پیدایش صنعت الکترونیک و به دنبال آن رشد روز افزون مدارهای پیچیده باعث شد تا روش‌های مختلفی برای مونتاژ برد ابداع شود. یکی از اصلی‌ترین این روش‌ها، مونتاژ برد dip است که اتفاقاً قدمت بیشتری نسبت به رقیب جدید خود یعنی مونتاژ برد SMD دارد. مونتاژ برد dip، به دلیل مزایای فوق العاده خود، کاربردهای زیادی در صنایع مختلف دارد. اگر می‌خواهید همه چیز را درباره این روش فوق العاده مونتاژ برد بدانید، با ما در این مقاله همراه باشید.

مونتاژ برد dip چیست؟

مونتاژ برد dip (Dual in-line pin) به روشی اطلاق می‌شود که در آن برای لحیم کاری، از سوراخ‌هایی که بر روی برد مدار چاپی PCB تهیه شده استفاده می‌کنند. از این روش با عنوان مونتاژ سوراخ‌دار نیز یاد می‌کنند و لحیم‌کاری در آن می‌تواند به صورت دستی یا با استفاده از دستگاه باشد. در این نوع مونتاژ، قطعه مورد نظر دارای دو ردیف پین موازی است که از طریق سوکت یا لحیم کاری به برد متصل می‌شود. در مونتاژ برد dip، مسیر‌های الکتریکی مدار با توجه به پین‌های موجود در آن کشیده شده و طراحی مدار اتفاق می‌افتد.

مزایای مونتاژ برد dip

اگرچه امروزه بیشتر از روش مونتاژ برد SMD استفاده می‌شود، اما مونتاژ برد dip هنوز هم کاربردهای خود را حفظ کرده است. در مدارهایی که مقاومت مکانیکی بالا مورد انتظار است یا برخی از کاربردهای طراحی ترانزیستورها، استفاده از روش dip برای مونتاژ برد الکترونیکی کار هوشمندانه‌ای است. اینجا به برخی از مهمترین مزایای مونتاژ برد dip اشاره کرده‌ایم:

مقاومت مکانیکی بالا

همانطور که گفته شد، در برخی از قطعات که قرار است در شرایط دشوار از آنها استفاده شود، مقاومت مکانیکی بالای برد می‌تواند عامل مهمی باشد؛ به عنوان مثال در قطعات صنعتی، خودروها یا دستگاه‌های الکترونیکی خاص. به دلیل اینکه در این روش، پین‌های قطعات از سوراخ برد عبور داده شده و آن‌طرف، لحیم‌کاری می‌شوند، قطعات مقاومت بسیار بالایی در برابر لرزش و فشار روی برد دارند و به راحتی جدا نخواهند شد.

سهولت تعویض و تعمیر قطعات

می‌توان گفت، مهم‌ترین مزیت مونتاژ برد dip همین مورد است. از آنجایی که قطعات در این روش از طریق پین و لحیم‌کاری به مدار متصل می‌شوند، در صورت خرابی به راحتی می‌توان آنها را جدا و تعویض کرد. در بردهایی که مدام نیازمند تعمیر و نگهداری هستند، معمولا از روش مونتاژ به صورت dip استفاده می‌کنند تا در صورت خرابی هر کدام از قطعات، به راحتی آنها را تعویض کنند. این روش مونتاژ به ما این امکان را می‌دهد تا برای عیب‌یابی، قطعات را ابتدا از طریق سوکت به برد متصل کرده و سپس آنها را لحیم کنیم.

عدم نیاز به تجهیزات پیشرفته

مونتاژ برد dip در حالت عادی به تجهیزات پیشرفته‌ای نیاز ندارد؛ چرا که پین‌ها با عبور از سوراخ روی برد، جا به جا نخواهند شد و لحیم‌کاری بسیار راحت‌تر اتفاق می‌افتد. با این حال، شرکت‌هایی که تیراژ نسبتاً بالایی از مدار می‌خواهند، احتمالاً باید به فکر دستگاه صنعتی لحیم‌کاری باشند. در حالت کلی، مونتاژ برد به صورت dip مخصوص زمان‌هایی است که ما به تیراژ کمی از مدار نیاز داریم؛ برای مثال، پروژه‌های آزمایشگاهی، پژوهشی، نمونه‌سازی و…

کاربردهای گسترده

کاربرد این نوع مونتاژ به ویژه در گذشته بسیار گسترده بود؛ البته هنوز هم در بسیاری از قطعات و مدارها از این روش استفاده می‌کنند. به دلیل مزایایی که دارد، مونتاژ برد dip بسیار دوست‌داشتنی است و مورد علاقه شرکت‌های الکترونیکی واقع شده است. در پردازنده‌های قدیمی، ترانزیستورها، انواع هارد و مموری و… ردپای مهمی از مونتاژ dip دیده می‌شود. در صنایع حساسی مثل نظامی، فضایی و پزشکی، به دلیل قابلیت اطمینان بالا از این نوع مونتاژ استفاده می‌شود.

روش‌های مونتاژ برد dip

همانطور که گفته شد، به دلیل استفاده از سوراخ‌های روی برد برای لحیم‌کاری، این روش مونتاژ بسیار ساده است و بر خلاف مونتاژ SMD، نیاز به دستگاه‌های پیچیده و پیشرفته ندارد. برای مونتاژ برد dip به دو روش می‌توان عمل کرد:

مونتاژ دستی برد dip

این روش برای پروژه‌ها و مدارهای کوچک یا تعداد پایین مناسب است؛ برای مثال جهت نمونه‌سازی از یک مدار یا کارهای پژوهشی و آزمایشگاهی. وسایل مورد نیاز جهت مونتاژ دستی برد به صورت dip شامل هویه با دمای قابل تنظیم، سیم لحیم، پایه نگهدارنده برد، روغن لحیم‌کاری، سیم‌چین، قطعات مداری، برد مدار چاپی PCB.

این نوع مونتاژ در پروژه‌های DIY و نمونه‌سازی، آموزش الکترونیک و مونتاژ مدار، مدارات سفارشی و تعداد پایین، پروژه‌های تحقیقاتی و همچنین نگهداری و تعمیر مدارات قدیمی کاربرد دارد. از مزایای مونتاژ دستی dip می‌توان به سادگی اجرا، هزینه پایین و امکان کنترل دقیق اشاره کرد. معایب این نوع مونتاژ هم به عواملی مانند زمان‌بر بودن، نیاز به مهارت و دقت تکنسین و امکان بیشتر خطا در مونتاژ محدود می‌شود.

مونتاژ نیمه خودکار برد dip

در این روش، بخشی از فرایند مونتاژ به صورت دستی و بخشی دیگر با استفاده از تجهیزات صنعتی اتوماتیک و نیمه اتوماتیک انجام می‌شود. استفاده همزمان از انعطاف‌پذیری نیروی انسانی و دقت دستگاه‌های اتوماتیک در این روش باعث شده تا مناسب برای تیراژ‌های متوسط باشد. بدیهی‌ست که خطاهای انسانی در این روش به دلیل بهره‌مندی مکمل از دستگاه‌ها، کاهش می‌یابد. معمولاً از مونتاژ نیمه خودکار dip در صنایع حساس نظامی، پزشکی و صنعتی استفاده می‌شود.

مونتاژ خودکار برد dip

همانطور که از نام آن پیداست، در این روش با استفاده از دستگاه‌های اتوماتیک، قطعات را روی برد قرار داده و لحیم‌کاری می‌کنند. در این روش، تمامی مراحل نصب و مونتاژ قطعات روی مدار چاپی با استفاده از دستگاه انجام می‌شود؛ بنابراین خطای انسانی به صفر نزدیک است. استفاده از دستگاه‌های اتوماتیک مونتاژ برد dip به منظور تولید انبوه مدارها با سرعت یکنواخت، یک انتخاب هوشمندانه خواهد بود. در مقابل، انعطاف‌پذیری نیروی انسانی که در دو روش قبلی به عنوان مزیت شناخته می‌شد، اینجا حضور ندارد و تمام مراحل صرفاً با دستگاه‌های خودکار انجام می‌شود.

مراحل مونتاژ برد dip

بسته به نوع مونتاژ (دستی، نیمه خودکار و خودکار) ممکن است مراحل انجام این فرآیند متفاوت باشد؛ ما سعی کرده‌ایم مراحل را به تفکیک روش، توضیح دهیم:

مرحله اول: طراحی برد مدار چاپی

تکنسین طراحی مدار، برد PCB را به طور هوشمندانه‌ای طراحی می‌کند که سوراخ‌های لازم برای عبور پین‌های قطعات روی برد ایجاد شود. قطعات ممکن است به صورت‌های گوناگون مثل سیمی، نواری و فله باشند؛ بنابراین پیش‌بینی نوع قطعات در سوراخ‌کاری برد مدار چاپی بسیار حیاتی‌ست. پس از آماده‌سازی اولیه برد، شماره قطعات روی قسمت‌هایی که قرار است نصب صورت گیرد، درج می‌شود.

مرحله دوم: تهیه و فراهم‌سازی قطعات

تکنسین طراح مدار، لیستی از قطعات مورد نیاز را به همراه مشخصات کامل آنها در اختیار شرکت می‌گذارد. شرکت با تأمین قطعه موافقت کرده و آنها را فراهم‌سازی می‌کند.

مرحله سوم: قرار‌گیری قطعات روی برد

در روش دستی، قطعات با استفاده از نیروی انسانی روی برد قرار می‌گیرند. پین‌های قطعات باید به درستی در محل مربوطه قرار گرفته و آماده مرحله‌ی بعد شوند. در روش نیمه خودکار، استفاده از ابزارهایی مثل بازوی مکانیکی یا نگهدارنده‌های دقیق برای قرار دادن قطعات در محل مورد نظر، مرسوم است. در روش خودکار نیز قطعات با استفاده از روش Place-and-Insert در محل مورد نظر قرار می‌گیرند.

مرحله چهارم: لحیم‌کاری

اصلی‌ترین و حساس‌ترین مرحله مونتاژ برد dip، این مرحله است. با استفاده از روش‌های مختلف لحیم‌کاری، قطعات به برد مدار چاپی متصل می‌شوند. در لحیم‌کاری دستی، با استفاده از هویه و سیم قلع، پین‌ها به برد متصل می‌شوند. در لحیم‌کاری موجی، با استفاده از دستگاه مخصوص، قطعات به مدار چاپی اتصال پیدا می‌کنند.

مرحله پنجم: برش پین‌های اضافی

پایه‌های برخی از پین‌ها ممکن است بلند باشند؛ بنابراین لازم است مقدار اضافی آنها برش داده شود. در روش دستی با استفاده از سیم‌چین و در روش خودکار با دستگاه‌های برش کوتاه این مرحله انجام می‌گیرد.

مرحله ششم: تمیز‌کاری، کنترل کیفیت و بسته‌بندی

در این مرحله، با استفاده از اسپری‌های پاک کننده یا دستگاه شستشوی اولتراسونیک، روغن لحیم باقی مانده روی برد تمیز می‌شود. سپس بردها به واحد کنترل کیفیت منتقل می‌شوند تا عملکرد صحیح مدار مورد آزمایش قرار گیرد. در صورت پاس شدن تمامی تست‌ها، بسته‌بندی و ارسال به خریدار به عنوان آخرین مرحله مونتاژ برد dip انجام می‌گیرد.

نتیجه گیری

مونتاژ برد دی آی پی روشی دقیق، آسان و کم هزینه برای تولید مدارهای الکترونیکی است. استفاده از این روش برای مونتاژ مدارها مرسوم است و بر خلاف عقیده عموم، هنوز در صنایع مهم و اصلی الکترونیکی کاربرد دارد.