مونتاژ برد الکترونیکی

بردهای الکترونیکی در تمام دستگاه‌هایی که امروزه بخش بزرگی از نیازمندی ما را پاسخگو هستند، وجود دارند. مونتاژ برد الکترونیکی به عنوان یک فرآیند اساسی در تهیه اینگونه دستگاه‌ها شناخته می‌شود و آشنایی کامل با آن می‌تواند دیدگاه مناسبی از این فرآیند به شما بدهد. اگر از علاقمندان به صنعت الکترونیک هستید یا نیاز به یک برد الکترونیکی دارید، این مقاله دقیقاً برای شما نوشته شده است. با مطالعهٔ آن، ضمن آشنایی کامل با مونتاژ برد الکترونیکی، مراحل انجام این فرآیند را به صورت مرحله به مرحله متوجه خواهید شد. در نهایت شما را کمک خواهیم کرد تا متخصصین قابل اطمینان برای مونتاژ برد الکترونیکی را پیدا کنید.

مونتاژ برد الکترونیکی چیست؟

می‌توان گفت، یکی از اساسی‌ترین کارهایی که در الکترونیک انجام می‌شود، مونتاژ برد الکترونیکی است. طی این فرآیند، قطعات الکترونیکی بر روی مدار چاپی (PCB) قرار می‌گیرند و مدار دستگاه را تشکیل می‌دهند. کسی که کار مونتاژ برد الکترونیکی را انجام می‌دهد، حتماً باید به قطعات الکترونیکی، مشخصات و ویژگی آنها، نحوهٔ مونتاژ صحیح، اصول پایه الکترونیک و به طور کلی، علم الکترونیک مسلط باشد. این یک فرآیند تخصصی و پیچیده است که در صورت نداشتن علم کافی، امکان ایجاد اختلال در عملکرد دستگاه یا مدار به وجود می‌آید؛ این موضوع حتی می‌تواند منجر به سوختن مدار یا آسیب‌های جانی شود.

جذابیت مونتاژ برد الکترونیکی

قطعات الکترونیکی مشخص‌اند و همین‌طور مدار چاپی نیز موجودیتی ثابت دارد؛‌ چیزی که متغیر است، ذوق و قریحهٔ مهندس الکترونیک و کسی است که عمل مونتاژ را انجام می‌دهد. او می‌تواند با استفاده از این قطعات ثابت، مدارهایی بسازد که ویژگی‌ها و کارایی خاصی دارند و برای عملکرد مشخصی طراحی شده‌اند. علاوه بر این، گسترش روز افزون استفاده از دستگاه‌های الکترونیکی سبب شده تا نیاز به ایجاد این نوع وسایل در موضوعیت‌های مختلفی ایجاد شود؛ همین مسأله، محبوبیت مونتاژ برد الکترونیکی را به شدت افزایش داده است.

آشنایی با بردهای الکترونیکی

بردهای الکترونیکی PCB در هر دستگاه الکترونیکی وجود دارند و به عنوان پایه‌ای‌ترین عضو از ساختار این دستگاه‌ها شناخته می‌شوند. ایجاد صحیح اتصال و تضمین عملکرد صحیح قطعات الکترونیکی در کنار هم، مهمترین نقش بردهای الکترونیکی PCB است. در صورتی که عمل مونتاژ برد به طور صحیح انجام شود، سلامت قطعات الکترونیکی و به تبع آن، عملکرد صحیح دستگاه تضمین می‌شود.

ساختار برد مدار چاپی PCB

حتماً این بردهای سبز رنگ را در دل دستگاه‌های الکترونیکی دیده‌اید. این برد الکترونیکی، یک صفحهٔ نازک است که معمولاً به رنگ سبز و از مواد فایبرگلاس تولید می‌شود. برای اتصال قطعات الکترونیکی به یکدیگر، روی این برد مسیرهایی از جنس مس تعبیه شده است که رسانای بسیار خوبی برای جریان الکتریکی است. فرد مونتاژکار، این مسیرها را به خوبی می‌شناسد و با قطعات مناسبی که برای مدار در نظر گرفته است، آنها را بر روی صفحهٔ PCB سوار می‌کند. این بردها معمولاً از چند لایهٔ زیر تشکیل می‌شوند:

• لایه پایه (Substrate) : این لایه از فایبرگلاس و پلیمر ساخته شده و باعث افزایش استحکام برد می‌شود.
• لایه مسی (Cropper) : این لایه همانطور که گفته شد، نقش اتصال‌دهنده را در برد بازی می‌کند و به نوعی، سیم‌کشیِ برد الکترونیکی است.
• لایهٔ ماسک لحیم (Solder Mask) : این لایهٔ سبزرنگ، عایق است و از اتصال ناخواستهٔ قطعات به یکدیگر جلوگیری می‌کند.
• لایهٔ سیلک اسکرین (Silkscreen) : علائم و نوشته‌های چاپ شده روی مدار، زیرمجموعه‌ای از این لایه هستند.

مراحل مونتاژ برد الکترونیکی

از آنجایی که مونتاژ برد الکترونیکی یک فرآیند پیچیده و تخصصی‌ست، تقسیم‌بندی آن به زیر فرآیندهای مختلف، می‌تواند باعث ساده‌سازی مراحل انجام کلی آن شود. به طور کلی، فرآیند مونتاژ بردهای الکترونیکی به دو دستهٔ اصلی تقسیم می‌شوند: مونتاژ قطعات نصب سطحی (SMT) و مونتاژ قطعات سوراخ‌دار (THT). برای اینکه این مراحل را از حالت کلی خارج کنیم، فرآیندها را به گام‌هایی تقسیم کرده‌ایم که در ادامه ذکر شده است:

مرحله اول: آماده‌سازی PCB

شاید اولین مرحله برای ساخت / مونتاژ یک مدار، طراحی و شبیه‌سازی آن باشد. بنابراین با استفاده از نرم‌افزارهای طراحی PCB می‌توانیم نقشهٔ مدار و مسیرهای سیگنالینگ آن را طراحی کنیم. برخی از مهمترین نرم افزارهای طراحی PCB : Eagle و Altium Desinger.

مرحله دوم: تولید برد

خروجیِ مرحلهٔ قبل که طرحی نرم افزاری از مدار است، به کارخانه برده می‌شود تا مدار PCB به صورت فیزیکی به همراه لایه‌های مسی و مسیرهای اتصال آن تولید شود. واحد کنترل کیفیت، درستیِ مسیرهای مدار PCB را بررسی کرده و آن را خطایابی می‌کند.

مرحله سوم: انتخاب قطعات الکترونیکی

• لیست قطعات (BOM) : نقشهٔ طراحی شده، به کارشناس مونتاژ ارائه شده و بر اساس آن، قطعات مورد نیاز مثل مقاومت‌ها، ترانزیستور، خازن، میکروکنترلر، IC و… لیست می‌شوند.
• تهیه قطعات: مسئول خرید، لیست BOM را دریافت و اقلام آن از تأمین‌کنندگان معتبر تهیه می‌کند.
• بررسی قطعات: قطعات خریداری شده از نظر تطابق مشخصات مندرج در لیست و همچنین نقشهٔ مدار، بررسی می‌شوند.

مرحله چهارم: لحیم‌کاری و نصب قطعات روی مدار

• قرار دادن قطعات: اگر قطعات و مدار از نوع THT باشد، پایه‌های آنها در سوراخ‌های برد قرار گرفته و لحیم‌کاری می‌شود. فرآیند مونتاژ برد الکترونیکی در این حالت می‌تواند به صورت دستی یا رباتیک باشد.
• چاپ خمیر لحیم و قرار دادن قطعات: اگر بخواهیم قطعات را به صورت SMT نصب کنیم، ابتدا یک لایه از خمیر لحیم را روی برد اعمال می‌کنیم. سپس قطعات با استفاده از دستگاه، به دقت روی برد قرار می‌گیرند. برد در یک کورهٔ Reflow قرار داده می‌شود تا لحیم آن با استفاده از حرارت آب شده و قطعات به برد متصل گردند.
• بررسی برد: در نهایت بردهای تولید شده بازرسی می‌شوند. در روش THT معمولاً به صورت دستی، برد را از نظر اتصالات صحیح بررسی می‌کنند؛ در حالی که در روش SMT، با استفاده از دستگاه نوری AOI، بازرسی انجام می‌گیرد.

مرحله پنجم: تست و کنترل کیفیت

پس از لحیم‌کاری، مونتاژ برد الکترونیکی و دریافت تأییدیه از مسئول بازرسی مدار، عملیات کنترل کیفیت در سطح عملکردی انجام می‌شود. طی این فرآیند، آزمون عملکردی (Functional Test) روی برد اجرا می‌شود. این آزمون برای بررسی مدار از نظر صحت اجرا و مونتاژ است. بررسی توسط ICT مرحلهٔ بعدی کنترل کیفیت است که باید به دقت انجام شود. پس از این دو مرحله، مدار را با قرار دادن در شرایط مختلف محیطی مانند دما و رطوبت، تست می‌کنند. این نهایی‌ترین بخش در کنترل کیفیت طراحی و مونتاژ برد الکترونیکی است.

چالش‌های مونتاژ برد الکترونیکی

همانطور که گفته شد، فرآیند مونتاژ برد الکترونیکی می‌تواند پیچیده و تخصصی باشد؛ بنابراین وجود چالش‌های مختلف در تک تک مراحل مونتاژ، طبیعی و بدیهی خواهد بود. برخی از مهمترین چالش‌های این صنعت عبارتند از:

• پیچیدگی طراحی نرم افزاری برخی از مدارها: ممکن است مشتری، مدارهایی را درخواست دهد که نیاز به طراحی تخصصی و پیچیده دارد. در این حالت، تنها افرادی می‌توانند مدار را طراحی و مونتاژ کنند که از دانش، تخصص و تجربهٔ کافی برخوردار باشند.
• گوناگونیِ انتخاب‌ها: وجود انتخاب‌های مختلف در تهیهٔ قطعات بسیار خوب است اما وقتی صحبت از انتخاب بهترین نوع از قطعات می‌شود، ممکن است یک چالش باشد.
• نیاز به دقت بالا در نصب قطعات کوچک: برخی از مدارها نیاز به قطعات بسیار کوچک مانند SMD دارند. نصب اینگونه قطعات با استفاده از نیروی انسانی بسیار چالش برانگیز خواهد بود.
• کنترل کیفیت: اگر دقت کرده باشد، در مراحل مونتاژ مدار الکترونیکی، کنترل کیفیت به طور متداول و دقیق انجام می‌گرفت. انجام متداول این فرآیندها می‌توانند انرژی، زمان و بودجهٔ زیادی از مونتاژ کاران بگیرد.
• خطاهای ناشی از لحیم‌کاری: فرآیند لحیم‌کاری باید به دقت انجام شود و از آنجایی که با قطعات و اتصالات بسیار ریز سر و کار داریم، بروز خطاهای متداول در این مرحله به یک چالش بزرگ تبدیل شده است.

مونتاژ برد الکترونیکی توسط متخصصین

متخصصین مونتاژ، تجربه و دانش کافی در طراحی، انتخاب قطعات و مونتاژ صحیح مدار دارند. آنها به خوبی می‌دانند که چگونه تمامی مراحل مونتاژ برد الکترونیکی را به بهترین شکل ممکن انجام دهند تا عملکرد صحیح مدار تضمین شود. اگر نیاز به یک مدار الکترونیکی دارید، پیشنهاد ما انتخاب تکنسین‌هایی است که از تجربه و دانش کافی برخوردارند و خیال شما را از عملکرد صحیح مدار در دستگاه‌های الکترونیکی راحت می‌کنند.