ارائه خدمات مونتاژ قطعات SMD با دستگاه

حتما تا به حال اسم قطعات SMD به گوشتان خورده است، اما آیا آشنایی با این نوع قطعات دارید؟ و میدانید مونتاژ قطعات SMD چگونه است؟

اول از همه یک توضیح مختصر در مورد قطعات SMD میدهیم و بعد هم میرویم سراغ مونتاژ قطعات SMD .

SMD به چه معناست؟

کلمه SMD به منظور معرفی نوع قطعات الکترونیکی استفاده میشود و به معنی قطعات نصب سطحی ، که کلمه SMD مخفف Surface mount device است.

همانطور که فهمیدید دلیل نامگذاری این قطعات از نوع مونتاژ آنها است.

به فناوری مونتاژ این قطعات به اختصار SMT میگویند که مخفف Surface-mount technology است.

ویژگی های قطعات SMD

• حجم کم
• قیمت کمتر
• کاهش مصرف قلع
• کاهش تولید گرما
• سبک بودن
• سرعت مونتاژ بالا
• مقاومت بیشتر در برابر تنش و لرزش های مکانیکی
• قابلیت مونتاژ در هر دو لایه PCB
• و…

ما در این مقاله قصد داریم به مونتاژ قطعات SMD بپردازیم.

---

مونتاژ قطعات SMD

اسمبل یا مونتاژ قطعات SMD به طور کلی به دو روش تقسیم میشود.

1. مونتاژ دستی
2. مونتاژ ماشینی

 

---

مونتاژ قطعات SMD به صورت دستی

همانطور که از اسم این روش مشخص است یعنی اینکه  باید قطعات SMD را

تک به تک و به کمک سیم لحیم یا خمیر قلع به PCB مونتاژ کنید.

مونتاژ قطعات SMD به صورت دستی مشکلات و معایبی هم همراه خود دارد، به طور مثال :

• بالا رفتن مصرف قلع
• کیفیت پایین مونتاژ
• سرعت کم
• خطای انسانی
• و…

البته در مونتاژ قطعات SMD با دستگاه این مشکلات تا حد زیادی مرتفع میشود.

---

 

مونتاژ قطعات SMD با دستگاه ها

در این روش فرایند مونتاژ و لحیم کاری تا حد زیادی توسط دستگاه ها انجام میشود.

مونتاژ قطعات SMD با دستگاه مزایا و معایبی هم دارد.

مزایا :

• کاهش میزان دخالت نیرو انسانی
• کاهش خرابی محصولات
• افزایش سرعت
• کیفیت مونتاژ بالا
• پایین آمدم مصرف قلع
• و…

معایب:

• هزینه بر بودن در تعداد پایین مونتاژ

 

---

نحوه مونتاژ قطعات SMD به کمک دستگاه ها

اگر بخواهید تعداد زیادی از یک نوع PCB را مونتاژ کنید ، قطعا مونتاژ قطعات SMD به کمک دستگاه ها بهترین گزینه است ،

در دستگاه ها مونتاژ و لحیم کاری قطعات به صورت کاملا خودکار و طبق برنامه ای که شما دارید انجام میشود.

فرآیند مونتاژ  SMD به کمک دستگاه ها به چهار مرحله اصلی تقسیم میشود.

1. چاپ خمیر قلع
2. جایگذاری قطعات
3. لحیم کاری
4. تست و بازرسی

 

البته این چهار مرحله هم در میان خود چندید مرحله دیگر هم دارند که به اختصار در هر قسمت توضیح داده میشود.

---

1- چاپ خمیر قلع در مونتاژ قطعات SMD با دستگاه

 

اولین مرحله اضافه کردن خمیر قلع یا خمیر لحیم کاری به سطح PCB میباشد.

 

 

خمیر لحیم کاری بسیار نرم و چسبناک است .

خمیر قلع به کمک یک صفحه که به آن استنسیل یا شابلون خمیر قلع PCB نیز میگویند بر روی

پد ها قرار میگیرد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فرآیند چاپ به این شکل است که استنسیل روی PCB قرار میگیرد به طوری که تمام سوراخ های روی استنسیل با پد های PCB مماس باشند.

سپس خمیر قلع به کمک یک تیغه ژلاتینی بر روی سطح استنسیل کشیده میشود.

نتیجه این میشود که مقداری قلع از سوراخ های روی استنسیل به روی پد های PCB نشسته است و این یعنی فرایند اضافه کردن خمیر قلع به اتمام رسیده است.

---

 بازرسی خمیر قلع در مونتاژ قطعات SMD (دستگاه SPI)

بازرسی قلع با دستگاه SPI برای آن است

که از مشکلات احتمالی در مرحله چاپ خمیر قلع جلوگیری شود.

 

این دستگاه به کمک دوربین و ضبط تصاویر کیفیت

خمیر قلع و چاپ خمیر قلع را مورد ارزیابی قرار میدهد.

 

با این کار از مشکلات احتمالی جلوگیری و کیفیت مونتاژ بالاتر خواهد رفت.

 

---

 دستگاه توزیع چسب در مونتاژ قطعات SMD

این دستگاه وظیفه اضافه کردن چسب در مکانی را دارد

که بدنه قطعه به PCB نزدیک میباشد.

این مرحله باعث میشود وقتی که قطعه بر روی PCB قرار گرفت

از جابجایی های احتمالی در فرآیند لحیم کاری جلوگیری شود.

 

---

2-جایگذاری قطعات در مونتاژ قطعات SMD

این مرحله را میتوان گفت اصلی ترین و مهم ترین مرحله مونتاژ است.

در این مرحله فرآیند جایگذاری قطعات به کمک دستگاه pick and place یا به اختصار P&P اانجام میشود، نحوه کار به این شکل است که قطعات در رول های آماده هستند و در داخل دستگاه قرار میگیرند.

دستگاه با توجهه به موقعیتی که تعیین کردید هر قطعه را به کمک نازل های مکنده برداشته و دقیقا در جای خود و در جهت درست قرار میدهد.

قبلا که دستگاه P&P وجود نداشت، این مرحله به صورت دستی انجام میگرفته است و قطعات توسط اپراتور روی PCB قرار میگرفته که خطای انسانی بالا و سرعت پایین مشکل بزرگ این روش بوده است ، اما دیگر به کمک این دستگاه ها علاوه بر اینکه خطای انسانی کاهش یافته است ، سرعت قطعه گذاری هم به صورت چشمگیری بالا رفته است .

دستگاه ها میتوانند به صورت شبانه روزی هم کار کنند و سرعت مونتاژ در دستگاه های جدید در دنیا به 200.000 قطعه در ساعت هم میرسد!!

 

---

3-لحیم کاری در مونتاژ قطعات SMD

پس از مرحله قطعه گذاری باید قطعات به PCB لحیم شوند.

در گذشته این فرآیند لحیم کاری در مرحله قطعه گذاری به صورت دستی انجام میگرفته و توسط اپراتور به صورت دستی و به کمک هویه و پنس و سیم لحیم ، قطعه را در جای مناسب قرار میگرفته است که خطای بالایی داشت .

اما حال پس از قطعه گذاری توسط دستگاه P&P به مرحله لحیم کاری Reflow میرسیم.

این دستگاه شبیه به یک نوار نقاله مجهز به کوره میباشد که PCB قطعه گذاری شده بر روی نوار نقاله قرار گرفته و پس از گذشتن از یک تونل حرارتی ، خمیر قلع ذوب شده و به پایه قطعات و پد PCB میچسبد.

در ادامه نوار نقاله به مرحله خنک سازی میرسیم ،در این مرحله دما پااین آورده میشود تا قلع ذوب شده در جای خود خشک شود و اتصال درست را بین پایه و پد برقرار کند

در پایان هم قطعه به خوبی به PCB لحیم کاری شده در خروجی تحویل میگیریم.

از مزایای این روش میتوان به چند نکته اشاره کرد:

1. کیفیت لحیم کاری بالاتر
2. لحیم کاری قطعاتی با فاصله پایه های کم
3. لحیم  کاری قطعاتی مثل با پکیج های BGA و QFN ها (پایه های زیر قطعه)
4. سرعت بالا در لحیم کاری
5. تنظیم دقیق دمای لحیم کاری
6. و…

---

4-تست و بازرسی مونتاژ SMD

 

همانطور که مشخص است دیگر کار مونتاژ و لحیم کاری تمام و موقع تست است.

تست و بازرسی PCB پس از مونتاژ به چند بخش تقسیم میشود

که هر بخش را به صورت مختصر توضیح میدهیم.

 

بازرسی نوری (AOI)

با توجه به پیچیده تر شدن مدارات الکترونیکی و بالا رفتن تعداد قطعات بر روی هر PCB ، تست و بازرسی با چشم غیر مسلح دارای اعتبار کافی نمیباشد .

به همین منظور میتوان از سیستم بازرسی نوری AOI میتوان کمک گرفت.

نحوه کارکرد این سیستم به این شکل است که دستگاه AOI به کمک تصویر برداری از سطح برد، با سرعت بالا و دقت بالا تجزیه و تحلیل میکند و مشکلاتی که در کارکرد مراحل و مونتاژ و لحیم کاری وجود دارد را نشان میدهد.

تست ICT در مونتاژ SMD

این تست به کمک پوگو پین ها و تست پوینت های روی PCB انجام میشود.

نحوه عملکرد این تست هم به این شکل است که تعداد زیادی پوگو پین به صورت عمودی کنار هم قرار دارند و PCB بر روی این پوگو پین ها قرار میگیرد

وقتی که PCB روی پوگو پین ها قرار بگیرد ، تست پوینت های روی PCB به پوگو پین ها متصل میشوند. از این طریق دستگاه سیگنال هایی را به PCB اعمال میکند و مدار را از نظر قطعی و اتصال کوتاه ارزیابی میکند.

 

تست عملکرد FVT

این تست آخرین مرحله تست است. نحوه عملکرد مدار مورد بررسی قرار میگیرد.

تست به این شکل است که برنامه بارگذاری و تمام عملکرد های مدار در محیط عملیاتی نهایی که PCB در آنجا قرار میگیرد را شبیه سازی میکنند.

این تست تقریبا تمام عملکرد نرم افزاری و سخت افزاری مدار را بررسی میکند.

---

نتیجه

خوب نتیجه ای که میشود گرفت این است که مونتاژ قطعات SMD به کمک ماشین ها سرعت و دقت بسیار بالایی دارد و همچنین وقتی تعداد PCB ها زیاد باشد هزینه به مراتب کمتری هم نسبت به مونتاژ دستی دارد.

شرکت مرصا میتواند به شما در زمینه های مختلفی خدمات بدهد از قبیل :

• مونتاژ SMD و THT دستی و ماشینی
• خدمات تولید PCB
• طراحی مدارات الکترونیکی
• تامین قطعات
• و….