مقدمات فرآیند مونتاژ PCB (قسمت چهارم)

در قسمت قبلی سه مرحله از مراحل فرآیند مونتاژ قطعات بر روی برد مدار چاپی را مطرح کردیم. در این قسمت، مراحل باقیمانده این فرآیند را مورد بحث و بررسی قرار خواهیم داد:

مرحله ) کنترل کیفیت و بازرسی

پس از لحیم کاری مجدد، این احتمال وجود دارد که به دلیل برخی حرکت های اشتباه در سینی نگهدارنده PCB، قطعات به هم نخورده و منجر به اتصال کوتاه یا باز شدن اتصال شود. این ایرادات باید شناسایی شوند و به این فرآیند شناسایی، "بازرسی" می گویند. بازرسی، می تواند دستی و خودکار باشد:

آ. بازرسی دستی:

از آنجایی که PCB دارای اجزای کوچک SMT است، بنابراین بررسی بصری برد برای شناسایی هر گونه ناهماهنگی یا ایراد می تواند منجر به خستگی چشم برای تکنسین ها شود. بنابراین این روش برای بردهای پیشرفته SMT به دلیل نتایج نادرست قابل اجرا نیست. با این حال این روش برای بردهایی که دارای اجزای THT و تراکم اجزای کمتری هستند، امکان پذیر است.

ب. بازرسی نوری:

برای دسته های بزرگ PCB، این روش گزینه مناسبی است. در این روش از دستگاه خودکاری استفاده می‌شود که دارای دوربین‌های با قدرت بالا و وضوح بالا در زوایای مختلف برای مشاهده اتصالات لحیم کاری از جهات مختلف است. نور، با توجه به کیفیت اتصالات لحیم کاری، این اتصالات را در زوایای مختلف منعکس می کند. این دستگاه بازرسی نوری خودکار AOI سرعت بسیار بالایی دارد و برای پردازش دسته‌های بزرگ PCB زمان بسیار کوتاهی نیاز دارد.

پ. بازرسی اشعه ایکس:

دستگاه X-Ray به تکنسین اجازه می دهد تا از داخل PCB به مجموعه نگاه کند تا عیوب لایه داخلی را ببیند. این یک روش بازرسی معمولی نیست و فقط در PCB های پیچیده و پیشرفته استفاده می شود. اگر این روش های بازرسی به درستی اعمال نشود، ممکن است باعث دوباره کاری یا اسقاط PCB شود. بازرسی باید به طور منظم انجام شود تا از تاخیر، کار و هزینه مواد جلوگیری شود.

مرحله 5) تثبیت و لحیم کاری اجزای THT

اجزای سوراخ دار معمولاً در بسیاری از بردهای PCB یافت می شوند. این اجزا با نام Plated through Hole (PTH) نیز شناخته می شوند. این قطعات دارای سرنخ هایی هستند که از سوراخ PCB عبور می کنند. این سوراخ ها با استفاده از رد مسی به سوراخ ها و مجراهای دیگر متصل می شوند. هنگامی که این اجزای THT در این سوراخ ها وارد و لحیم می شوند، آنگاه به طور الکتریکی به سوراخ دیگری در همان PCB که مدار طراحی شده است، متصل می شوند. این PCBها ممکن است حاوی برخی از اجزای THT و بسیاری از اجزای SMD باشند، بنابراین روش لحیم کاری همانطور که در بالا در مورد اجزای SMT مانند لحیم کاری مجدد جریان داده شد، روی اجزای THT کار نخواهد کرد. دو نوع اصلی از لحیم کاری یا مونتاژ اولیه قطعات THT به صورت زیر است:

آ. لحیم کاری دستی:

روش لحیم کاری دستی رایج است و معمولاً نسبت به تنظیم خودکار برای SMT ، زمان بیشتری می برد. یک تکنسین برای قرار دادن یک جزء در یک زمان تعیین می شود و برد به تکنسین دیگری که قطعه دیگری را روی همان برد قرار می دهد، منتقل می شود. بنابراین برد در سراسر خط مونتاژ حرکت می کند تا اجزای PTH روی آن قرار گیرد. این کار باعث می شود که فرآیند طولانی شده و بسیاری از شرکت های طراحی و تولید PCB از استفاده از اجزای PTH در طراحی مدار خود اجتناب کنند. اما هنوز مولفه های PTH محبوب ترین و رایج ترین قطعات برای اکثر طراحان مدار هستند.

ب. لحیم کاری موجی:

نسخه خودکار لحیم کاری دستی، لحیم کاری موجی است. در این روش پس از قرار دادن اجزای PTH روی PCB، PCB بر روی تسمه نقاله قرار می گیرد و به کوره تخصصی منتقل می شود. در اینجا موجی از لحیم مذاب بر روی لایه پایین PCB که در آن سرنخ های اجزا وجود دارد، پاشیده می شود. این کار همه پین ها را به یکباره لحیم می کند. اما این روش فقط برای PCBهای یک طرفه است و نه برای دو طرفه زیرا این لحیم کاری مذاب در حین لحیم کاری یک طرف PCB می تواند به اجزای طرف دیگر آسیب برساند. پس از این، ساخت و مونتاژ PCB برای بازرسی نهایی آماده می شود.

مرحله 6) بازرسی نهایی و تست عملکردی

اکنون PCB برای آزمایش و بازرسی آماده است. در تست عملکرد، سیگنال‌های الکتریکی و منبع تغذیه در پین‌های مشخص شده به PCB داده می‌شود و خروجی در نقاط تست یا کانکتورهای خروجی مشخص شده، بررسی می‌شود. این تست به ابزارهای آزمایشگاهی رایج مانند اسیلوسکوپ، DMM و ژنراتور تابع نیاز دارد.

این آزمایش برای بررسی عملکرد و ویژگی های الکتریکی PCB و بررسی سیگنال های جریان، ولتاژ، آنالوگ و دیجیتال است که در الزامات PCB و طراحی مدار توضیح داده شده است.

اگر هر یک از پارامترهای PCB نتایج غیرقابل قبولی را نشان دهد، PCB طبق رویه های استاندارد شرکت دور انداخته می شود و یا از بین می رود. مرحله آزمایش بسیار مهم است زیرا موفقیت یا شکست کل فرآیند PCBA را تعیین می کند.

مرحله 7) تمیز کردن نهایی، تکمیل و ارسال

اکنون که PCB تست شده و از همه جهات مورد تایید واقع شده است، زمان آن رسیده که شار باقیمانده ناخواسته، کثیفی انگشت و لکه های روغن را تمیز کنید. یک ابزار شستشوی فشار قوی مبتنی بر فولاد ضد زنگ با استفاده از آب دیونیزه برای تمیز کردن انواع کثیفی کافی است. آب دیونیزه شده به مدار PCB آسیب نمی رساند. پس از شستشو PCB توسط هوای فشرده خشک می شود. اکنون PCB نهایی برای بسته بندی و ارسال آماده است.

مراحل ثبت سفارش و اجرای محصولات PCBA

فرآیند تولید محصول الکترونیکی PCBA عمدتاً شامل تهیه مواد، پردازش تراشه SMT، پردازش پلاگین DIP، آزمایش PCBA، مونتاژ محصول نهایی و توزیع لجستیک است. فرآیند تولید مونتاژ PCB نمونه اولیه به شرح زیر است:

1- تعیین همکاری و عقد قرارداد

پس از مذاکره دو طرف قرارداد همکاری امضا کردند.

2- ثبت سفارش مشتری و اطلاعات پردازش محصول

مشتری شروع به ثبت سفارش می کند و صورتحساب مواد، فایل های PCB، فایل های Gerber، نمودارها و طرح های آزمایش PCBA را برای پردازش محصول ارائه می دهد.

3- تهیه مواد

کارخانه فرآوری الکترونیک، مواد قطعات الکترونیکی، بردهای PCB و مش و فیکسچرهای فولادی را طبق سفارش مشتریان خریداری می کند.

4- بازرسی و پردازش مواد

مواد دریافتی، بازرسی و پردازش می شود و سپس برای تولید برنامه ریزی شده به PMC تحویل داده می شود.

5- پردازش تراشه SMT، پردازش پلاگین DIP

تولید آنلاین مواد، از طریق چاپ خمیر لحیم کاری، پچ، لحیم کاری مجدد، بازرسی AOI، پلاگین DIP و لحیم کاری موج و سایر لینک های پردازش، فرآیند پردازش و لحیم کاری PCB را تکمیل می کنند. بازرسی کیفیت در تمامی مراحل پردازش مکرراً صورت می گیرد.

6- تست PCBA

کارخانه پردازش الکترونیکی، تست را طبق فرآیند آزمایش خود، همراه با طرح تست ارائه شده توسط مشتری انجام می دهد و محصولات معیوب کشف شده را تعمیر می کند.

7- بسته بندی و ارسال

پس از تولید، همه محصولات بسته بندی شده و بر اساس نیاز مشتری ارسال می شود. پردازش محصول PCBA یک فرآیند نسبتاً پیچیده است. در فرآیند تولید، هر یک از کارکنان باید با هم کار کرده و فرآیند تولید را به شدت دنبال کنند تا کیفیت به نحو مطلوبی تحت کنترل قرار گیرد، نیازهای کیفی مشتری برآورده شده و محصول کامل ارائه داده شود.