ما در این مقاله نحوه ساخت و یا مونتاژ قطعات الکترونیک برد های مدار چاپی یا PCB را به صورت دستی شرح خواهیم داد.
حالا بگذارید هر یک از این مراحل را جداگانه بررسی کنیم …
چاپ خمیر لحیم با استفاده از شابلون ، مانند شابلون زدن صفحه ابریشم روی لباس است. اما ما از یک شابلون فلزی استفاده می کنیم تا خمیر لحیم کاری را روی قسمت های دقیق برد مدار چاپی یا PCB قرار دهیم.
این صفحه می تواند روی بردهای مدار بزرگ چاپی (PCB) کار کند. این بردهای بزرگ شامل چندین طرح هستند که برای یک برد مدار چاپی یا PCB تکثیر می شوند تا سرعت تولید را افزایش دهند ، همانطور که در تصویر بالا وجود دارد. این صفحات بزرگ به منظور چاپ استنسیل بر روی چندین ورق PCB به طور همزمان ساخته شده اند ، اما به راحتی می توان روی یک صفحه PCB را همزمان بارگذاری کرد.
مقدار کمی خمیر لحیم کاری را به تمام مکان هایی که اجزا در آن نصب می شوند ، اضافه کنید . برای تکمیل هرچه سریعتر این فرآیند ، استنسیل را بر روی صفحه قرار داده و سپس بتونه را با استفاده از اسکاج فلزی بر روی استنسیل قرار می دهید.
این شکل ظاهری خمیر لحیم کاری است. این مخلوطی از آلیاژهای فلزی است: 96.5٪ قلع (Sn) ، 3٪ نقره (نقره) و 0.5٪ مس (Cu)). برای ماندگاری بیشتر خمیر لحیم کاری باید در جای خنک نگهداری شود و این مربوط به شار اضافه شده به فلزات برای حفظ قوام خمیر است. چاپ استنسیل با دست انجام می شود.
بعد از اینکه خمیر لحیم کاری روی صفحه قرار گرفت ، اجزا روی آن قرار می گیرند ، این کار را می توان به صورت دستی یا با استفاده از دستگاه انجام داد. استفاده از موچین روش خوبی برای قرار دادن مواد در محل است. یک مغالطه گسترده وجود دارد که ما برای ساخت بردهای الکترونیکی به ماشین آلات گران قیمت و عظیم نیاز داریم ، اما این درست نیست. سرعت یک انسان برای قرار دادن اجزای سازنده روی سطح صفحه قابل قبول است و کشش سطحی فلز مایع باعث می شود که اجزا در هنگام مایع شدن به مکان های صحیح خود منتقل شوند. اما مشکل مربوط به توانایی انسان در مقاومت طولانی مدت در کار مداوم در نصب قطعات الکترونیکی روی سطوح صفحات است ، پس از چندین ساعت کار کردن به خاطر کوچک بودن اجزا ممکن است باعث خستگی چشم شود.
برای ساخت وسایل الکترونیکی نیازی به دستگاه انتخاب و جایگذاری ندارید. شما فقط زمانی به آن نیاز دارید که بخواهید لوازم الکترونیکی زیادی بسازید.
PNP یک دستگاه رباتیک است که با استفاده از خلاء uum اجزا را گرفته ، آنها را به موقعیت مناسب خود می چرخاند و روی صفحه قرار می دهد.
پس از جمع آوری اجزا و قرار دادن آنها در جای خود ، باید خمیر لحیم کاری مایع شود تا اتصالات لحیم کاری قوی ایجاد شود که اجزا را به صفحه متصل کند. پانل ها بر روی یک تسمه نقاله قرار می گیرند که به آرامی از طریق یک کوره بزرگ حرکت می کند ، و پانل ها در معرض گرمای کافی قرار می گیرند تا جوشکاری مایع شوند (حدود 250 درجه سانتیگراد). هنگامی که صفحه از درون کوره حرکت می کند ، از مناطق با درجه حرارت مختلف عبور می کند و باعث گرم شدن و خنک شدن آن با سرعت کنترل شده می شود.
در این صفحه اجزای چسبیده به خمیر لحیم را می بینیم.
صفحه ای که اجزای الکترونیکی روی آن قرار گرفته است ، به آرامی وارد کوره مایع سازی می شود.
دمای صفحه تا حدود 250 درجه سانتیگراد (480 درجه فارنهایت) افزایش می یابد ، یعنی دمایی که در آن خمیر لحیم به فلز مایع تبدیل می شود. هنگامی که صفحه از اجاق گاز مایع خارج می شود ، به سرعت خنک می شود و بنابراین جوشکاری تمام اجزا را در جای خود ثابت می کند.
بعضی از برد های مدار چاپی دارای اجزای دو طرف هستند. در این موارد ابتدا صورتي كه اجزاي كمتري دارد تركيب شده و سپس مايع سازي انجام مي شود. پس از بیرون آوردن صفحه از اجاق ، شابلون در سمت دیگر چاپ می شود و سپس دوباره فرآیند مایع سازی انجام می شود. کشش سطحی فلز بسیار زیاد است و تمام اجزا را در جای خود ثابت می کند. در کارخانه هایی که پانل های PCB بزرگ یا پیچیده تولید می کنند ، چندین قسمت از تابلو با چسب در محل خود ثابت می شوند تا اطمینان حاصل شود که قطعات در طی فرآیند مایع سازی از مکان خود حرکت نمی کنند.
پس از فرآیند روانگرایی ، یک تکنسین یک صفحه را می گیرد تا اجزای PTH (سوراخ سوراخ شده) را با دست جوش دهد. در کارخانه های بزرگ ، اجزای PTH می توانند با استفاده از تکنیک معروف به لحیم کاری موج ، جوش داده شوند که در آن صفحه از طریق موج ایستاده جوش مذاب عبور می کند که به پایه های جز component و سایر قطعات فلزی موجود در سطح صفحه می چسبد.
بازرسی و آزمایش قطعات الکترونیکی
مرحله بعدی بازرسی نوری است . این آزمایش مربوط به یافتن مشکلات مرتبط با اجزا (مقاومت اشتباه ، خازن گمشده و غیره) است. دستگاه AOI (بازرسی نوری خودکار) بسیار سریع کار می کند. از آرایه ای از دوربینهای دقیق که در زوایای مختلف قرار گرفته اند ، برای دیدن قسمتهای مختلف اتصالات جوش استفاده می شود ، که بعضاً فیله نامیده می شوند. اتصالات لحیم کاری خوب و بد نور را به طور متفاوتی منعکس می کنند ، بنابراین دستگاه AOI با استفاده از LED های رنگی مختلف ، تمام اتصالات را با دقت و سرعت بالا روشن و بازرسی می کند. این یک ماشین شگفت انگیز است.
وظیفه بازرسی بصری این است که اطمینان حاصل شود همه قطعات در مکانهای صحیح ، با اتصالات لحیم کاری مناسب ، روی صفحه قرار گرفته اند و هیچ درزگیر لحیم کاری ناخواسته ای بین درگاههای مجاور وجود ندارد.
بعد از بازرسی تابلو ، برای اطمینان از انجام کاری که قرار است انجام شود ، آزمایش می شود.
تصور کنید آزمایش یک صفحه 15 ثانیه طول می کشد اگر مجبور شوید 10 صفحه تست کنید چه می کنید؟
این کار حدود 3 دقیقه طول خواهد کشید. اگر مجبور باشید 1500 تخته را تست کنید چه می کنید؟ این تست 6 ساعته ذهن شما را می گیرد.
برای سرعت بخشیدن به این روند ، تکنسین ها اغلب از یک وسیله آزمایشگاهی استفاده می کنند که گاهی اوقات آن را تخت پوگو می نامند. پین های موجود در ابزار Pogo اتصال الکتریکی موقتی به نقاط مختلف برق و داده روی برد دارند. پس از نصب ابزار Pogo در صفحه (یا صفحه بزرگ) ، آزمایش های متعددی برای اطمینان از سالم بودن و عملکرد بودن برد انجام می شود. این آزمایشات شامل آزمایش ولتاژ خروجی تنظیم کننده ها ، ولتاژهایی که انتظار می رود در برخی از درگاه ها وجود داشته باشد و ارسال برخی از دستورات به صفحه مورد آزمایش برای اطمینان از درستی پاسخ های آن. در مورد تابلوهایی که به برنامه نویسی یا کالیبراسیون نیاز دارند ، اقدامات دیگری برای بارگذاری کد و تأیید خروجی انجام می شود.
در کارخانه های بزرگ ، می توان از سنسورهای پروب یا بستر اتصالات میخ برای بررسی تداوم تمام اتصالات روی صفحه قبل از تأمین برق به آن استفاده کرد. این ابزارها برای محصولات پیچیده و گران قیمت مناسب هستند ، اما طراحی آنها ممکن است ده ها هزار دلار هزینه داشته باشد.
بسیاری از مراحل تولید PCB باعث ایجاد رسوبات زیادی بر روی آن می شود. اگر تاکنون جوشکاری کرده اید باید بدانید که فرآیند جوشکاری رسوبات کمی از جوشکاری جوش بر روی صفحه ایجاد می کند. طی چندین ماه ، این رسوبات چسبناک و بد شکل می شوند و همچنین ممکن است اسیدی شوند و در نتیجه اتصالات جوش را ضعیف کنند. بنابراین برای جلوگیری از همه این مشکلات احتمالی ، هر صفحه باید شسته شود.
برای تمیز کردن بردهای مدار چاپی ، آنها را به صورت دسته ای داخل آنچه ماشین ظرفشویی می نامیم ، قرار می دهیم. این ماشین ظرفشویی دما و فشار بالایی دارد و از فولاد ضد زنگ ساخته شده است و از آب دیونیزه شده برای از بین بردن باقیمانده حاصل از فرآیند تولید استفاده می کند.
پس از اتمام شستشو ، فاضلاب در یک حوضچه در پایین دستگاه شستشو جمع شده و هدایت الکتریکی آن به طور خودکار بررسی می شود. اگر رسانایی بسیار کم باشد (مقاومت خیلی زیاد است) ، این بدان معنی است که فرایند شستشو کامل است و پس از آن فاضلاب با فیلترهای با کیفیت بالا تصفیه می شود.
حتما در حال حاضر از خود می پرسید: آیا ما واقعاً لوازم الکترونیکی گران قیمت را در آب غرق می کنیم؟ بله ، این دقیقاً همان کاری است که ما انجام می دهیم. راز آن هم کیفیت آب مورد استفاده ماست. آب دیونیزه آب خالصی است که هیچ یونی ندارد. برای روشن شدن بیشتر این مطلب ، در حقیقت آب چیزی نیست که تلفن شما را از بین ببرد ، اما یون های موجود در آب منجر به کوتاه شدن (کوتاه شدن) بین چندین قسمت از تلفن می شوند. از آنجا که آب دیونیزه هیچ یونی ندارد ، برای انسان سمی است. می توانید با خیال راحت از آب دیونیزه استفاده کنید ، اما نوشیدن آن می تواند به بدن آسیب جدی برساند ، زیرا باعث می شود بدن هنگام نوشیدن آن یون از دست برود. و در نهایت از فن یا هوای فشرده برای از بین بردن آب باقیمانده در صفحه استفاده می شود.
هنگامی که مجموعه صفحه تمیز و خشک شد ، به مرحله بسته بندی می رود جایی که هر صفحه درون کیسه پلاستیکی EDS قرار می گیرد.
