مقدمات فرآیند مونتاژ PCB( قسمت سوم)

در این قسمت و قسمت بعدی و نهایی این مقاله در رابطه با پیش نیازهای فرآیند مونتاژ و مراحل مونتاژ، صحبت خواهیم کرد. قبل از رفتن به سراغ فرآیند ساخت و مونتاژ PCB، سازنده، PCB را درباره هر گونه نقص یا خطا که می تواند منجر به خرابی شود، بررسی می کند. این فرآیند، فرآیند طراحی برای ساخت DFM نامیده می شود.
DFM (Design for Manufacturing) یا طراحی برای تولید، بخش مهمی از مراحل توسعه محصول جدید است. طراحی برای تولید عبارت است از طراحی قطعات و مجموعه‌هایی که به راحتی ساخته و مونتاژ می‌شوند. استفاده از تاکتیک‌های DFM هزینه و خطاهای احتمالی تولید محصول را در عین حفظ کیفیت آن، کاهش می‌دهد

سازنده باید مراحل اولیه زیر را انجام دهد تا از PCB بی عیب و نقص اطمینان حاصل کند:

1- اجزای دارای قطبیت از طریق سوراخ باید کنترل شوند. مانند قطب خازن الکترولیتی ، آند دیود و قطبیت کاتد، قطبیت خازن های تانتالیوم SMT که می بایست مورد بررسی قرار گیرد. جهت بریدگی/سر IC ها باید بررسی شود. در اطراف قطعاتی که نیاز به هیت سینک دارند باید فضای کافی برای قطعات دیگر وجود داشته باشد تا سینک حرارتی با آن تماس نگیرد. (فناوری نصب سطحی یا SMT : روشی است که در آن اجزای الکتریکی مستقیماً بر روی سطح یک صفحه مدار چاپی (PCB) سوار می شوند. یک جز الکتریکی نصب شده به این روش به عنوان دستگاه سطح نصب شده (SMD) شناخته می شود.)

2- فاصله بین سوراخ ها و فاصله بین سوراخ و رد مسی، باید بررسی شود. پد لحیم کاری و سوراخ ورودی نباید با هم همپوشانی داشته باشند.

3- لنت های مسی، ضخامت، عرض رد مسی در نظر گرفته شود.

پس از انجام بررسی DFM، سازنده به راحتی می تواند با کاهش تعداد تخته های اسقاطی، هزینه ساخت را کاهش دهد.

فرآیند مونتاژ (PCBA) PCB:

مرحله 1) استفاده از خمیر لحیم کاری و شابلون

اول از همه، خمیر لحیم کاری را روی قسمت هایی از مجموعه های برد مدار چاپی که اجزا در آن، جای می گیرند، اعمال می کنیم. این کار با استفاده از خمیر لحیم کاری روی شابلون فولاد ضد زنگ انجام می شود. شابلون و PCB توسط یک فیکسچر مکانیکی به هم متصل می شوند و سپس خمیر لحیم کاری توسط اپلیکاتور به طور یکنواخت به تمام دهانه های برد اعمال می شود. اپلیکاتور خمیر لحیم کاری را به طور مساوی پخش می کند. بنابراین باید مقدار مناسبی از خمیر لحیم کاری در اپلیکاتور استفاده شود. هنگامی که اپلیکاتور خارج می شود، خمیر در نواحی مورد نظر PCB باقی می ماند. خمیر لحیم خاکستری رنگ حاوی 96.5% قلع و 3% نقره و 0.5% مس و بدون سرب می باشد. این خمیر لحیم با اعمال گرما در مرحله 3 (که در ادامه بیان می کنیم) ذوب می شود و یک اتصال قوی ایجاد می کند.

مرحله ) قرار دادن خودکار قطعات

مرحله دوم ، قرار دادن خودکار قطعات SMT روی برد PCB است. این کار با استفاده از ربات pick and place انجام می شود. طراح فایلی را ایجاد می کند که به ربات داده می شود. این فایل دارای مختصات X,Y از پیش برنامه ریزی شده هر یک از اجزای مورد استفاده در PCB است و مکان همه اجزا را مشخص می کند. با استفاده از این اطلاعات، ربات به سادگی دستگاه های SMD را به طور دقیق روی برد قرار می دهد. ربات‌ها، قطعات را از دستگیره خلاء خود انتخاب می‌کنند و دقیقاً روی خمیر لحیم کاری قرار می‌دهند.( یک جز الکتریکی نصب شده به این روش SMT به عنوان دستگاه سطح نصب شده (SMD) شناخته می شود.)

قبل از ظهور ماشین‌های رباتیک، تکنسین، قطعات را با استفاده از موچین انتخاب می کرد و با نگاه دقیق به مکان و اجتناب از هر گونه لرزش دست، آن را روی PCB قرار می داد. این کار، موجب خستگی زیاد و ضعف بینایی در تکنسین ها شد و منجر به کندی روند مونتاژ قطعات SMT شد. از این رو احتمال اشتباه زیاد بود. با رشد این فناوری، ربات های خودکار انتخاب و جاسازی قطعات، کار تکنسین ها را آسان کردند و منجر به قرار دادن سریع و دقیق قطعات شدند. این ربات ها می توانند 24 ساعته و بدون خستگی کار کنند.

مرحله 3) لحیم کاری مجدد

مرحله سوم پس از تنظیم قطعات و اعمال خمیر لحیم کاری، لحیم کاری مجدد است. لحیم کاری مجدد فرآیندی است که در آن PCB ها به همراه اجزای آن بر روی تسمه نقاله قرار می گیرند. این تسمه نقاله سپس PCBها و اجزای آن را در یک کوره بزرگ ( که دمای 250 درجه سانتی گراد ایجاد می کند) حرکت می دهد. این دما برای ذوب شدن لحیم کافی است. سپس لحیم ذوب شده قطعات را روی PCB ثابت کرده و اتصالات را ایجاد می کند. پس از اینکه PCB با دمای بالا اصلاح شد، سپس وارد خنک کننده ها می شود. این خنک کننده ها، اتصالات لحیم کاری را به صورت کنترل شده محکم می کنند. این یک اتصال دائمی بین قطعه SMT و PCB ایجاد می کند. در مورد PCBهای دو طرفه، طرف PCB که دارای اجزای کمتر یا کوچکتر است ابتدا از مرحله 1 تا 3 همانطور که در بالا ذکر شد اصلاح می شود و سپس طرف دیگر تحت اصلاح قرار می گیرد.

در قسمت بعدی و آخر این مقاله، سه مرحله نهایی فرآیند مونتاژ برد مدار چاپی را با هم بررسی خواهیم کرد.

خدمت جدید مجموعه واردات قطعات الکترونیکی آی سی پارس، چاپ برد مدار چاپی خواهد بود.