انواع مختلف فرایندهای مونتاژ PCB

برد مدار چاپی (PCB) هسته اصلی هر دستگاه الکترونیکی است که امروزه از آنها استفاده می شود. این PCB ها  اساساً با ایجاد مسیرهای رسانا از طریق پدهای مسی و خطوط اتصال ، قطعات الکترونیکی را بهم متصل می کنند. بنابراین ، فرایند مونتاژ PCB به یکی از جذاب ترین مفاهیم الکترونیکی تبدیل شده است.

 ۱: مونتاژ  PCBA

۲: مونتاژ Mount Mount (SMT) 

۳:مونتاژ Through-hole (THT)

۴:فرایندهای مونتاژ مخلوط

در دو مقاله مجزا در مورد انواع مختلف فرایندهای مونتاژ اطلاعاتی ارائه خواهد شد.

مونتاژ PCB سنتی (PCBA)

مونتاژ پایه PCB ، که به طور کلی به آن PCBA گفته می شود ، به روش زیر انجام میشود.

چسباندن لحیم: دانه های لحیم کاری خمیر مخلوط با شار بر روی تخته PCB اعمال می شود. از شابلونهایی با اندازه و شکلهای مختلف برای اطمینان از کاربرد خمیر فقط در مکانهای خاص استفاده می شود.

قرار دادن کامپوننت: اجزای الکترونیکی کوچک مدار با کمک مکانیسم رباتیک ، بصورت دستی یا خودکار بر روی صفحه لحیم شده قرار می گیرند.

Reflow: انجماد خمیر لحیم کاری در فرآیند reflow انجام می شود. برد PCB با اجزای سوار شده از یک اجاق گاز با دمای بیش از ۵۰۰ درجه فارنهایت عبور می کند. پس از ذوب شدن خمیر لحیم کاری ، آن را به نوار نقاله برمی گردانیم و با قرار گرفتن در معرض کولر ، آن را جامد می کنیم.

بازرسی: بازرسی برای بررسی عملکرد اجزا انجام می شود. این مرحله از آنجا که به شناسایی اجزای بی جا ، اتصالات بی کیفیت کمک می کند از اهمیت برخوردار است. به طور کلی ، جابجایی های نادرست در طی فرآیند بازآفرینی رخ می دهد. تولید کنندگان PCB در این مرحله از چک دستی ، بازرسی اشعه ایکس و بازرسی نوری خودکار استفاده می کنند.

درج بخشی از طریق سوراخ: بسیاری از صفحه های مدار به درج همزمان اجزای سوراخ و نصب سطح نیاز دارند. به طور کلی ، درج سوراخ از طریق استفاده از لحیم کاری موج یا دستی انجام می شود.

بازرسی و تمیز کردن نهایی: سرانجام ، برد PCB با آزمایش آن تحت جریان و ولتاژهای مختلف از نظر پتانسیل الکترونیکی آن بررسی می شود. هنگامی که برد PCB در این مرحله از این بازرسی عبور کرد ، با آب دیونیزه شسته می شود زیرا ممکن هست برخی از بقایای لحیم کاری باقی مانده باشد. پس از شستشو آن را در زیر هوای فشرده خشک می کنند و یک محصول خوب بسته بندی می شود. این فرآیند مونتاژ PCB سنتی است که توضیحات مختصری ارائه شد.

مونتاژ SMT چیست؟

یکی دیگر از انواع مختلف فرایندهای مونتاژ، مونتاژ SMT می باشد. همانطور که امروزه طراحی های الکترونیکی کوچکتر و پیچیده تر می شوند ، مهندسان بیشتری به فناوری نصب سطح (SMT) متکی هستند.

SMT

همانطور که امروزه طراحی های الکترونیکی کوچکتر و پیچیده تر می شوند ، مهندسان بیشتری به فناوری نصب سطح (

SMT) متکی هستند.

بیشتر اجزای تلفن شما  اعم از آیفون ۱۱ و…. احتمالاً از طریق فناوری نصب سطح (SMT) ساخته شده اند. بسیاری از اجزای موجود در اتومبیل احتمالاً از طریق مونتاژ SMT ساخته شده اند.

مونتاژ SMT چیست؟ و چرا نیازی به ایجاد این فناوری وجود دارد؟

مجمع SMT چیست؟

اصول نصب سطح (SMT) روشی برای تولید مدارهای الکترونیکی با قرار دادن اجزا به طور مستقیم بر روی سطح برد است.

مونتاژ SMT جایگزینی برای روش سوراخ دار ساخت PCB است که در دهه ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰ اوج شکوفایی خود را گذراند. همانطور که تولید الکترونیک به حرکت خود ادامه می دهد ، یک فرایند کارآمدتر و بهتر لازم می شود. مونتاژ SMT بر اساس این نیاز متولد شد. مونتاژ SMT کاربردهای گسترده ای دارد. همچنین محدودیت هایی هم دارد.

کاربرد برد های مدار چاپی در لوازم خانگی

برد های مدار چاپی دربردارنده گروهی از مدار های الکتریکی می باشد که می تواند ۱ طرفه ، ۲ طرفه و یا چند لایه هم باشد به گونه ای که قطعه های الکترونیکی نظیر استقامت، ic, خازن و غیره روی آن مونتاژ شده و برای بکارگیری در ابزارآلات الکترونیکی مورد استفاده قرار گیرد. ماده خام ایجاد کننده این گونه برد ها از مواد اولیه متنوعی نظیر فایبر، راجرز، فلکسی، بل و… تولید شده  و با قطر های ۰,۲ الی ۲/۳ میلی متر ارائه می گردند.‌ معیار جهانی ساخت برد های مدار چاپی مطابق معیار های UL, IPC بوده و برای طرح ریزی این نوع بردها معمولا  نرم افزار Protel را به کار می برند.

این بردها در کلیه فراورده های الکترونیکی حتی مقدماتی ترین آنها به کار برده می شوند. دیگر فاکتور های این بردها حاوی سیم بسته بندی و مهیا سازی نقطه به نقطه می باشد. این برد ها به طرح ریزی های اضافی برای چینش مدار نیاز دارد، ولی‌تولید و مونتاژ می تواند به شیوه اتوماتیک باشد. تولید مدار هایی با این نوع برد ها در قیاس با دیگر شیوه های سیم کشی به عنوان بخش های راه اندازی  شده و سیم کشی با یک قسمت واحد،  مقرون به صرفه تر و سریع تر می باشد. افزون بر این اشتباهات سیم کشی کاربر هم برطرف می شوند.

معرفی انواع بردهای مدار چاپی

برد های مدار چاپی دارای اقسام متنوعی که هر کدام دارای ویژگی های منحصر به فردی می باشند عبارتند از:

• برد مدار چاپی تک لایه

یکی از مقدماتی ترین PCB ها می باشند و کلیه کلیه سیم کشی های آن روی یک قسمت برد می باشد. این بردها معمولا در مدار های خیلی ساده و با گنجایش سیم کشی محدود به کار برده می شوند و هزینه چاپ آنها نیز بسیار مقرون به صرفه  است.

• برد مدار چاپی دو لایه

این گونه برد ها متداول ترین نوع مدارات چاپی هستند و سیم کشی ها در دو طرف برد هستند. رابطه میان زیر و روی سطح برد به وسیله منافذ هایی به اسم via به هم متصل می گردند. این بردها در مصارفی که گنجایش سیم کشی ها متوسط است به کاربرده می شود.

• برد مدار چاپی چند لایه

یکی از انواع برد های مدار چاپی PCB دو لایه می باشد. از این گونه برد ها در مدارات خیلی سخت و با گنجایش سیم کشی خیلی زیاد استفاده می شود و رویه های متنوعی میان قسمت های زیر و روی PCB وجود دارد و به وسیله  via هایی میان رویه های متنوع ارتباط  ایجاد می شود. طرح ریزی این گونه از بردها مخصوصا از نظر موضوع تداخل الکترومغناطیسی  نیازمند تبحر خیلی زیادی است.

• برد مدار چاپی با پشت آلومینیومی

از این برد ها در استعمال های توان بالا به کار برده می شود و این آلومینیوم یک روش برای نشر اتلاف گرمایش، گرمایشی از برد به پیرامون بیرون است. این گونه PCB ها با پشت آلومینیومی معمولا در برد فرآورده های LED های توان بالا و ماخذ تغذیه کلید زنی به کار برده برده می شود.

• برد مدار چاپی منعطف

این برد ها یک راهکار مطلوب برای اعمال پیوند های قابل اعتماد میان برد های الکتریکی است. در این PCB های منعطف به جای بکارگیری از یک ورق PCB مستحکم و غیر متمایز و پایدار ، ورق های منعطف به کار برده می شود و خط سیر های مسی بر روی ورق های منعطف واقع می شود.

• برد مدار چاپی مرکب

از دیگر انواع برد های مدار چاپی می توان برد مدار چاپی مرکب را نام برد. این برد تلفیق یک برد مدار چاپی ثابت و یک برد مدار چاپی منعطف می باشد و قسمت ثابت برای این می باشد که برای مثال در آن سامانه PCB منعطفی که در آن  تعدادی ic وجود دارد و برای اینکه از آنها مراقبت کند بایستی برد های آن با دوام و مستحکم باشند. اگرچه این برد ها می توانند به شکل چند لایه هم باشند.

مراحل متنوع ساخت بردهای مدار چاپی

برای ساخت برد های مدار چاپی بایستی مراحل متنوعی پشت سر گذاشته شود تا در نتیجه فیبر مدار چاپی با خصوصیات مد نظر ایجاد شود. فیبر های منفذ داری هم در بازار موجود می باشند که خیلی از اشخاص  آنها را برای تولید مدار های متنوع به کار می برند. ولی بکارگیری از این فیبر های منفذ دار در زمانی که شمار قطعات استفاده شده بر روی برد بسیار بوده و یا اینکه لزوم به کارگیری از سیم در مدار باشد مطلوب نبوده و در این زمان ها پیشنهاد می شود که فیبر های مدار چاپی به کار گرفته شوند.

به کارگیری از این بردها سرعت تمرکز و توجه کار را افزایش داده و مونتاژ آسان تری داشته و خطاهای انسانی کمتری هم در آنها پیش می آید. در زمان هایی که احتیاج به ساخت مدار ها با تعداد بسیار زیاد دارید مطلوب است بردهای مدار چاپی به کار برد.

کاربرد بارز برد های مدار چاپی در لوازم خانگی

کاربرد برد های مدار چاپی در لوازم خانگی مصرفی وسیع  است. کمابیش هر سیستم نوین با بکارگیری از قطعات الکترونیکی ساخته می شود. تولید برد لوازم برقی هم مطابق نوع سیستمی که قرار است برد در آن استفاده می شود متمایز خواهد بود. عوامل زیر تنها چندین مورد از رایج ترین کاربرد های برد های مدار چاپی در لوازم خانگی است:

• سیستم های موسیقی
• سامانه تهویه مطبوع
• اجاق مایکروویو
• کنترل از راه دور تلویزیون
• ابزار روشنایی
• محفظه های بخار برقی
• جارو برقی رباتیک
• ساعت مچی دیجیتال
• دستگاه های هشدار خانگی
• پخش کننده های سی دی
• سینمای خانگی
• بازی های ویدیویی دستی
• اسباب بازی های برقی کنترل از راه دور

برد الکترونیکی دارای انواع مختلفی می باشد که هر کدام از آنها دارای کاربرد ها و مشخصه های گوناگونی هستند.

برای به انجام رساندن پروژه های الکترونیکی به طور حتما به این بردها نیاز است و از بخش های دارای اولویت محسوب می شوند.

به طور کلی باید گفت کلیه لوازم برقی و الکترونیکی که در اطراف ما هستند دارای همین برد های الکترونیکی می باشند و از آنها بهره می گیرند.

شرکت های مختلفی به طراحی و تولید برد می پردازند شرکت افزار پردازش حامی یکی از بزرگ ترین طراحان و تامین بردهای مدار چاپی در ایران محسوب می شود.

تعریف برد الکترونیکی

برد الکترونیکی به مدار های الکتریکی گفته می شود که قطعاتی نظیر مقاومت ها و خازن ها و آی سی ها بر روی آن نصب شده اند که موارد استفاده آن در دستگاه های مختلف برقی و الکترونیکی است.

به طور معمول این برد ها در ابتدا خام هستند و طی فرآیندی کلیه اجزا و قطعات بر روی برد خام بر اساس نقشه ی آن طراحی می شوند.

در علم تکنولوژی این برد های خام را pcb  یا بردهای مدار چاپی می نامند. هر قطعه ی الکترونیکی بر اساس کارکرد هایی که باید داشته باشد تولید می شود.

مونتاژ کردن اجزاء  برد به وسیله ی ترک های مسی انجام می شود که بر روی تنوع برد ها دارای نقش ارزنده ای است.

انواع برد الکترونیکی بر اساس لایه

همانطور که گفته شد برد الکترونیکی دارای انواع مختلفی می باشند که در انواع یک لایه، دو لایه و چند لایه تولید می شوند که بر اساس نوع کاربرد آنها در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند که در ذیل به بررسی آنها خواهیم پرداخت.

برد تک لایه

اگر بخواهیم انواع برد الکترونیکی رو مورد مقایسه قرار بدیم باید عنوان کرد که نوع تک لایه ی آن به نسبت به بقیه ی مدل ها از هزینه کمتری برخوردار است . و البته طراحی ساده تری هم دارد.

جنسی که این نوع برد از آن تولید می شود مسی می باشد که دارای یک لایه نازک است. در این نوع برد همه ی قطعاتی که مونتاژ می شوند در یک سمت آن قرار می گیرند.

کلیه تولیدات برقی و الکتریکی که از ساختار ساده ای برخوردار هستند از برد تک رو استفاده می کنند. فیبر های خام مورد استفاده در برد تکرو را معمولا از آلومینیوم و فایبر گلاس می سازند.

برد دو لایه

برد دو لایه یک دیگر از نمونه های برد است که کاربرد های خاص خود را در حوزه برقی دارد. این برد نیز همانند برد تک رو از جنس مس ساخته شده است که در هر دو روی آن از فیبر پوشیده شده است.

شرکت افزار پردازش حامی طراح و تولید کننده ی این نوع از برد ها و البته سایر برد های مورد نیاز دستگاه های الکترونیکی است. یکی از مزیت های این نوع برد، امکان مونتاژ اجزا الکترونیکی در هر دو سمت برد می باشد.

یکی از کاربردی ترین لایه ها که در بسیاری از وسایل برقی پیشرفته از آن مورد بهره برداری قرار می گیرد برد دو لایه می باشد که به عنوان مزیت بزرگی از آن یاد می شود.

البته باید ذکر کرد که در این نوع بردها می توان به صورت همزمان از هر دو روی آن استفاده کرد و آنها را به هم از طریق سوراخ هایی موجود در آن متصل نمود. متصل کردن دو روی لایه ها به هم باعث می شود فضای بیشتری در اختیار باشد.

برد چند لایه

در این نوع مدل از برد، تعداد لایه هایی که از مس ساخته شده اند از دو لایه بیشتر است. سوراخ هایی که در لایه های مسی وجود دارند ارتباط بین آنها را ممکن می سازد. موارد استفاده از برد های چند لایه به دلیل پیچیدگی های زیاد در وسایل الکترونیکی پیشرفته و مدرن است.

انواع برد الکترونیکی از لحاظ جنس فیبر

برد الکترونیکی علاوه بر لایه از نظر جنس نیز دارای تقسیم بندی است که به انواع سخت، انعطاف پذیر و سخت انعطاف پذیر تقسیم پذیر هستند.

شرکت افزار پردازش حامی در زمینه تولید و طراحی تمامی انواع برد فعالیت داشته و می تواند در این زمینه مثمر ثمر واقع شود که در زیر به انواع آن اشاره خواهیم نمود.

برد سخت

یکی از برد هایی که استحکام و مقاومت خوبی دارد برد سخت می باشد که به دلیل آنکه هیچگونه انعطاف پذیری ندارد در وسایلی الکترونیکی که از نوسانات زیادی برخوردارند مورد استفاده قرار می گیرند. جنسی که این نوع برد از آن ساخته می شود به طور معمول از آلومینیوم و فایبر گلاس می باشد.

برد انعطاف پذیر

تکنولوژی فتو لیتو گرافی کمک کرده است که تا برد الکترونیکی انعطاف پذیر به بهترین نوع ممکن در خدمت لوازم الکترونیکی باشند. یکی از مزایای این نوع برد ها همانطور که از اسم آنها پیداست قابلیت انعطاف پذیری بسیار بالا و نیز وزن کم است که از سیم های مدور و پلیمر تک لایه و فایبر گلاس تشکیل شده اند.

لازم به ذکر است شرکت افزار پردازش حامی از لایه پلیمری در عایق سازی برد ها و نیز حالت پذیری آنها استفاده می کند.

برد انعطاف پذیر سخت

برد الکترونیکی منعطف سخت در دو بخش سخت و منعطف تولید می شوند. این مزیت باعث مونتاژ همزمان کلیه قطعات بر روی برد را فراهم می سازد. صنعت رباتیک و نیز صنایع نظامی از بزرگترین استفاده کنندگان این نوع برد هستند.

انواع قطعات برد الکترونیکی

برد ها دارای قطعات الکترونیکی مختلفی می باشند که هر کدام به تناسب خود دارای وظایف مختلفی می باشند که در ذیل آنها را اسم خواهیم برد.

این قطعات شامل: باتری، مقاومت، خازن، سوئیچ ها، دیود، ال ای دی هستند.

کاربرد های قطعات برد الکترونیکی

مدار های الکترونیکی وظیفه ی اجرای محاسباتی مانند تقویت سیگنال و انتقال داده ها و … را بر عهده دارند. اجزا الکترونیکی زمانی که در کنار یکدیگر قرار می گیرند تشکیل مدار می دهند که دارای کاربرد هایی از جمله موارد زیر هستند:

لوازم الکترونیکی مصرفی مانند رایانه ها، چاپگر ها، کلیه سیستم های صورتی و یا تصویری و … از کاربرد های آن هستند.

اتوماسیون های صنعتی، صنعت رباتیک، الکترونیک قدرت، کنترل حرکت و امثال آن از دیگر کاربرد های برد الکترونیکی هستند.