آن از قطعات DIP استفاده می شود و به این نوع مونتاژ برد الکترونیکی مونتاژ داخل حفره ای نیز می گویند. تخته های چاپی یا PCB از سوراخ هایی تشکیل شده اند که باید در این سوراخ ها وارد شوند. با وارد شدن قطعات به این حفره ها، پایه ها از طرف دیگر برد بیرون کشیده شده و جوش داده می شود. برای اجرای ترکیب DIP باید مراحل مختلفی انجام شود که به آنها اشاره خواهد شد:

قطعه چینی

در این مرحله که به صورت دستی توسط تکنسین مجرب انجام می شود، لازم است قطعات بر اساس فایل در نظر گرفته شده برایPCB، در موقعیت هایی قرار گیرند. برخی از قطعات به راحتی در جای خود قرار می گیرند، اما برخی دیگر مانند ال ای دی ها باید با دستگاه خم کن آن ها را در قاب مورد نظر خم کرد.

لحیم کاری در مونتاژ DIP

زمانی که تمام قطعات مورد نظر روی قاب قرار گرفت و مشکلات قرارگیری برطرف شد، نوبت به لحیم کاری قطعات می رسد. برای این منظور از وان قلع استفاده می شود و برد الکترونیکی با قطعات مونتاژ شده روی آن در داخل وان قلع قرار می گیرد. دستگاهی که از مخزن قلع ذوب تشکیل شده باشد، وان قلع نامیده می شود. زمانی که برد داخل این وان قرار می گیرد، یک لایه قلع روی برد را می پوشاند تا پایه قطعات به درستی لحیم کاری شود. البته قبل از قرار دادن برد در وان قلع، باید پشت برد را فلاکس پاشی کنید تا تمیز شود.

قرار دادن کف چینی یا قطعات اضافی

پس از خارج کردن برد از وان قلع، برد را باید به دقت بررسی کرد و پاهای اضافی قسمت های مختلف را جدا کرد. برای این کار از ابزاری به نام کف بر استفاده می شود که می توان از آن برای برش قطعات اضافی استفاده کرد.

انجام تست های کنترل کیفی

برای اطمینان از صحت کار، کیفیت بردهای الکترونیکی مونتاژ شده به دو صورت کنترل می شود. ابتدا این بردها با آزمایشات چشمی به دقت بررسی می شوند تا از اتصال و لحیم کاری صحیح قطعات اطمینان حاصل شود. سپس این بردها با استفاده از میخ پایه فنری برای عملکرد مناسب آزمایش می شوند.

حتما مطالعه نمایید: بررسی جامع شغل تعمیرات بردهای الکترونیکی + درآمد، بازار کار و سرمایه لازم

مونتاژ SMD برد الکترونیکی

مونتاژ بردهای الکترونیکی SMD یک روش تمام اتوماتیک است که عمدتا برای بردهایی که نیاز به ظرافت بیشتری دارند استفاده می شود. این مونتاژ توسط ربات pick & place انجام می شود و این کار به صورت کاملا هوشمند انجام می شود. این روش زمان کمتری می برد و برای تولید انبوه بردهای الکترونیکی کاربرد بیشتری دارد. در واقع تجهیزات نصب برد الکترونیکی SMD یا تجهیزات Pick and Place از مکش هوا برای برداشتن قطعات و قرار دادن آنها در جای خود استفاده می کند و امروزه جایگزین تجهیزات DIP شده است. راه اندازی دستگاه زمان زیادی را صرف برنامه ریزی دستگاه، قرار دادن PCB و چرخاندن قطعات می کند، اما پس از آن دستگاه با سرعت بالایی کار می کند. به همین دلیل بهتر است از روش ماشینی برای تولید تعداد زیادی قطعه استفاده شود، اما برای قطعات کمتر مثلا ۱۰۰ قطعه در روز، روش دستی کارایی بیشتری دارد. با پیشرفت علم و فناوری، قابلیت های این دستگاه نیز رو به افزایش است و احتمالا به زودی روش کار این دستگاه هوشمند و اتوماتیک می شود. این روش مونتاژ برد الکترونیکی چندین مرحله مشابه روش DIP دارد با این تفاوت که در این روش تمامی مراحل با ابزار انجام می شود. در زیر توضیحاتی در مورد مراحل مختلف کار آورده شده است.

پوشاندن برد با خمیر قلع

ابتدا باید خمیر قلع روی کل برد را بپوشاند. شما باید کل برد را با خمیری به رنگ خاکستری و چسبناک که دارای ماده فلاکس است، پوشش دهید. این خمیر بسیار گران است بنابراین باید در استفاده از آن دقت کرد تا خراب نشود. این کار با یک شابلون فلزی انجام می شود به طوری که قسمت پایه قطعات به صورت حفره در شابلون قرار می گیرند. این مرحله را مرحله شابلون زدن خمیر قلع می نامند. این شابلون ها روی سطح برد مدار چاپی است، سپس قلع را روی تمام قسمت ها می ریزم تا جای خالی باقی نماند. این مرحله با کاردک انجام می شود. تثبیت شابلون روی برد، کاری ظریف و دشوار است زیرا باید دقیقاً در جای خود قرار گیرد و معمولاً برای این کار از دستگاهی به نام Stencil Printer استفاده می کنند.

قرار دادن قطعات روی خمیر

در مرحله دوم قطعه ها را روی خمیر و در جای مناسب بگذارید. این کار را می توان با دست یا به وسیله ماشین انجام دهید. از آنجایی که فرآیند ساده ای است، دست انسان نیز به خوبی دستگاه می تواند این کار را انجام دهد، اما برای تولید قطعات در تعداد بالا، بهتر است از دستگاه مونتاژ برد الکترونیکی استفاده شود. نحوه کار دستگاه به این صورت است که میز نگهدارنده برد را ثابت نگه می دارد. یک بخش تغذیه کننده قطعات را آماده می کند و یک بازوی مکانیکی با چندین نازل آنها را می گیرد و در جای خود قرار می دهد. دستگاه به طور خودکار این قطعات را در مکان های تعیین شده روی برد قرار می دهد. البته قبل از آن پردازش تصویر روی این دستگاه انجام می شود. دستگاهی به نام pick & place وجود دارد که باید برد هایی که ورق شده اند را به همراه قطعاتی که قرار است روی این برد قرار گیرند، بگذارند.

حتما مطالعه نمایید: اصول کار اینورتر در برد الکترونیکی چه گونه می باشد؟

لحیم کاری

در مرحله سوم، برای انجام فرآیند لحیم کاری، خمیر قلع باید ذوب شود و روغن فلاکس تبخیر شود تا فرآیند لحیم کاری کامل شود که اغلب از تجهیزات کوره مادون قرمز استفاده می شود. این کوره ها در دو نوع کابینتی یا نوار نقاله موجود می باشند و انتخاب آنها بستگی به تعداد قطعه ها دارد. افزایش و کاهش دما در این کوره ها به صورت خودکار و با کمک برنامه ای انجام می شود تا از کشش، تکان خوردن و یا ترک خوردن قطعات جلوگیری شود. این مرحله برای قطعات دو طرفه به این صورت است که ابتدا طرفی که قطعات کمتری دارد قلع کشی کرده و داخل کوره قرار دهید سپس طرف دیگر را مونتاژ کنید. توجه داشته باشید که برای جلوگیری از ذوب شدن و از بین رفتن آن بهتر است روی آن را با چسب بپوشانید.

بررسی اتصالات

در مرحله چهارم، تجهیزات AOI برای بررسی کیفیت خروجی، اتصالات نادرست و نقص هایی که ممکن است در طول فرآیند مونتاژ برد الکترونیکی رخ دهد، استفاده می شود. البته از این دستگاه برای نظارت بر تعداد زیادی از قطعات استفاده می شود و قطعات کوچک را می توان به صورت بصری بررسی کرد و برد نهایی را آزمایش کرد.

شستشوی برد

در مرحله پنجم، بردها را باید با آب یونیزه شستشو داد تا بقایای خمیر قلع یا روغن فلاکس از بین برود، زیرا این مواد در دراز مدت لحیم کاری را از بین می برند.

بسته بندی

مرحله آخر بسته بندی می باشد. برای این قطعه باید از پلاستیک آنتی استاتیک استفاده شود زیرا پلاستیک های معمولی الکتریسیته ساکن تولید می کنند و این باعث آسیب به برد و قطعات آن می شود.

مونتاژ ترکیبی برد الکترونیکی

در مونتاژ ترکیبی همانطور که از نام آن پیداست هر دو نوع مونتاژ DIP و مونتاژ SMD بر روی برد الکترونیکی انجام می شود. این امر منجر به دقت و ظرافت بیشتر در طراحی برد می شود و تمام مراحل هر دو نوع مونتاژ در این روش مونتاژ برد استفاده می شود.

حتما مطالعه نمایید: نحوه صحیح تست قطعات الکترونیکی

مزایای مونتاژ ترکیبی SMD

از آنجایی که این روش اتوماتیک و به وسیله دستگاه است، بدون شک در سرعت و تعداد بیشتر کارآمدتر است. اما مجموعه DIP سرعت پایین تری دارد، اما لحیم کاری قوی تر و قابل اطمینان تر است. در روش DIP نیازی به شابلون نیست و در اجراهای پایین مقرون به صرفه تر است. همچنین قطعاتی هستند که در اثر دمای بالای دستگاه ممکن است آسیب ببینند که در این صورت برای نصب این قطعات بهتر است از روش دستی یا DIP استفاده شود. علاوه بر این، قطعاتی هستند که شکل غیرعادی دارند و مرکز ثقل آنها به وضوح مشخص نیست. به همین دلیل ممکن است این قطعات در مونتاژ SMD دچار مشکل شوند که در چنین مواردی از مونتاژ دستی استفاده می شود. با پیشرفت علم و فناوری، محصولات الکترونیکی روز به روز پیچیده تر می شوند. با محدودیت فضا و نیاز به افزایش قدرت بردهای نازکتر و کوچکتر و همچنین تابلوهای برق قطعات DIP و SMD اضافه شد. در مونتاژ ترکیبی برد الکترونیکی SMD و DIP از قطعات هر دو سری استفاده می شود و مراحل کار دو روش با یکدیگر ترکیب می شود. در حال حاضر نیروگاه ها، مخابرات، رایانه های شخصی و صنعت خودروسازی از جمله صنایعی هستند که از فناوری برد الکترونیکی SMD استفاده می کنند.

مجتمع فنی برق برگزارکننده دوره های فنی مختلف مانند دوره آموزش تعمیرات لوازم خانگی، آموزش مکانیک خودرو، آموزش گیربکس دستی و غیره می باشد، تمامی دوره ها به صورت عملی، در کارگاه های مجهز و تحت نظر اساتید مجرب و متخصص برگزار می شود در صورت علاقه به فراگیری هر یک از شغل های فنی همین الان به مجتمع فنی برق مراجعه نمایید.