بایگانی دسته‌بندی: دسته‌بندی نشده

با گسترش فرهنگ تولید و استفاده از محصولات الکترونیکی در بخش های مختلف صنعت ، نیاز به بخش تولید و مونتاژ بردهای الکترونیک نیز رو به افزایش است. در این حال با افزایش سرعت تولید محصول و کاهش نواقص احتمالی در فرایند تولید همواره از مهمترین دغدغه های تولید کنندگان می باشد .

آیا برون سپاری ساخت برد الکترونیکی کار درستی است ؟

از آنجایی که بردهای الکترونیکی مهم ترین جزء تمام محصولات الکترونیکی هستند، طراحی و تولید بردهای الکترونیکی می‌تواند نقش بسیار تعیین کننده و بسزایی در فرایند تولید این محصولات داشته باشد.

برون سپاری خدماتی مثل : مونتاژ و ساخت بردهای الکترونیکی باعث بالا رفتن سطح کیفیت و تکنولوژی در دنیا می شود. طراحان و تولیدکنندگان همواره دغدغه هایی مانند خرید قطعات الکترونیکی، کمبود موجودی قطعات الکترونیکی، هزینه های نگهداری و انبار، سربار، ضایعات و… را دارند .اما اگر این مشکلات نباشد می توانند با خیالی آسوده بر روی توانایی های اصلی خود تمرکز کرده و به فرایند ایده تا محصول خود بیندیشند.

تولیدکنندگان باید همواره به بحث مهم نوآوری، بسته‌بندی مناسب، بازاریابی کارآمد، تبلیغات مؤثر، برندسازی، ارتقای بهره‌وری و.. توجه کنند زیرا توجه به این امور موجب رشد شکوفایی تولید محصولاتشان خواهد شد.

چگونه تولید برد الکترونیکی توسط شرکت های بزرگ باعث کاهش نگرانی ها و پیشرفت کار شما می شود ؟

شرکت های الکترونیکی همواره با تولید و مونتاژ برد های الکترونیکی متنوع به تولید صنعتی کمک های شایان و قابل توجهی کرده اند .این امر موجب پیشرفت سرعت در صنعت برق و الکترونیک شده است .

این شرکت ‌ها قابلیت ارائه خدماتی مثل خرید قطعات الکترونیکی، خرید برد مدار چاپی و مونتاژ برد های الکترونیکی و..را دارند همچنین در این چرخه بزرگ الکترونیک تولید کننده می تواند تمام این مراحل را تحت عنوان PCBA یکجا سفارش دهد.

بردهای الکترونیکی معمولاً دارای المان های زیاد و متنوعی هستند، از آنجایی که هرگونه ایراد در مونتاژ آنها ، صرف وقت و هزینه انسانی زیادی به شرکت های تولیدی تحمیل می کند بهتر است با دقت، تجربه و تخصص امر مونتاژ بردهای الکترونیک را انجام داد. کارگاه های تولیدی همواره تولید و مونتاژ بردهای استفاده شده در دستگاه های تولیدی خود را برون سپاری  کنند.

این فرایند طی مراحلی چون سفارش PCB ، خرید قطعات الکترونیکی ( که پیچیدگی هایی نظیر کمبود موجودی قطعات الکترونیکی در بازار داخلی، قطعات الکترونیک با کیفیت، یافتن تامین کننده معتبر را در بر دارد) و سپس مونتاژ قطعات الکترونیکی انجام می شود.در نهایت بعد از انجام این مراحل تست الکتریکال برد مونتاژ شده صورت میگیرد که قطعا در آن ها ضایعات نیز وجود خواهد داشت. این در حالی است که اگر تمامی این مراحل را طی  یک سفارش PCBA برون سپاری کنند ، بدون نگرانی از این مراحل میتوانند برد مونتاژ شده و آماده خود را تحویل بگیرند.

ساخت برد الکترونیکی

PCBA چیست و چگونه باعث کاهش هزینه های شما می شود ؟

PCBA مخفف  Printed Circuit Board Assembly است. PCBA اصطلاحی است که به مراحل صفر تا صد تولید یک محصول تا قبل از مرحله بسته بندی اشاره می کند.در این مرحله خرید قطعات الکترونیک، تولید برد مدارچاپی محصول (PCB) و مونتاژ قطعات الکترونیکی روی برد های الکترونیکی انجام شده و این امر با توجهبه دستور العمل های مشتری انجام می شود . همچنین محصول نهایی مطابق با Test Sheet مشتری تست نهایی خواهد شد.

همچنین در این روش هزینه های واسطه ای که در تامین های جداگانه به وجود امده بود، کاهش خواهد یافت وهمچنین دردسرهای عیب یابی و ضایعات را که ممکن است سردرگمی به وجود بیاورد ، از بین خواهند رفت چرا که با توجه به انجام تمامی مراحل توسط یک شرکت ، یک نفر برای هر نوع ضایعات و عیبی پاسخگو خواهد بود

نکات و دلایل برون سپاری ساخت برد الکترونیکی

• تمرکز بر فعالیتهای اصلی واستفاده از منابع داخلی برای مقاصد دیگر
• استفاده از تخصص ، تجربه و تجهیزات به روز یک شرکت که فعالیت اصلی آن بر روی تامین قطعات الکترونیکی با کیفیت و تولید بردهای الکترونیک است
• سرعت و دقت بالاتر در مونتاژ برد
• کاهش هزینه اولیه (در خرید تجهیزات) و هزینه های جاری (علی الخصوص در بحث نیروی انسانی متخصص)

برای تولید کننده مقرون به صرف ترین راه ، سفارش PCBA که شامل سفارش PCB و یا همان سفارش برد مدار چاپی و سفارش قطعات الکترونیک است.

فرآیند تولید ارزان برد های الکترونیکی در کارگاه مونتاژ برد

جهت تولید کم هزینه و در حجم بالا بهتر استفاده از ماشین آلات مناسب لازم است .در ادامه به نحوه تولید محصولات و برد های الکترونیک در یک کارگاه مونتاژ SMD خواهیم پرداخت. برای تولید در این کارگاه ها فرایند به صورت اتومات و با کمک ماشین آلات انجام می شود. مونتاژ قطعات SMDابتدا به وسیله دستگاه و بعد از ان برای مونتاژ قطعات DIP به صورت دستی انجام می شود. 

فرآیند مونتاژ برد های الکترونیکی در کارگاه شامل:

• شابلون زدن خمیر قلع
• قطعه گذاری و مونتاژ قطعات SMD
• ذوب خمیر قلع
• مونتاژ دستی و مونتاژ قطعات DIP
• کنترل کیفی
• تمیز کردن برد ها
• بسته بندی

حال به تشریح هر یک از این مراحل می پردازیم:

مرحله اول کارگاه مونتاژ برد ؛ شابلون زدن خمیر قلع

در مرحله اول جهت مونتاژ قطعات SMD باید از خمیر قلع استفاده کرد. خمیر قلع یک خمیر خاکستری و چسبناک و حاوی ماده FLUX است که پیش از قطعه گذاری باید بر روی تمام پد هایی که قطعه سوار می شود از خمیر قلع روی ان قرار داد.این کار را می توان با استفاده از یک شابلون انجام داد.

شابلون زدن خمیر قلع یک عمل سریع است که مانند چاپ سیلک روی لباس است . با قرار دادن شابلون جوهردار روی لباس طرح مورد نظر روی لباس قرار می گیرد. در چاپ خمیر قلع از یک شابلون فلزی استفاده می شود که محل پایه قطعاتی که باید مونتاژ شود روی آن برش خورده.

در کارگاه مونتاژ بعد از فیکس کردن شابلون به PCB با خمیر قلع روی شابلون را می پوشانیم.این کار را به دلیل این انجام می دهیم که در تمام منافذ خمیر قلع نفوذ کند. تا شابلون محکم بر روی برد و فیکس شود و خمیر در جای مناسب قرار گیرد.

خمیر قلع قیمت بالایی دارد و هدر رفتن آن عملا کار غیر اصولی است.بهتر است برای هدر نرفتن ان در زمان فیکس کردن شابلون روی برد مدار چاپی از دستگاهی به نام Stencil Printer استفاده کرد.این کار دقت و سرعت کار را بالا می برد. شابلون های استنسیل از جنس فسفر برنج ، مس و استیل است و به دو روش شیمیایی و لیزری تولید می شود.

مرحله دوم؛ قطعه گذاری

زمانی که خمیر قلع بر روی برد قرار مونتاژ برد smd انجام می شود، قطعات بر روی آن چیده می شود. این کار را می توان بوسیله دست یا دستگاه مونتاژ انجام داد. برای مونتاژ دستی استفاده از پنس های مخصوص  نیز وسیله ای کارآمد است.

برای تولید برد های SMD حتما نیاز به دستگاه مونتاژ نیست. اگر از خمیر قلع برای لحیم کاری استفاده شود، صرفا چیدمان قطعات در جای خود کار وقت گیری نیست و دست انسان با دقت مشابه دستگاه مونتاژ کار می کند. در واقع به خاطر تکراری بودن و خسته شدن  نیروی کار است که  برای تولیدات حجم بسیار بالا از دستگاه مونتاژ استفاده می کنیم.

دستگاه مونتاژ SMD یا دستگاه Pick and Place چیست؟

این دستگاه در واقع یک ربات کارتزین است که با استفاده از مکش هوا قطعات را بلند کرده و در سر جای خود قرار می دهد. برای راه اندازی اولیه این دستگاه باید وقت زیادی صرف کرد تا برنامه دستگاه، تنظیمات اولیه و جای گذاری PCB و رول های قطعات را انجام داد، اما بعد از آن با سرعت بسیار بالایی شروع به چیدمان قطعات می کند. به همین دلیل ما برای تولیدات با حجم بسیار بالا استفاده از این دستگاه را برای کارگاه مونتاژ برد پیشنهاد می کنیم و برای تولیدات حجم کمتر، قطعه گذاری دستی را راهکار بهتری برای کارگاه مونتاژ برد می دانیم.

اتاق مونتاژ SMD

برای تولید برد های smd با سرعت بالا حتما نباید دستگاه مونتاژ داشت، برای تعداد 100 عدد برد در روز، روش قطعه گذاری دستی سریع تر است. 

مرحله سوم؛ ذوب خمیر قلع

پس از قطعه گذاری در کارگاه مونتاژ الکترونیک باید خمیر قلع را ذوب کرد تا پس از خنک شدن، عمل لحیم کاری انجام شود. خمیر قلع از دستگاه کوره مادون قرمز (Reflow Oven) برای ذوب کردن استفاده می شود.این عمل برای ذوب شدندر دمای تا 250 درجه سانتی گراد بالا برده و بصورت کنترل شده دما را پایین می آورد. این دستگاه دمای برد را کنترل می کند و از انبساط ناگهانی و حرکت قطعات و ایجاد ترک در لحیم کاری جلوگیری می کند. این دستگاه دارای چند منطقه حرارتی مختلف هستند که برد را پیش گرمایش داده و آرام آرام به نقطه ذوب قلع می رساند. و برد به شکلی آسته خنک می شود این عمل به دیلل ان انجام می شود تا از شوک حرارتی به سطح برد و قطعات جلوگیری شود.

مونتاژ مدار

در مونتاژ مدار برخی از کوره های مادون قرمز به شکل رومیزی و برخی دارای نوار نقاله اند. بسته به حجم تولید از کوره با توان مناسب استفاده می شود وبعد از خروج برد از کوره، لحیم کاری قطعات SMDبه پایان می رسد.

چسب کاری برای مونتاژ بردهایی که در هر دو سمت قطعه دارند:

بردها در دو طرف قطعه گذاری می شوند . این کار ابتدا سمتی که تعداد قطعات کمتر و کوچکتری دارد مونتاژ می شود و بعد از ان مونتاژ سمت دیگر برد را انجام می دهد. برای مونتاژ سطح دوم مجدد در کوره قرار دهیم با استفاده از چسب مخصوص سمت اول را می پوشانیم تا در هنگام گرم شدن سمت دیگر، قطعات از جای خود جابجا نشوند.

مرحله چهارم؛ لحیم کاری قطعات DIPمونتاژ برد dip

برد هایی که دارای قطعات DIP هستند پس از لحیم شدن قطعات SMD، به صورت دستی لحیم می شود. در تولیدات حجم بالا، از وان قلع موجی (Wave soldering machine) برای لحیم کاری قطعات DIP استفاده می‌شود. در طراحی باید تا جای ممکن از قطعات SMD استفاده نمود چرا که مونتاژ DIP پر هزینه و زمان بر است.

مرحله پنجم؛ تست و کنترل کیفی

تست مدار های الکترونیکی

از دستگاه های AOI در کارگاه مونتاژ برد پیشرفته تر ،جهت بازرسی بردهای الکترونیکی استفاده می شود. با استفاده از دستگاه های AOI  می توان کیفیت لحیم کاری، اتصالات نابجا و مونتاژ اشتباه قطعات را به سرعت تشخیص داد. جهت تولید در حجم کم و مدارات ساده نیازی به دستگاه AOI نیست و با بازرسی چشمی و تست تک تک برد ها می توان محصول را کنترل نمود.

مرحله ششم، شست و شوی بردها: 

مقداری فلاکس بر روی برد پس از لحیم کاری بر جای می ماند، فلاکس مایعی است که به خمیر قلع اضافه شده وان را نرم و چسبنده می کند. این مایع چسبناک ظاهر ناخوش آیندی بر روی برد ایجاد میکند و پس از مدتی به خاطر خاصیت اسیدی باعث کاهش استحکام لحیم پایه ها می شود.باید بردها را شست و شو داد تا از این اتفاق جلوگیری کرد. شست و شو توسط آب گرم بدون یون انجام می شود. آب بدون یون هیچ گونه خاصیت رسانایی ندارد و موجب بروز مشکلی در کار نخواهد شد.

مرحله آخر کارگاه مونتاژ برد ؛ بسته بندیبسته بندی مدار

از موارد مهم کارگاه مونتاژ برد رعایت نکات ایمنی حفاظت از قطعات در برابر الکتریسیته ساکن در بسته بندی تجهیزات الکترونیکی است. پلاستیک های ساده به راحتی چند صد ولت الکتریسیته ساکن ایجاد می کنند و این ولتاژ برای بسیاری از قطعات می تواند آسیب زننده باشد.از نوعی پلاستیک آنتی استاتیک در صنعت بسته بندی قطعات و بردهای الکترونیکی استفاده می شود که به پلاستیک های متالایز یا آنتی استاتیک معروف است. این بسته بندی از ایجاد الکتریسیته ساکن و آسیب به قطعات جلوگیری می کند.