مونتاژ قطعات THD

قبل از اینکه بخواهیم به مونتاژ قطعات THD بپردازیم، بهتر است یک معرفی اجمالی از این نوع قطعات داشته باشیم و بیشتر با این قطعات آشنا شویم.

THD به چه معناست؟

THD مخفف کلمه (through hole device) می باشد. برای نصب این قطعات نیاز است تا بر روی PCB سوراخ هایی ایجاد شود،تا پایه این قطعات داخل این سوراخ ها قرار گیرد. همچنین به تکنولوژی مونتاژ این قطعات THT می گویند که مخفف کلمه (through hole technology) است.

آیا THD همان DIP است؟

برای پاسخ به این سوال میتوان گفت که قطعات THD انواع مختلفی از پکیج های قطعات را در خود جای داده اند که یکی از اینها پکیج DIP می باشد. DIP مخفف کلمه (Dual in-line Package) به معنی بسته یا جعبه ای که دو طرف آن به صورت موازی پایه وجود دارد. البته خیلی از افراد به جای کلمه THD از DIP استفاده می کنند، آن هم به دلیل معروف شدن قطعات THD به این اسم است.

مزایا و معایب قطعات THD

در این بخش به مزایا معایب استفاده از قطعات THD اشاره می کنیم:

مزایا

• پیوند مکانیکی بهتر قطعه با PCB
• مونتاژ بهتر قطعات دارای وزن بالا مثل ترانس ها
• راحتی کار برای نمونه سازی و آزمایش
• مونتاژ قطعات THD به صورت دستی نسبت به قطعات SMD آسان تر است.

معایب

• قیمت بیشتر نسبت به قطعات SMD
• تکنولوژی قدیمی تر
• زمان بر بودن ساخت PCB
• طراحی در برد های چند لایه دشوار تر است
• مصرف قلع بیشتر نسبت به قطعات SMD
• ابعاد بزرگ تر نسبت به قطعات SMD
• وزن بیشتر نسبت به قطعات SMD

مونتاژ قطعات THD

فرآیند مونتاژ قطعات THD را میتوان به دو دسته کلی تقسیم بندی کرد:

1. مونتاژ دستی
2. مونتاژ به کمک دستگاه

مونتاژ دستی قطعات THD

در این روش مونتاژ قطعات THD، تمام مراحل به صورت دستی انجام می شود. ترتیب مراحل مونتاژ در این روش به صورت زیر می باشد.

1. جایگذاری صحیح قطعات در مکان مورد نظر هر قطعه
2. لحیم کردن پایه قطعه به PCB با هویه یا وان قلع (در ادامه این روش ها توضیح داده خواهد شد)
3. بریدن اضافه پایه قطعات
4. تمیز کردن روغن های لحیم روی سطح PCB
5. تست و بررسی مدار نهایی

نحوه لحیم کردن پایه قطعه به PCB با هویه

1. در اولین گام باید مقداری روغن لحیم کاری به محلی که می خواهید لحیم کنید اضافه کنید، توجه داشته باشید اگر سیم لحیمی که استفاده می کنید دارای مقدار مناسبی روغن لحیم در خود باشد نیازی به اضافه کردن روغن لحیم نیست.
2. افزودن مقدار خیلی کم قلع به نوک هویه (به این دلیل که انتقال حرارت نوک هویه به پایه قطعه و PCB به خوبی انجام شود.)
   

   مونتاژ قطعات THD

3. اتصال دادن نوک هویه به پایه قطعه و سطح مسی پد روی PCB (دقت داشته باشید که این دو سطح باید به صورت همزمان و یکنواخت داغ شوند، و همچنین نباید تایم زیادی هویه را در این مکان نگه دارید، در حد چند ثانیه و سریعا مرحله بعدی را انجام دهید)  
4. افزودن قلع به محلی که حرارت داده اید.
5. وقتی به اندازه کافی قلع اضافه کردید سیم قلع را جدا کرده و بعد از مکثی کوتاه هویه را از محل مورد نظر بردارید. (در این مرحله حتما به مقدار قلع و نگه داشتن هویه بعد از برداشتن سیم لحیم توجه کنید. اگر میزان قلع کم باشد اتصال پایه به خوبی برقرار نمی شود و اگر میزان قلع زیاد باشد باعث کثیفی کار و احتمالا اتصالی بین پایه ها می شود. اگر بعد از برداشتن سیم لحیم یک تایم خیلی کوتاه هویه را سر جای خود نگه ندارید، احتمال اینکه لحیم سردی رخ دهد و اتصال پایه و PCB به خوبی شکل نگیرد هست.)
6. چک کردن لحیم پایه پس از عملیات لحیم کاری . لحیم پایه باید همانند شکل زیر باشد. (اگر تفاوتی بین لحیم کاری شما و شکل وجود دارد میتوانید با اتصال دوباره هویه به محلی که لحیم کاری کردید ، لحیم های اضافه را به نوک هویه بکشید ، و یا میتوانید از دوباره با گرم کردن قلع به آن اضافه کنید.)

نحوه لحیم کردن پایه قطعه به PCB با وان قلع

وان قلع یک محفظه دارای قلع میباشد که حرارت دیده و قلع ذوب شده در داخل آن وجود دارد .

1. پس از چینش قطعات بر روی PCB به کمک یک گیره PCB را نگه داشته و به آرامی پشت PCB را داخل وان قلع میزنید.
2. پس از اینکه فرایند لحیم کاری توسط وان قلع تمام شد ، وارد مرحله بازرسی لحیم کاری میشویم ، در این مرحله پایه قطعات چک میشوند تا همه پایه ها لحیم گرفته باشند . اگر پایه ای لحیم نداشته باشد یا به خوبی لحیم کاری نشده باشد به کمک هویه و سیم لحیم پایه را لحیم میکنید.
3. قطع کردن اضافی پایه ها
4. تمیز کردن روغن های لحیم روی سطح PCB
5. تست و بررسی مدار نهایی

مونتاژ قطعات THD به کمک دستگاه

در این روش اکثر مراحل به کمک دستگاه های مونتاژ و لحیم کاری انجام می شود. مونتاژ قطعات DIP با دستگاه به خاطر اینکه قطعات دارای پایه می باشند نسبت به مونتاژ قطعات SMD با دستگاه سرعت کمتری دارد .

ترتیب مراحل مونتاژ قطعات THD با دستگاه به شکل زیر می باشد

1. قطعه گذاری بر روی PCB توسط دستگاه Pick and Place (P&P) : رول قطعات را در داخل این دستگاه قرار می دهند و دستگاه با توجه به برنامه چینش قطعات شروع به قطعه گذاری بر روی سطح PCB می کند.
2. لحیم کاری موجی توسط دستگاه Wave Soldering : این دستگاه دارای یک نوار نقاله است که برد های قطعه گذاری شده بر روی آن قرار میگیرند و در  مرحله اول یک موج فلاکس از زیر به پد ها اعمال میشود تا قلع پذیری به خوبی انجام شود ، و در ادامه به قسمتی میرسد که قلع به صورت موج از زیر به پد های روی PCB اعمال می شود.
   

   لحیم کاری موجی در مونتاژ قطعات THD

    

    

   

3. برش اضافی پایه ها توسط دستگاه Pcb Lead Cutter

بعد از لحیم کاری حتما باید اضافه پایه ها را جدا کرد .

جدا کردن این پایه ها را میتوان به دو روش دستی و ماشینی انجام داد .

در روش دستی با استفاده از یک کف چین اپراتور پایه تک تک قطعات را اصلاح میکند

که مقداری زمان بر است ،  اما در روش ماشینی

برد های لحیم کاری شده برای جدا شدن اضافه پایه ها بر روی یک نوار نقاله وارد این دستگاه میشوند

و توسط یک تیغه تیز که با سرعت در حال گردش است اضافه پایه ها برش میخورد .

4. تمیز کردن روغن های لحیم روی سطح PCB توسط دستگاه SWASH : برد ها پس اینکه لحیم کاری شده و پایه های اضافی اصلاح شدند وارد این دستگاه میشوند تا هرگونه روغن لحیم و کثیفی که در فرایند مونتاژ و لحیم کاری به وجود آمده برطرف شود.

5.تست و بررسی مدار نهایی : تست های مختلفی مانند تست AOI ، تست ICT ، تست عملکرد FVT وجود دارد که هر کدام فرایند خاصی را مورد بررسی قرار میدهند . برای آشنایی بیشتر با این تست ها پیشنهاد می شود این مقاله را نیز مطالعه کنید.

نتیجه گیری

خوب نتیجه ای که میشود گرفت این است که مونتاژ قطعات THD 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. اما باید در نظر داشت با توجه به اینکه قطعات THD دارای پایه هستند در مونتاژ ماشینی زمان بیشتری نسبت به قطعات SMD میبرند و هم هزینه بیشتر ، به همین دلیل اکثر افراد به قطعات SMD تمایل بیشتری دارند ، پیشنهاد می شود تا حد امکان در طراحی های خود از قطعات SMD استفاده کنید تا هزینه مونتاژ برد و زمان تولید کاهش پیدا کند.

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

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