لوازم و تجهیزات مونتاژ برد الکترونیکی چیست؟ 

امروزه در تمامی وسایل الکترونیکی که به طور روزمره از آنها استفاده می کنیم، قطعات الکترونیکی مختلفی به کار رفته است. قطعات الکترونیکی با قرار گرفتن بر روی بردهای الکترونیکی مانند برد مدار چاپی کاربردهای وسیعی پیدا می کنند. این بردهای الکترونیکی در صنایع مختلف کاربردهای فراوانی دارند. در این مطلب ابتدا تعریف می کنیم که مونتاژ برد الکترونیکی چیست و سپس به معرفی ابزار و تجهیزات مونتاژ برد الکترونیکی می پردازیم. همچنین جهت خرید تجهیزات مونتاژ برد الکترونیکی می توانید به فروشگاه اینترنتی دیجی قطعه سر بزنید تا انواع لوازم مورد نیازتان را با قیمتی مناسب و کیفیتی عالی خریداری کنید.

مونتاژ برد الکترونیکی چیست؟

مونتاژ برد مدار چاپی (PCBA)، یک مجموعه PCB تکمیل شده است که شامل تمام قطعات الکترونیکی مورد نیاز برای عملکرد برد است. PCBA همچنین به فرآیند مونتاژ برد با قطعات لازم اشاره دارد. مسیرهای رسانا حکاکی شده در ورق های مسی چند لایه PCB در یک بستر غیر رسانا به منظور شکل گرفتن مونتاژ استفاده می شود. اتصال قطعات الکترونیکی به  بردهای مدار چاپی، اقدام نهایی برای ایجاد یک دستگاه الکترونیکی کاملاً عملیاتی است.

اصول مونتاژ قطعات الکترونیکی بر روی بردهای مدار چاپی به این صورت است که باید ابتدا به نوع قطعات توجه کرد؛ چراکه مونتاژ قطعات DIP و SMD با یکدیگر متفاوت اند.

مونتاژ قطعات الکترونیکی دیپ

قطعات الکترونیکی دیپ یا THD (Through-hole Device) در داخل برد الکترونیکی قرار می گیرند و به همین علت به سوراخ کردن برد نیاز داریم. مونتاژ قطعات DIP یک روش سنتی برای نصب قطعات الکترونیکی در نظر گرفته می شود و دارای معایب متعددی است. سوراخ‌هایی که در لایه‌های عمیق‌تر بردهای مدار چاپی ایجاد می‌شوند تا اتصال مدار الکتریکی با اجزای نصب شده امکان‌پذیر شود، باعث می شود که تمام قطعات الکترونیکی دارای سیم هایی با قطری باشند که کاملاً متناسب با سوراخ باشد. مشکلی که در مونتاژ قطعات DIP ایجاد شد، استحکام ناکافی باندی است که سیم را در سوراخ نگه می دارد. همچنین مشکلات بیشتری به دلیل لزوم قرار دادن دستی هر قطعه الکترونیکی روی برد، زمانی که توان تولید مورد نیاز به صدها هزار PCB رسید، به وجود آمد.

مونتاژ قطعات الکترونیکی SMD

قطعات الکترونیکی SMD (Surface-mount Device) بر روی سطح برد قرار می گیرند؛ بنابراین نیازی به سوراخ کردن برد نیست. برخلاف مونتاژ قطعات دیپ، فناوری نصب سطحی از پین‌های متصل به بردهای مدار چاپی با لحیم کردن آنها روی پدها استفاده می‌کند. در نتیجه، تقریباً تمام قطعات SMD به طور خودکار با استفاده از دستگاه “پیک اند پلیس” نصب می‌شوند. البته گاهی اوقات ممکن است نیاز به مونتاژ دستی برد داشته باشیم که این روش هم در مونتاژ قطعات SMD امکان پذیر است.

بنابراین دیدیم که مونتاژ بردهای الکترونیکی به دو صورت انجام می شود:

• مونتاژ دستی
• مونتاژ برد با دستگاه

در ادامه به معرفی برخی از مهمترین تجهیزات لازم برای مونتاژ بردهای الکترونیکی به روش دستی می پردازیم.

ابزار و تجهیزات لازم برای مونتاژ برد چیست؟

در این بخش به برخی از مهمترین تجهیزات لازم برای مونتاژ انواع برد مدار چاپی می پردازیم.

• هویه استاندارد

هویه لحیم کاری استاندارد شبیه به یک قلم یا تفنگ است و ابزاری است که بسیار داغ می شود و لحیم را ذوب می کند و از آن برای اتصال دو قطعه به یکدیگر استفاده می شود. یک هویه استاندارد طبق تعریف با برق کار می کند. هویه های الکتریکی رایج ترین نوع هویه ها هستند.

یک هویه ابتدا گرما را به برد PCB منتقل می کند. از آنجا، سولدر لحیم برای اتصال دو فلز به کار برده می شود. استفاده از هویه قلمی معمولاً ساده تر است، با این حال، همه هویه ها برای استفاده مؤثر به مقدار مشخصی تمرین و مهارت نیاز دارند.

رایج ترین استفاده از هویه برای بردهای مدار، سیم کشی برق و مونتاژ PCB است، اما در کاربردهای بسیار متنوع دیگری نیز استفاده می شود.

• پایه هویه

پایه هویه برای نگه داشتن هویه داغ در مواقعی که فورا استفاده نمی شود، لازم است. اپراتور می تواند بدون نگرانی در مورد قرار دادن هویه روی یک سطح قابل اشتعال یا آسیب پذیر، یک هویه داغ را در پایه قرار دهد. درصورتی که از پایه هویه استفاده نکنید، امکان سوختگی و آتش سوزی را افزایش می دهید؛ همچنین ممکن است هویه را به طور اتفاقی رها کنید و بر روی برد شما بیفتد. در این صورت به کار خود آسیب خواهید زد. بنابراین برای حفظ ایمنی حتما از پایه هویه استفاده کنید.

• اسفنج سیمی

اسفنج سیمی برای تمیز کردن نوک هویه مورد استفاده قرار می گیرد. با فرو کردن نوک هویه در اسفنج سیمی می توان تمامی دوده ها و لحیم های غیر قابل استفاده را از نوک هویه پاک کرد. استفاده از اسفنج سیمی برای مونتاژ برد الکترونیکی منجر به لحیم کاری تمیزتر و بهتری می شود.

• قلع کش نواری و پمپی

قلع کش، یکی از تجهیزات مهمی است که همواره در تعمیر تجهیزات روی برد الکترونیکی به آن نیاز خواهید داشت. وظیفه اصلی قلع کش، برداشتن قلع های اضافی از روی برد است. برای استفاده از قلع کش، کافی است انتهای قلع کش را روی سولدر لحیمی که می خواهید آن را جدا کنید، قرار دهید و سپس نوک لحیم گرم شده خود را روی آن قرار دهید. قلع کش گرم می شود و سولدر لحیم را تشویق می کند تا از روی برد برداشته شود.

قلع کش انواع مختلفی دارد؛ قلع کش نواری و قلع کش پمپی. قلع کش پمپی معمولاً برای از بین بردن مقادیر زیادی لحیم یا بیرون کشیدن آن از سوراخ ها، راحت تر است و با خاصیت مکشی که در پمپ آن استفاده شده، قلع آب شده را از روی برد را جمع می کند. قلع کش نواری دارای نواری است که قلع آب شده به نوار می چسبد و قلع را از روی برد جمع می کند. قلع کش نواری برای حذف لکه ها و تمیز کردن بهتر است. اما گاهی اوقات برعکس است؛ گاهی اوقات هنگام خرید قلع کش ممکن است شک کنید که کدام یک بیشتر برای مصرف شما کاربردی است به همین دلیل بهتر است هر دو را در اختیار داشته باشید.

• انواع پنس

پنس، دیگر ابزاری است که در مونتاژ برد الکترونیک استفاده می شود و وظیفه آن برداشتن و گذاشتن قطعات الکترونیکی محتلف بر روی بردهای الکترونیکی است. از آنجایی که معمولا اندازه قطعات الکترونیکی بسیار کوچک هستند، برای کارهای ظریف که نیاز به دقت دارد و درست قرار دادن قطعات مهم است، بهتر است در کنار خود حتما پنس داشته باشید.

• روغن لحیم یا روغن فلاکس

هنگام لحیم کاری ممکن است اتصال قطعات به اندازه کافی پایدار نباشد؛ به همین علت استفاده از روغن لحیم ضروری است. روغن لحیم با تمیز کردن و از بین بردن هرگونه ناخالصی، سطوح فلزی را برای اتصال قطعات به آنها آماده می کند. فلاکس که در بازار به اشتباه آن را با روغن لحیم یکی می دانند، نیز وظیفه ای مانند روغن لحیم دارد اما تفاوت هایی بین این دو وجود دارد. فلاکس با حذف لایه های اکسیدی که روی سطح فلزات در حال لحیم کاری تشکیل می شوند، به فرآیند لحیم کاری کمک می کند؛ توانایی خیس شدن لحیم را افزایش می دهد و باعث می شود که به طور یکنواخت تری روی سطوح، بدون گلوله شدن (خیس شدن) جریان یابد.

• سیم لحیم در سایز های مختلف

سیم لحیم یکی دیگر از تجهیزات مونتاژ برد الکترونیکی پرکاربرد است که در جنس و ابعاد مختلفی در بازار وجود دارد و از آن برای اتصال دو سطح به یکدیگر استفاده می شود. اندازه سیم لحیم به نقطه ذوب آن ارتباط دارد؛ به این صورت که هرچه ضخامت سیم بیشتر شود، برای ذوب شدن به حرارت بیشتری نیاز دارد. معمولا برای قطعات کوچک از سیم لحیم با ابعاد و اندازه کوچک و برای قطعات بزرگتر از سیم بزرگتری استفاده می شود. سیم لحیم اکثرا از آلیاژ قلع و سرب ساخته شده که میزان درصد هر کدام بر روی قرقره سیم درج می‌شود. به عنوان مثال مقدار ۶۳.۳۷ بیانگر ۶۳ درصد قلع و ۳۷ درصد سرب است.

• دستگاه هوای گرم یا هات ایر

دستگاه هات ایر(Hot Air) یا هوای گرم، برای مونتاژ و برداشتن قطعات SMD معمولا به کار برده می شود. دستگاه هوای گرم برای لحیم کاری و تعمیرات و همچنین برای بازیافت قطعات الکترونیکی وسایلی مانند کامپیوتر و تلفن همراه نیز استفاده می شود. با یک دمنده هوای گرم، قطعات الکترونیکی به راحتی از روی برد های مدار جدا شده و قطعات فلزی به سادگی گرم شده و بدون استفاده از هویه تغییر شکل می دهند. دستگاه هات ایر باعث می شود تا مونتاژ برد با سرعت و قابلیت اطمینان بالایی انجام شود و همچنین احتمال عدم اتصال قطعات به برد را کاهش می دهد.

• ذره بین

دیگر ابزار مورد نیاز که هنگام مونتاژ بردهای الکترونیکی از آن استفاده می شود، ذره بین است. ذره بین، ابزار بازرسی است که تصویر یک نمونه را بزرگ می کند. ذره بین ها برای افزایش سرعت مونتاژ، بهبود بازرسی، بهبود کنترل کیفیت، تسهیل ساخت قطعات کوچک و بررسی یا مشاهده اشیاء کوچک استفاده می شوند. آنها معمولاً در تولید قطعات الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند.

• جا الکلی

جا الکلی یا جا مایعی، همانطور که از نامش پیداست وظیفه نگهداری الکل را دارد. نقش الکل، تمیز کردن برد است. پس از اینکه یک قطعه روی برد مونتاژ شد، بلافاصله روی برد را با الکل تمیز می کنند تا هیچ گونه روغنی روی آن باقی نماند.

در ادامه برخی از لوازمی که در کنار سایر تجهیزات مونتاژ برد الکترونیکی به کار گرفته می شوند را ذکر کرده ایم:

• مولتی متر

مولتی متر یکی از کاربردی ترین ابزارهای موردنیاز هر مهندس الکترونیک است. اگر تا به حال از کاربرد مولتی متر آگاه نبودید، بدانید که برای اندازه گیری کمیت های مختلف انواع قطعات به مولتی متر نیاز خواهید داشت. یک مولتی متر معمولی دارای ویژگی هایی مانند توانایی اندازه­ گیری ولتاژ، جریان و مقاومت است.

برای تست صحیح برد به وسیله مولتی متر، پروب های مولتی متر را به نقاط تست موجود روی برد متصل کنید. مطمئن شوید که در حین انجام این مرحله، دست خود را روی قسمت پلاستیکی پروب ها قرار داده اید. سپس می توانید ولتاژ یا مقاومت را بررسی کنید.

• سیم چین و کف چین

سیم چین یا سیم بر نیز همانطور که از نامش پیداست وظیفه بریدن و قطع کردن سیم است. کف چین نیز وظیفه ای مانند سیم چین دارد با این تفاوت که سیم یا پایه قطعه مورد نظر را از قسمت انتهایی آن می برد، کاری که سیم چین تواناییش را ندارد. هردوی این ابزارها از جمله ابزارهای بسیار پرکاربرد و مورد نیاز هر فردی در حوزه الکترونیک است.

• سیم لخت کن

یکی دیگر از لوازمی که در کنار تجهیزات مونتاژ برد الکترونیکی به کار می آید، سیم لخت کن است. گاها بعضی از افراد برای لخت کردن سیم، اشتباها از سیم چین استفاده می کنند؛ اما این کار باعث زخمی شدن بدنه سیم هنگام جدا کردن روکش آن می شود. به همین علت برای برداشتن لایه عایق روی سیم، بهتر است از سیم لخت کن استفاده کرد.

• انبر دست

انبردست برای گرفتن، قرار دادن، سفت کردن، شل کردن و برش برخی از عناصر فلزی استفاده می شود. انبردست انواع مختلفی دارد؛ از جمله انبر سوکت زن، انبر مورب، انبر گیره شیلنگ، انبر دم باریک، انبر اتصال مفصل، انبر کلاغی، انبر نوک خم و … .

انبر در اشکال و اندازه های مختلف و برای مصارف مختلف ساخته می شود. برخی برای گرفتن چیزی گرد مانند لوله یا میله استفاده می شوند، برخی برای پیچاندن سیم استفاده می شوند و برخی دیگر برای ترکیبی از وظایف از جمله برش سیم طراحی شده اند.

• دستبند آنتی استاتیک

کاربرد دستبند آنتی استاتیک، جلوگیری از آسیب زدن به قطعات الکترونیکی حساس است. کاربرد دیگر این دستبند، جلوگیری از تخلیه الکترواستاتیکی است. با استفاده از دستبند آنتی استاتیک، کار کردن با انواع تجهیزات الکترونیکی و ابزارآلات مونتاژ الکترونیکی برای شما با اطمینان بیشتری انجام می شود.

• پد آنتی استاتیک

پیش از انجام هرکاری برای مونتاژ برد الکترونیکی، یک پد آنتی استاتیک روی میز کاری که قرار است عملیات مونتاژ انجام شود، قرار می گیرد که وظیفه این پد، جلوگیری از انتقال الکتریسیته است. پد آنتی استاتیک از دو لایه تخلیه آرام الکتریسیته ساکن تشکیل شده است که باعث عدم ایجاد جرقه و شوک به قطعات الکترونیکی می شود.

واضح است برای مونتاژ بردهای الکترونیکی، ابزارهای دیگری نیز کاربردی هستند اما در این مقاله ما تنها به برخی از آنها اشاره کردیم. اگر به مطالعه بیشتر در مورد هریک از ابزارآلات نام برده در این مقاله علاقه مند هستید، در قسمت نظرات برای ما بنویسید تا حتما به صورت کامل تری به آن بپردازیم.