روش شروع مونتاژ بردهای الکترونیکی

در فرآیند مونتاژ قطعات الکترونیکی بهتر است قطعات را به ترتیب حساسیت روی برد نصب کنید. معمولاً شروع کار با مقاومت‌ها انجام می‌شود و سپس خازن، دیود، ترانزیستور و در نهایت آی‌سی (IC) در محل مشخص‌شده روی مین بردها قرار می‌گیرند. در دوره آموزش تعمیرات برد شما با تمامی این مراحل عملی روی بردهای چند لایه کار میکنید.

پس از جایگذاری قطعه، نوبت به لحیم‌کاری می‌رسد. برای انجام لحیم‌کاری صحیح، نوک هویه را در یک سمت پایه قطعه و سیم لحیم را در سمت دیگر قرار دهید. ابتدا سیم لحیم را کنار بگذارید اما هویه را چند ثانیه بیشتر روی محل اتصال نگه دارید تا قلع به خوبی ذوب شود و اتصال مطمئنی برقرار گردد. سپس می‌توانید هویه را بردارید.

آموزش مونتاژ بردهای الکترونیکی

⚡ نکته مهم: کل فرآیند لحیم‌کاری هر پایه نباید بیشتر از ۵ ثانیه طول بکشد. به طور معمول ۳ تا ۴ ثانیه زمان کافی است. همچنین از فوت کردن یا تکان دادن محل اتصال خودداری کنید؛ زیرا این کار باعث ایجاد اتصال سرد و معیوب خواهد شد.

تفاوت اتصال خوب و بد در لحیم‌کاری

• یک اتصال نامرغوب معمولاً ظاهری اکسیده، تیره و دانه‌دانه دارد. گاهی هم توده‌ای از قلع روی پایه باقی می‌ماند.

• یک اتصال استاندارد و باکیفیت باید سطحی صاف، یکدست و براق داشته باشد و شکل آن کمی مقعر (کاسه‌ای) باشد تا جریان به بهترین شکل منتقل شود.

با رعایت این نکات، می‌توانید در مونتاژ و لحیم‌کاری قطعات الکترونیکی به نتایجی حرفه‌ای دست پیدا کنید.

آموزش مونتاژ بردهای الکترونیکی

مونتاژ برد الکترونیکی نیازمند مهارت، دقت و دانش فنی است. در این فرآیند قطعات باید به درستی روی برد مدار چاپی (PCB) نصب شوند؛ زیرا کوچک‌ترین خطا در جایگذاری یا لحیم‌کاری می‌تواند عملکرد مدار را مختل کرده و مانع کارکرد صحیح دستگاه شود. یادگیری اصولی طراحی و مونتاژ بردهای الکترونیکی به شما کمک می‌کند تا مدارهایی با کیفیت بالا و بدون خطا تولید کنید.

اگر تازه کار هستید و می‌خواهید آموزش تعمیر بردهای الکترونیکی را یاد بگیرید، رعایت چند نکته ساده می‌تواند کار شما را بسیار حرفه‌ای‌تر کند:

• از هویه مناسب استفاده کنید:

  • هویه ۶۰ وات برای مونتاژ قطعات DIP (درشت).

  • هویه ۴۰ وات برای قطعات SMD و بردهای چند لایه.

• دمای هویه را بین ۳۵۰ تا ۴۰۰ درجه تنظیم کنید و متناسب با شرایط محیط (مثلاً وجود باد یا فن) تغییر دهید.

• همیشه از نوک هویه سرامیکی و تیز استفاده کرده و آن را با اسفنج نسوز مرطوب یا سیم ظرفشویی مخصوص تمیز نگه دارید.

• در لحیم‌کاری از قلع بیش از حد استفاده نکنید؛ اتصال باید تمیز و براق باشد.

• هنگام کار با روغن لحیم یا فلکس، بعد از پایان کار برد را با تینر 10000 یا اسپری مخصوص تمیز کنید.

• برای تمرین، ابتدا روی بردهای ضایعاتی کار کنید تا به مهارت کافی برسید.

• از ابزارهایی مانند گیره برد، پنبه، مسواک و پمپ باد برای تمیزکاری و نگهداری برد استفاده کنید.

• هیچ‌گاه نوک هویه را با فشار روی برد قرار ندهید تا به فیبر و مسیرها آسیب نرسد.

با رعایت این اصول، می‌توانید قدم‌به‌قدم وارد دنیای آموزش مونتاژ قطعات الکترونیکی شوید و لحیم‌کاری حرفه‌ای را تجربه کنید.

روش لحیم کاری و قلع کاری بردهای مدار چاپی کار پیچیده ای نیست اما یادگیری مونتاژ صحیح قطعات الکترونیکی مهم است و اگر اشتباهی صورت گیرد ممکن است کل مدار کار نکند یا دچار سوختگی برد مدار چاپی شوید.

مونتاژ بردهای الکترونیکی به صورت های مختلف و برای بردهای الکترونیکی مختلف توسط متخصصین انجام می گیرد. در این مطلب به ساختار بردهای الکترونیکی و انواع مونتاژهایی که بر روی بردها صورت می گیرد پرداخته شده است.

انواع قطعات مونتاژ بردهای الکترونیکی

قطعاتی که در انواع بردهای الکترونیکی به کار می روند از لحاظ شکل ظاهری در دو دسته SMD و DIP قرار می گیرند. در هنگام طراحی PCB اولین نکته ای که باید مورد توجه قرار داد نوع قطعات به کار رفته در آن می باشد.

مونتاژهای برد را می توان به صورت دستی و یا توسط دستگاه انجام داد. DIP کوتاه شده عبارت dual in-line pin می باشد که این قطعات در داخل برد قرار می گیرند و به راحتی لحیم می گردند. با بستن مدار مورد نظر بر روی برد می توان از این قطعات برای آزمایش و تست های ساده استفاده نمود.

اما SMD که انواعی دیگر از قطعات مونتاژی بردهای الکترونیکی می باشند کوتاه شده عبارت surface-mount device بوده و با قرار گرفتن بر روی سطح مدار چاپی از روی سطح لحیم می گردند. در هنگام نصب این قطعات بر روی برد نیازی به سوراخ کردن برد نبوده و می توان به جای آن از پد استفاده نمود.

با پیشرفت تکنولوژی که محصولات الکترونیکی مختلف از تکنولوژی بالایی بهره مند می باشند میزان ظرافت بردهای الکترونیکی بیشتر شده و می توان قطعات SMD و DIP را به صورت ترکیبی در بردها مونتاژ نمود.

مراحل مختلفی برای هر یک از روش های SMD و DIP وجود دارد که در صورت استفاده از روش ترکیبی باید مراحل مورد نیاز برای هر دو نوع مونتاژ را به کار گرفت. این که از چه نوع مونتاژی استفاده شود در زمان هایی که بحث تولید انبوه بردهای الکترونیکی وجود دارد اهمیت بسیاری پیدا می کند و باید به آن توجه ویژه ای داشت. در ادامه به معرفی مونتاژ SMD، مونتاژ DIP و مونتاژ ترکیبی اشاره شده است.

مونتاژ قطعات برد الکترونیکی

مونتاژ DIP چیست؟

مونتاژ DIP یکی از انواع مونتاژ بوده که در آن از قطعات DIP استفاده می گردد و به این نوع مونتاژ، مونتاژ درون حفره ای نیز گفته می شود. بردهای مدار چاپی یا PCB ها از حفره هایی تشکیل شده اند که باید پایه قطعات مختلف درون این حفره ها قرار گیرند. با قرار گرفتن قطعات در این حفره ها، پایه ها از سمت دیگر برد بیرون زده و مورد لحیم کاری قرار می گیرند. مراحل مختلفی برای انجام مونتاژ DIP باید صورت گیرد که به آنها اشاره خواهد شد:

• قطعه چینی مرحله اول مونتاژ DIP: در این مرحله که به صورت دستی و توسط تکنسین ماهر انجام می گیرد نیاز است تا بر اساس فایلی که برای PCB طراحی شده است، قطعات بر روی این پوزیشن ها قرار گیرند. برخی از قطعات به راحتی چیده شده اما برخی دیگر مانند LED ها باید در قاب مورد نظر توسط دستگاه پایه خم کن خم گردند.

• لحیم کاری در مونتاژ DIP: زمانی که تمام قطعات مورد نظر بر روی قاب قرار گرفته شد و مشکلات مربوط به نحوه جای گذاری در آن رفع شد نوبت به لحیم کاری قطعات می رسد. برای این کار از وان قلع استفاده شده و برد الکترونیکی به همراه قطعات مونتاژ شده بر روی آن درون وان قلع قرار داده می شوند.

به دستگاهی که از یک مخزن قلع ذوب شده تشکیل شده است وان قلع گفته می شود که با قرار گرفتن برد درون این وان، یک لایه از قلع بر روی برد قرار گرفته تا پایه قطعات به درستی لحیم شوند. البته نیاز است تا پیش از آن که بردها را درون وان قلع قرار دهیم در ابتدا پشت برد را فلاکس پاشی نمایید تا کاملا تمیز گردند. در آموزش تعمیرات بردهای الکترونیکی شما مونتاژ هر یک را عملا یاد میگیرید.

• کف چینی یا چیدن قطعات اضافی: بعد از این که برد از درون وان قلع برون آورده شد باید برد را به دقت چک کرد و پایه های اضافی مربوط به قطعات مختلف را برش داد. برای این کار از دستگاهی به نام کف بر استفاده می شود که می توان با استفاده از آن به برش اضافی قطعات پرداخت.
• انجام تست های کنترل کیفی: برای اطمینان از صحت انجام کار به دو روش بردهای الکترونیکی مونتاژ شده کنترل کیفی می گردند. در ابتدا این بردها را با تست های چشمی به دقت بررسی کرده و از اتصال درست قطعات و لحیم کاری آنها مطمئن می گردند. پس از آن این بردها توسط تخت میخ پایه فنری مورد بررسی قرار می گیرند تا اطمینان حاصل شود که این بردها عملکرد درستی دارند.

ابزار مورد نیاز برای مونتاژ برد:

• هویه ۴۰ و ۶۰ وات
• روغن لحیم کاری
• مایع فلکسی
• پنس سرکج و سرصاف
• اسفنج نسوز
• گیره برد
• زیر دستی نسوز
• فن تسفیه هوا
• قلع کش
• سیم قلع کش
• تینر با خلوص ۱۰۰۰۰
• کف چین

مونتاژ SMD یا Surface Mount Device روشی مدرن و تمام‌اتوماتیک برای مونتاژ بردهای الکترونیکی است. این روش بیشتر در تولید انبوه بردهای الکترونیکی و مدارهایی که نیاز به ظرافت بالا دارند استفاده می‌شود. در مونتاژ SMD، قطعات توسط دستگاه‌های هوشمند و دقیق روی برد نصب می‌شوند و همین موضوع سرعت، دقت و کیفیت کار را نسبت به روش DIP افزایش می‌دهد.

مراحل مونتاژ SMD

1. شابلون زدن خمیر قلع
   ابتدا خمیر قلع توسط شابلون مخصوص روی برد کشیده می‌شود تا پایه‌های قطعات آماده لحیم‌کاری شوند.

2. قرار دادن قطعات با دستگاه Pick & Place
   دستگاه Pick & Place با استفاده از پردازش تصویر، قطعات را به‌صورت کاملاً اتوماتیک از خشاب‌ها برداشته و در محل دقیق خود روی برد قرار می‌دهد.

3. لحیم‌کاری در کوره مادون قرمز (Reflow Oven)
   پس از قرار گرفتن قطعات، برد وارد کوره مادون قرمز می‌شود. در این مرحله خمیر قلع ذوب شده و قطعات به‌طور محکم روی برد لحیم می‌شوند.

4. کنترل کیفی (QC)
   در انتها، مانند مونتاژ DIP، بردها تحت بازرسی چشمی و تست با میخ تخت فنری قرار می‌گیرند تا هرگونه خطا یا مشکل در مونتاژ برطرف شود.

مزایای مونتاژ SMD

• دقت بسیار بالا در جایگذاری قطعات

• سرعت بیشتر نسبت به روش‌های دستی

• مناسب برای تولید انبوه

• کیفیت بالای اتصالات و کاهش خطاهای انسانی

مونتاژ ترکیبی در چه مواقعی استفاده می شود؟

در مونتاژ ترکیبی همان طور که از نامش پیداست هر دو نوع مونتاژ DIP و مونتاژ SMD بر روی بردها صورت می گیرد. این کار باعث دقت و ظرافت بیشتر در طراحی بردها شده و تمام مراحلی که برای هر دو نوع مونتاژ وجود داشت، در این روش مونتاژ اجرا می گردد.

مزایای مونتاژ SMD و DIP

در مونتاژ قطعات الکترونیک، دو روش اصلی برای مونتاژ بردهای مدار چاپی وجود دارد: مونتاژ SMD و مونتاژ DIP. هر یک از این روش‌ها بسته به نوع برد و تیراژ تولید، مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند. در آموزش تعمیر برد شما بیشتر با این موضوع کار میکنید.

مزایای مونتاژ SMD

• سرعت بالا: به دلیل استفاده از دستگاه‌های تمام اتوماتیک (Pick & Place)، سرعت مونتاژ بسیار بیشتر است.

• مناسب برای تولید انبوه: در تیراژهای بالا مقرون‌به‌صرفه‌تر می‌باشد.

• دقت بالا: جایگذاری قطعات با کمک پردازش تصویر انجام شده و احتمال خطا کاهش می‌یابد.

• کیفیت ظاهری بهتر: بردهای مونتاژ شده با روش SMD ظاهری حرفه‌ای و یکنواخت دارند.

مزایای مونتاژ DIP

• استحکام بیشتر لحیم‌کاری: اتصالات قوی‌تر و مطمئن‌تر هستند و در برابر فشار مکانیکی دوام بیشتری دارند.

• صرفه اقتصادی در تیراژ پایین: برای تولید تعداد کم، روش دستی و DIP هزینه کمتری دارد.

• مناسب برای قطعات خاص: برخی قطعات حساس به دمای بالا یا با شکل نامتعارف بهتر است با روش DIP مونتاژ شوند.

• بدون نیاز به شابلون یا استنسیل: فرآیند ساده‌تر بوده و هزینه ابزار جانبی کاهش می‌یابد.

آموزش تعویض قطعات الکترونیکی روی برد

آموزش تعویض مقاومت‌ها و خازن‌های DIP

• روش درآوردن قطعه مقاومت یا خازن:
  با استفاده از هویه و قلع‌کش یا فیتیله قلع‌گیر قلع پایه‌ها را ذوب کنید. سپس با پنس قطعه را به آرامی از برد خارج کنید.

• روش جازدن قطعه مقاومت یا خازن:
  قطعه جدید را در سوراخ‌ها قرار دهید، پایه‌ها را کمی خم کنید تا ثابت بماند و سپس لحیم‌کاری کنید.

آموزش تعویض دیودها و LED

• روش درآوردن قطعه دیود یا LED:
  مشابه مقاومت و خازن، اما باید به پلاریته (جهت مثبت و منفی) دقت کنید.

• روش جازدن قطعه دیود یا LED:
  قطعه جدید را در همان جهت (مطابق علامت روی برد) قرار دهید و لحیم کنید.

آموزش تعویض ترانزیستورها و رگولاتورها (سه‌پایه DIP)

• روش درآوردن قطعه ترانزیستور یا رگولاتور:
  پایه‌ها را یکی‌یکی قلع‌زدایی کنید تا آزاد شوند. در صورت اتصال به هیت‌سینک می‌توان از دستگاه هیتر استفاده کرد.

• روش جازدن قطعه ترانزیستور یا رگولاتور:
  قطعه جدید را با توجه به جهت پایه‌ها (B, C, E یا IN, OUT, GND) در محل قرار دهید و لحیم کنید.

آموزش تعویض آی‌سی‌های DIP (چندپایه سوراخ‌دار)

• روش درآوردن قطعه آی‌سی DIP:
  با استفاده از پمپ قلع و فیتیله قلع‌گیر پایه‌ها را آزاد کنید یا از دستگاه هیتر استفاده کنید.

• روش جازدن قطعه آی‌سی DIP:
  آی‌سی جدید را در شیار قرار دهید (با دقت به علامت پایه ۱) و پایه‌ها را لحیم کنید.

آموزش تعویض قطعات SMD کوچک (مقاومت، خازن، دیود SMD)

• روش درآوردن قطعه SMD کوچک:
  با دستگاه هیتر یا هویه دو نوک، پایه‌ها را هم‌زمان گرم کنید و قطعه را با پنس بردارید.

• روش جازدن قطعه SMD کوچک:
  خمیر قلع روی پدها بزنید، قطعه را با پنس در جای خود قرار دهید و با هویه نوک‌باریک یا دستگاه هیتر لحیم کنید.

آموزش تعویض آی‌سی‌های SMD (مانند SOIC، QFP، QFN)

• روش درآوردن قطعه آی‌سی SMD:
  با دستگاه هیتر همه پایه‌ها را ذوب کرده و آی‌سی را با پنس بلند کنید.

• روش جازدن قطعه آی‌سی SMD:
  پدها را تمیز کرده، کمی خمیر قلع بزنید، آی‌سی را تراز کنید (با توجه به پایه ۱) و پایه‌ها را با هویه یا دستگاه هیتر لحیم کنید.

آموزش تعویض کانکتورها، سوکت‌ها و کلیدها

• روش درآوردن قطعه کانکتور یا سوکت:
  با هویه پرقدرت و پمپ قلع پایه‌ها را آزاد کنید و قطعه را جدا کنید.

• روش جازدن قطعه کانکتور یا سوکت:
  قطعه جدید را در جای خود قرار داده و پایه‌ها را یکی‌یکی لحیم کنید (ابتدا گوشه‌ها را لحیم کنید تا ثابت شود).

آموزش تعویض کریستال، سیم‌پیچ و قطعات بزرگ

• روش درآوردن قطعه کریستال یا سیم‌پیچ:
  مانند خازن‌ها و دیودها عمل کنید اما مراقب فشار بیش از حد باشید چون بردهای چندلایه حساس‌اند.

• روش جازدن قطعه کریستال یا سیم‌پیچ:
  قطعه جدید را محکم در محل قرار داده و پایه‌ها را با قلع کافی لحیم کنید تا لرزش ایجاد نشود.

آموزش تعویض چیپ و آی‌سی‌های BGA

آی‌سی‌های BGA (Ball Grid Array) به دلیل قرارگیری پایه‌ها زیر چیپ و ساختار کروی، نیازمند تجهیزات حرفه‌ای و دقت بالا برای تعویض هستند. استفاده از دستگاه BGA ماشین باعث می‌شود فرآیند برداشتن و جازدن آی‌سی با کیفیت و بدون آسیب به برد انجام شود.

آموزش تعویض و درآوردن چیپ BGA

برای درآوردن آی‌سی‌های BGA از روی برد:

• ابتدا برد را با دستگاه هیتر گرم کنید تا خمیر قلع پایه‌های BGA ذوب شود. دما و زمان گرمادهی باید مطابق مشخصات تولیدکننده باشد (معمولاً بین 250 تا 300 درجه سانتی‌گراد).

• با استفاده از پنس یا دستگاه BGA ماشین، چیپ را به آرامی از روی برد بردارید.

• پس از برداشتن، باقی‌مانده‌های قلع روی پدها را با فیتیله قلع‌گیر یا دستگاه هیتر تمیز کنید تا پدها برای نصب آی‌سی جدید آماده شوند.

آموزش جازدن چیپ BGA

برای جازدن آی‌سی جدید BGA:

• پدها را با فلکس یا خمیر قلع آماده کنید و مطمئن شوید که هیچ قلع اضافی یا اتصال کوتاه بین پدها وجود ندارد.

• چیپ BGA جدید را با دقت روی پدها تراز کنید، استفاده از لوپ یا میکروسکوپ توصیه می‌شود.

• با دستگاه هیتر یا دستگاه BGA ماشین، کل آی‌سی را به آرامی حرارت دهید تا پایه‌ها به طور کامل به پدها متصل شوند.

• پس از سرد شدن، با روش‌های بازبینی مانند X-Ray یا Inspection Optical کیفیت لحیم‌کاری را بررسی کنید و از نبود پایه باز یا اتصال کوتاه مطمئن شوید.

نکات مهم در تعویض چیپ BGA

• استفاده از دستگاه BGA ماشین برای افزایش دقت و کاهش ریسک آسیب به برد ضروری است.

• کنترل دقیق دما و پروفایل حرارتی در دستگاه هیتر یا دستگاه BGA ماشین الزامی است.

• بدون تجهیزات مناسب، تعویض آی‌سی‌های BGA بسیار دشوار است و احتمال خرابی برد بالا می‌رود.