مونتاژ برد SMD

مونتاژ برد الکترونیکی  SMD

در صنعت الکترونیک قطعات متعددی وجود دارد که با توجه به ویژگی مخصوص خود، به صورت SMD یا THD و به اصطلاح DIP ساخته می شود.

مونتاژ برد SMD  با سه روش مونتاژ برد SMD به روش دستی، مونتاژ برد SMD با دستگاه تمام اتوماتیک و مونتاژ برد SMD به صورت نیمه اتوماتیک صورت می­گیرد:

مونتاژ برد SMD به روش دستی

در این فرایند برای مونتاژ برد الکترونیکی SMD، قطعات توسط مونتاژ کار به صورت دستی روی برد الکترونیکی گذاشته شده و عمل لحیم کاری را با هویه یا هویه هوای گرم  انجام می پذیرد.

لحیم کاری دستی قطعات SMD را با دو روش استفاده از هویه معمولی و هویه هوای گرم و خمیر قلع انجام می دهند.

مونتاژ برد SMD با استفاده از هویه

برای مونتاژ برد SMD با استفاده از هویه ابتدا سطوح مورد نظر را به فلاکس یا روغن لحیم آغشته می کنند. سپس لایه ای از قلع ،یا خمیر قلع روی آن می گذارند. سپس قطعه را در محل مربوطه قرار می دهند در انتها به وسیله هویه مخصوص قطعات SMD و لحیم یا خمیر لحیم پایه ها را قلع اندود می کنند. محل قرار گرفتن پایه های قطعات باید یکنواخت و بدون اتصال به یکدیگر باشد و حالت برجسته و براق پیدا کند.

روش دیگری برای مونتاژ برد SMD نیز وجود دارد که در آن ابتدا محل قرار گرفتن قطعات روی برد مدار چاپی را هم قلع اندود می کنند سپس قطعات SMD  را جهت مونتاژ برد الکترونیکی روی آن می گذارند و عمل لحیم کاری را انجام می دهند.

مراحل اجرای کار به شرح زیر است:     

1- آغشته کردن محل لحیم کاری به ماده فلاَکس یا روغن

به وسیله حلال مناسب پاک کننده، مانند بنزین، الکل، تینر یا اسپری های مخصوص پاک کردن برد، محل مونتاژ قطعه الکترونیکی و اطراف آن را با مسواک شست وشو دهید تا سطح برد الکترونیکی کاملا تمیز شده و محل را مونتاژ قطعه  Smd آماده کرده تا کاملا از ذرات ریز پاک شود. سپس محل لحیم کاری را به ماده فلاکس آغشته می‌کنیم .

۲ - قلع اندود کردن محل پایه ها با استفاده از هویه، لحیم مفتولی یا خمیر قلع.

برای مونتاژ برد smd با استفاده از هویه و سیم لحیم باید یکی از پدهای قطعه smd قلع اندود شود، اما اگر بخواهیم از خمیر قلع استفاده کنیم باید تمامی پدهای قطعه smd را با خمیر بپوشانیم.

۳ - جاگذاری قطعات smd با پنس

همانطور که گفته شد در مونتاژ برد smd با هویه ما ابتدا یکی از پدهای قطعه مورد نظر را قلع اندود می کنیم سپس قطعه smd را با پنس برداشته و در جای مورد نظر روی برد الکترونیکی قرار می دهيم با هویه قلع را ذوب کرده تا قطعه smd در محل خود روی برد الکترونیکی محکم شود.

برای مونتاژ قطعات smd مانند icها بدین گونه عمل کنید که ابتدا ic را در محل خود قرار داده به کمک پنس قطعه را در محل خود روی برد الکترونیکی تنظیم کنید، سپس یک یا دو پایه از آی سی را با استفاده از هویه در محل خود کمی فشار دهید تا قلع ذوب شده و آی سی محکم شود. لازم به ذکر است هنگام مونتاژ برد اگر نوک هویه با قلع خیلی کمی همراه باشد مونتاژ ic بهتر انجام می پذیرد.

بعد از بازبینی و کسب اطمینان از اینکه IC در محل صحیح خود قرار دارد، سایر پایه ها را به همین ترتیب لحیم کنید. صحت تنظیم دقیق در محل نصب قطعه بسیار مهم است و معمولا اگر در مرحله ای که یک یا دو پایه را محکم می کنید قًطعه به درستی تنظیم نشده باشد می توانید با استفاده از قلع با قطر کم دوباره لحیم کاری کنید. اگر احتمالا دو پایه به صورت ناخواسته به هم بچسبند، به کمکً قلع کش مناسب می توانید لحیم های اضافی را بردارید.همچنین با استفاده از فتیله لحیم آغشته به روغن لحیم و هویه، می توانید لحیم های اضافی را از بین دو پایه بردارید.

مونتاژ برد الکترونیکی SMD با استفاده از خمیرلحیم و هویه هوای گرم

در این روش برای مونتاژ برد الکترونیکی  smd یا در واقع مونتاژ قطعات smd روی برد مدار چاپی به جای قلع مفتولی از خمیر قلع و به جای هویه ازهوای گرم استفاده می شود. خمیر لحیم ترکیبی از قلع و مایع روغن لحیم یا فلاکس است که با گرم کردن آن مایع روغن لحیم یا همان فلاکس تبخیر شده و قلع باقی می ماند. در واقع روغن لحیم سطح کار را تمیز و عملیات لحیم کاری را آسان می کند.

در این روش برای مونتاژ برد smd یا در واقع مونتاژ قطعات smd روی برد مدار چاپی به جای قلع مفتولی از خمیر قلع و به جای هویه ازهوای گرم استفاده می شود. خمیر لحیم ترکیبی از قلع و مایع روغن لحیم یا فلاکس است که با گرم کردن آن مایع روغن لحیم یا همان فلاکس تبخیر شده و قلع باقی می ماند. در واقع روغن لحیم سطح کار را تمیز و عملیات لحیم کاری را آسان می کند.روش به جای قلع مفتولی از خمیر قلع و به جای هویه از هویه هوای گرم استفاده می شود. خمیر لحیم ترکیبی از قلع و مایع روغن لحیم )فلاَکس( است که با گرم کردن آن مایع روغن لحیم )فلاَکس( تبخیر شده و قلع باقی می ماند. در واقع روغن لحیم سطح کار را تمیز و عملیات لحیم کاری را آسان می کند.

مراحل اجرای مونتاژ برد SMD با هویه هوای گرم

برای مونتاژ برد smd به روش هویه هوای گرم باید ابتدا سطح برد را به وسیله مواد پاک کننده تمیز کنید ،سپس لایه ای نازک از خمیر لحیم روی تمامی پدها قرار دهید. ضخامت این لایه باید در حدی باشد که بتوانید سطح PCB و پدها را ببینید، این مرحله را اندودکردن برد با خمیر لحیم می نامند .

بعد ازمرحله تمیزکاری و اضافه کردن خمیر لحیم ، قطعه smd را به کمک پنس در مکان خود به گونه ای قراردهید که هر پایه بر روی پد مخصوص خود قرارگیرد. قطعه را باید نگه دارید تا دراثر جریان هوای گرم جابه جا نشود، توجه داشته باشید که پنس در لحیم کاری و هوادهی بسیار داغ خواهد شد. بنابراین باید از پنسی استفاه کنید که دستگیره غیر فلزی داشته باشد. نازل هویه را در فاصلۀ 8 سانتی متری از قطعه smd و به مدت 02 تا 04 ثانیه نگه دارید تا هوادهی انجام شود. در اثر هوای گرم خمیر کاملاً ذوب می شود. پس از اطمینان از اینکه قطعه دقیقا در محل خود قرار دارد، نازل را به تدریج دور کنید. قطعه smd را با پنس آنقدر نگه دارید تا محل اتصال های لحیم کاری شًده، خنک و محکم شود.

کاری با روش هویه هوای گرم باید ابتدا سطح برد را به وسیله مواد پاک کننده تمیز کنید ،سپس لایه ای نازک از خمیر لحیم روی تمامی پدها قرار دهید. ضخامت این لایه باید در حدی باشد که بتوانید سطح PCB و پدها را ببینید، این مرحله را اندودکردن برد با خمیر لحیم می نامند .

دستگاه های مونتاژ تمام خودکار اتوماتیک

امروزه با بالا رفتن تیراژ تولید مونتاژ بردهای smd با دستگاه های مونتاژ تمام اتوماتیک صورت می پذیرد. با توجه به اینکه مونتاژ برد smd بادستگاه های مونتاژ smd بسیار سریع تر و مقرون به صرفه تر است.

در این روش تمام فرایند مونتاژ به صورت خودکار توسط ماشین انجام می شود. در این فرایند فایل مدار طراحی شده با نرم افزار های روی کامپیوتر دستگاه تمام اتوماتیک بارگذاری می شود. 

 برد مدار چاپی نیز با توجه به راهنمای استفاده از دستگاه در محل مخصوص قرار می گیرد. قطعات SMD از طریق درگاه های تغذیه قطعه روی دستگاه مونتاژ smd یا همان pick & place قرار می گیرند. قطعات smd معمولا روی لایه های مقوا یا کاغذ به شکل نواری نصب شده و به صورت حلقه یا رول بسته بندی شده اند. این رول هاً در محل های مخصوص روی دستگاه قرار می گیرد. برد مدار چاپی که روی یک نقاله قرار گرفته است وارد قسمت پرینتر خمیر لحیم می شود. دستگاه مونتاژ smd ابتدا خمیر لحیم را در محل های مسی مدار، چاپ می کند سپس برد روی نقاله حرکت کرده و وارد قسمت قطعه گذاری یا همان دستگاه pick and place می شود. در این قسمت قطعات SMD به وسیله ربات از روی نوار های قطعات برداشته می شود و در محل صحیح خود قرار می گیرد و پس از نصب کامل قطعات، نقاله برد را به سمت کوره دستگاه می برد. در کوره خمیر لحیم ذوب شده و عمل لحیم کاری صورت می گیرد و پس از اتمام کار برد به آرامی به بیرون هدایت می شود.

مونتاژ برد SMD در کارگاه های مونتاژ نیمه اتوماتیک

در این کارگاه ها قسمت اعظم فرایند عملیات به صورت دستی اما با کمک برخی ماشین آلات صورت می گیرد .معمولا بردهای تولیدی در این کارگاه ها دارای ترکیبی از قطعات SMD و TH هستند. مراحل مونتاژ یک مدار الکًترونیکی در کارگاه های نیمه اتوماتیک به شرح زیر است:

1- اندود کردن برد با خمیر لحیم

برای مونتاژ smd با دستگاه ابتدا باید عمل اندود کردن خمیر روی برو مدار چاپی صورت بپذیرد ، در این کارگاه ها این فرآیند توسط پرینتر اما به صورت دستی صورت می گیرد. سپس برد آماده است برای جایگذاری با دستگاه که توسط شخص روی ریل دستگاه مونتاژ smd قرار داده می‌شود.

۲ - قطعه گذاری قطعات SMD 

عمل جایگذاری قطعات smd با دستگاه pick and place انجام می شود. همانطور که قبلا توضیح داده شد، ابتدا دستگاه طبق فایل pcb و اطلاعات مربوطه برنامه ریزی شده یا به اصطلاح setup می شود و طبق برنامه قطعات smd را از روی نوار برداشته و شروع به جا گذاری قطعات smd می کند.

۳ - ذوب خمیر لحیم و لحیم کاری قطعات SMD

بعد از اینکه عمل قطعه گذاری توسط دستگاه pick and place به اتمام رسید برد smd توسط شخص وارد کوره یا oven می شود که در آن خمیر ذوب شده و مونتاژ قطعات smd به اتمام می‌رسد.

۴ - مونتاژ دستی قطعات  THD

 در صورتیکه برد الکترونیکی دارای قطعات THD که گاها قطعات DIP هم گفته می شود باشد به صورت دستی مونتاژ می شود.

3- کنترل کیفی یا QC

 در نهایت عمل QC و کنترل کیفی صورت می پذیرد و در صورت لزوم برد شسته شده و پروسه مونتاژ برد الکترونیکی به پایان می رسد.