با پیشرفت تکنولوژی، مونتاژ بردهای الکترونیکی وارد فاز جدیدی شد. امروزه برای مونتاژ برد الکترونیکی معمولا روش اتوماتیک انتخاب اول تولید کنندگان و مونتاژ کنندگان بردهای الکترونیکی است. با این وجود در مواردی مونتاژ برد الکترونیکی به روش دستی نیز مورد توجه طراحان و مونتاژ کنندگان قرار می‌گیرد. در ادامه این مقاله با مونتاژ برد الکترونیکی به روش دستی و دلایل انتخاب آن آشنا می‌شویم.
مونتاژ برد الکترونیکی به روش دستی چه زمانی به کار می‌آید؟
مونتاژ برد الکترونیکی به روش دستی معمولا در شرایط خاصی انتخاب میشود، این شرایط عبارتند از: هنگامی که تیراژ برد پایین باشد، زمانی که امکان مونتاژ برد به روش اتوماتیک فرآهم نباشد، وقتی قطعات مورد استفاده در برد دچار آسیب باشد و باید آن‌ها را به صورت تک به تک بررسی کرد، هنگامی که قطعات برد دارای اشکال خاصی باشند و دستگاه اتوماتیک نتواند آن‌ها را به صورت درست در جای خود قرار‌دهد و…
مونتاژ دستی بردهای الکترونیکی هنگامی به صرفه است که تعداد برد‌ها پایین باشد و مونتاژ اتوماتیک توجیح اقتصادی نداشته باشد. همچنین در مواقعی که برد‌ها به صورت نمونه اولیه تولید می‌شوند معمولا از مونتاژ برد الکترونیکی به روش دستی استفاده میشود. مونتاژ برد به روش دستی معمولا دارای خطا‌های انسانی است از این رو این فرآیند را باید یک مونتاژ‌کار حرفه‌ای بردهای الکترونیکی انجام دهد تا خطا‌های مربوط به مونتاژ به حداقل برسد. مونتاژ برد الکترونیکی به روش دستی همانند مونتاژ اتوماتیک به ۲ دسته‌ی مونتاژ دستی برد SMD و مونتاژ دستی برد DIP تقسیم بندی میشود. در ادامه با مراحل هرکدام از مدل‌های مونتاژ برد الکترونیکی به روش دستی بیشتر آشنا می‌شویم.
مونتاژ برد SMD به روش دستی
مونتاژ برد SMD غیر اتوماتیک یکی از سخت‌ترین روش‌های مونتاژ برد الکترونیکی به روش دستی است. این روش مونتاژ نیازمند مهارت بالا و همچنین نیازمند تجربه‌ی کافی در این زمینه است تا برد مونتاژ شده دارای کارآیی خوب و طول عمر مناسب باشد. مونتاژ برد الکترونیکی به روش دستی همانطور که گفتیم زمان زیادی می‌برد. این موضوع در مونتاژ SMD به صورت دستی خیلی مشهود است و این روش مونتاژ علاوه بر هزینه‌ی بیشتر بسیار زمانبر‌تر از مونتاژ اتوماتیک SMD است. از مونتاژ برد SMD به روش دستی معمولا برای ساخت نمونه‌های تستی استفاده میشود. در ادامه مراحل مونتاژ برد SMD به روش دستی را بیان می‌کنیم.
آماده سازی و بررسی قطعات برای مونتاژ دستی برد SMD
یکی از مواقعی که بردهای SMD به روش دستی مونتاژ می‌شوند، زمانی است که قطعات ممکن است دارای خرابی باشند. بررسی تک به تک قطعات معمولا با مولتی متر‌های دیجیتال انجام میشود تا از سلامت قطعاتی که در برد استفاده می‌شوند اطمینان حاصل شود.
بررسی سلامت قطعات الکترونیکی به وسیله مولتی‌متر دیجیتال
قرار‌دهی خمیر لحیم روی برد
همانند مونتاژ برد SMD به روش اتوماتیک، محل قرار‌گیری قطعات باید به خمیر قلع آغشته شود و این کار توسط شابلون‌هایی که مخصوص برد طراحی شده است، انجام میشود. در این مرحله یک نفر برد‌ها را زیر شابلون قرار می‌دهد و خمیر قلع را با یک کاردک پلاستیکی (غیر رسانا) بر روی شابلون حرکت می‌دهد تا قسمت‌هایی که باید قطعات روی آن قرار‌گیرند به خمیر قلع آغشته شوند. بعد از انجام این کار نوبت به جایگذاری قطعات می‌رسد. در بعضی از بردهای SMD ممکن است این مرحله انجام نشود و قطعات در هنگام جایگذاری به سطح مشخص شده توسط هویه‌های مخصوص و سیم لحیم، لحیم کاری شوند.
جایگذاری قطعات در فرآیند مونتاژ برد SMD به روش دستی
این مرحله یکی از حساس‌ترین و زمانبر‌ترین مراحل مونتاژ برد SMD به صورت دستی است. با رسیدن برد به این مرحله مونتاژ‌کار، قطعات را با دقت و توسط پنس‌های غیر رسانا بر‌روی برد در مکان‌های مشخص شده قرار می‌دهد. نکته‌ی مهمی که باید در این مرحله رعایت شود، دقت به قطب قطعه‌ی الکترونیکی متناسب با طراحی و مارکاژ برد است.
لحیم کاری دستی برد SMD
با اتمام مرحله قبل، بردهای SMD که قطعات روی آن‌ها قرار گرفته‌اند را برای لحیم کاری به مرحله لحیم کاری می‌برند. در این مرحله مونتاژ‌کار به وسیله‌ی هویه‌ی مخصوص خمیر قلع ریخته شده در زیر قطعات را ذوب می‌کند و مطمئن میشود که اتصال بین قطعات و سطح برد بر‌قرار شده باشد. در مواردی این مرحله به وسیله‌ی هیتر‌هایی انجام میشود که به برد گرما می‌دهند تا خمیر قلع ذوب شده و بین قطعات و برد اتصال را بر‌قرار کند. لحیم کاری دستی برد SMD با هیتر معمولا برای برد‌هایی که دارای قطعات حساس به گرما هستن استفاده نمی‌شود زیرا عمکلرد این قطعات ممکن است با افزایش دمای برد دچار اختلال شود.
در ادامه بیشتر با هیتر‌های هوای گرم آشنا می‌شویم و روش کار با آن‌ها را می‌آموزیم.
لحیم کاری برد SMD با هیتر هوای گرم
همانطور که گفتیم یکی از ابزار‌هایی که برای مونتاژ برد الکترونیکی به روش دستی از آن استفاده میشود هیتر هوای گرم است. هیتر‌های هوای گرم از ۲ بخش تشکیل شده‌اند، یکی از بخش‌ها قسمت اصلی دستگاه و قسمت دیگر را نازل آن تشکیل می‌دهد. برای استفاده از هیتر‌های هوای گرم باید نازل مد نظر خود را به قسمت اصلی دستگاه متصل کنید و سپس دمای مورد نظر را تنظیم کنید. پس از تنظیم دما باید صبر کنید تا دمای نازل به دمای دلخواه شما برسد. با رسیدن دما نازل به دمای مورد نظرتان یک چراغ کوچک کنار صفحه نمایش دستگاه چشمک می زند که به معنی رسیدن دمای نازل به دمای دلخواه شماست.
پس از تنظیم دما با نزدیک کردن نازل به قسمتی که می‌خواهید آن را لحیم کنید، خمیر قلع ذوب میشود و می‌توانید اقدام به لحیم کاری برد خود کنید. از هیتر‌های هوای گرم معمولا برای لحیم کاری بردهای الکترونیکی smd استفاده میشود و برای لحیم کاری بردهای dip از هویه‌های عادی استفاده می‌کنند.
تست و بررسی برد بعد از مونتاژ SMD به روش دستی
این مرحله از آن جایی حائز اهمیت است که بردهای الکترونیکی که به روش دستی مونتاژ می‌شوند دارای خطا‌های احتمالی مونتاژ هستند. بررسی برد‌ها معمولا به وسیله‌ی تکنولوژی بازرسی خودکار نوری (AOI) انجام میشود. یکی از خطاهایی که معمولا در روش مونتاژ برد الکترونیکی به روش دستی اتفاق می‌افتد، عدم اتصال درست قطعات به برد است. یکی از دلایل بررسی بردهای مونتاژ شده همین مورد است، در صورت وجود اشکال، در مکان‌هایی که این خطا وجود دارد دوباره لحیم کاری انجام میشود. با انجام این مرحله مونتاژ برد SMD به روش دستی به اتمام می‌رسد. روش اطمینان از سلامت عملکردی برد‌ها در فرآیند مونتاژ برد الکترونیکی به روش دستی را در انتهای مقاله با هم مرور خواهیم کرد.
مونتاژ برد DIP به روش دستی
مونتاژ برد DIP به صورت دستی معمولا با خطا‌ی کمتری نسبت به برد SMD انجام میشود و علت آن جایگذاری و لحیم کاری راحت‌تر قطعات است. بردهای DIP با توجه به این که حفره‌های برای قرار گیری قطعات هستند امکان جدا شدن قطعات از برد در آن‌ها کمتر است و برای همین احتمال مونتاژ دستی بردهای DIP از بردهای SMD بیشتر است. در ادامه با مراحل مونتاژ DIP به روش دستی بیشتر آشنا می‌شویم.
آماده سازی قطعات برای مونتاژ دستی
در روش مونتاژ بردهای DIP به روش دستی، در ابتدا سلامت قطعات از نظر ظاهری و کارکرد بررسی میشود تا قطعاتی که در برد استفاده می‌شوند از نظر کارآیی عملکرد خوبی داشته باشند. این کار همانند بررسی قطعات SMD با مولتی‌متر دیجیتال انجام میشود.
جایگذاری قطعات در حفره‌های تعبیه شده‌ی برد
بعد از اطمینان از سلامت قطعات، پایه قطعات توسط مونتاژ کار برای قرار‌گیری در حفره‌های مخصوص قطعه آماده میشود. بعد از آماده شدن پایه‌ها، قطعات با توجه به مارکاژی که روی برد دارند و با در نظر گرفتن قطب مثبت و منفی در برد جایگذاری می‌شوند. بعد از انجام جایگذاری، مونتاژ کار شکل ظاهری برد را با فایل طراحی شده مطابقت می‌دهد تا از جایگذاری صحیح قطعات اطمینان حاصل کند. اگر تعداد قطعات برد زیاد باشد و بررسی محل قطعات برای مونتاژ کار فرآیندی زمان‌بر باشد ممکن است برد‌ها را در این مرحله به بازرسی خودکار نوری بفرستند تا از جایگذاری صحیح قطعات برد مطمئن شوند.
لحیم کاری برد DIP به روش دستی
لحیم کاری دستی بردهای DIP معمولا با هویه و سیم لحیم انجام میشود، به این صورت که پایه قطات را در پشت برد با نزدیک کردن سیم لحیم و ذوب کردن آن به وسیله هویه به برد متصل می‌کنند. در مونتاژ برد DIP به روش دستی اگر تعداد قطعات برد زیاد باشد لحیم کاری با هویه و سیم لحیم کاری بسیار زمان‌بر خواهد بود و برای رفع این مشکل از وان قلع برای لحیم کاری پایه قطعات استفاده میشود. لحیم کاری به وسیله‌ی وان قلع به این صورت انحام میشود که برد‌ها را تقریبا ۳ ثانیه روی سطح تشتی پر از ماده لحیم نگاه می‌دارند تا اتصال پایه قطعات با برد انجام شود.
لحیم کاری دستی بردهای الکترونیکی با هویه
پایه چینی قطعات لحیم شده و شستشوی برد
بعد از فرآیند لحیم کاری، اضافی پایه‌ی قطعات را به وسیله‌ی سیم چین و یا دستگاه مخصوص پایه چینی کوتاه می‌کنند. این کار برای زیبایی و راحتی جایگذاری برد در محصول الکترونیکی انجام میشود. با اتمام پایه چینی بردهای مونتاژ شده شستشو داده می‌شوند و فرآیند مونتاژ برد DIP به روش دستی به اتمام می‌رسد و برد‌ها به مرحله تست و بررسی منتقل می‌شوند.
شستشوی بردهای الکترونیکی مونتاژ شده با مواد مخصوص
بررسی برد DIP بعد از مونتاژ دستی برد الکترونیکی
برد‌ها در این مرحله به وسیله دستگاه AOI با فایل طراحی شده‌ی برد و استاندارد‌ها مطابقت داده می‌شوند تا از انجام شدن درست فرآیند مونتاژ و لحیم کاری برد DIP به روش دستی مطمئن شویم. مرحله‌ی بعدی بررسی عملکردی برد‌هاست. این مرحله بعد از اطمینان از مونتاژ درست بر روی بردهای SMD و DIP انجام میشود.
بررسی عملکردی برد‌ها پس از مونتاژ برد الکترونیکی به روش دستی
بررسی عملکردی بردهای مونتاژ شده به وسیله دستگاه اسیلوسکوپ انجام میشود. روش کار دستگاه اسیلوسکوپ به این صورت است به برد‌ها جریان الکترونیکی وارد می‌کنند و عملکرد قطعات و برد را کنترل می‌کنند. دستگاه اسیلسکوپ برای تست عملکردی برد‌هایی که به صورت اتوماتیک مونتاژ شده‌اند هم کاربرد دارد.
بررسی عملکردی برد الکترونیکی با دستگاه اسیلوسکوپ
مونتاژ برد الکترونیکی به روش دستی؛ روشی کارآمد در شرایط خاص
به وجود آن که مونتاژ برد الکترونیکی به روش دستی دارای خطاهایی است اما در برخی موارد استفاده از این روش مونتاژ تنها انتخاب ما برای مونتاژ بردهای الکترونیکی است. آوند الکترونیک با بیش از ۱۰ سال سابقه‌ای که در زمینه‌ی مونتاژ بردهای الکترونیکی دارد توانایی مونتاژ اتوماتیک و دستی بردهای الکترونیکی را با بالاترین دقت دارا می‌باشد. از این که تا انتهای این مقاله همراه آوند الکترونیک بودید از شما سپاسگزاریم.
