آموزش لحیم کاری و مونتاژ

آموزش لحیم کاری و مونتاژ یوبرد، اولین آموزش مونتاژ قطعات الکترونیکی مبتنی بر استاندارد IPC در کشور است. در محصولات الکترونیکی بسیاری از مشکلات، نشات گرفته از فرایند مونتاژ و لحیم کاری اشتباه است. این مشکل حتی در برخی شرکتهای بزرگ نیز وجود دارد. معمولا فعالان صنعت الکترونیک مانند فعالان بسیاری از دیگر صنایع، در آخرین قدم در هر فعالیت به سراغ استانداردهای آن فعالیت می روند. و در بین استانداردها در فعالیت های مختلف نیز معمولا به آخرین چیزی که فکر می کنند، لحیم کاری مبتنی بر استاندارد است. درصورتی که اولین موردی که در ساخت سخت افزار یک محصول الکترونیکی باید درنظر گرفته شود، لحیم کاری مبتنی بر استاندارد است. لحیم کاری، صرفا داشتن مهارت کافی در مونتاژ و لحیم کاری قطعات مختلف نیست. بسیاری از افراد که تصور می کنند در لحیم کاری مهارت دارند، با مطالعۀ استاندارد IPC-A-610، به صدها عبارت درمورد مونتاژ و لحیم کاری بر می خورند که حتی آنها را نشنیده اند. برای درک بهتر این موضوع، در زیر مقایسه ای بین لحیم کاری غیر اصلی و اصولی مبتنی بر استاندارد را خواهیم بررسی می کنیم.

لحیم کاری غیر اصولی

1. معمولا با راهنمایی های یک سری افراد یک سری ابزار لحیم کاری تهیه می شود.
2. آموزش لحیم کاری و مونتاژ و یا با استفاده از آموزش مونتاژ قطعات برد الکترونیکی غیر اصولی، شروع به لحیم کاری یک سری قطعات می شود.
3. بعد از آزمون و خطا و لحیم کاری قطعات مختلف، مهارت مدنظر از دیدگاه خود شخص کسب می شود.

لحیم کاری اصولی مبتنی بر استاندارد

1. تمام انواع ابزار لحیم کاری شناخته می شود. که شامل هویه، انواع نوک هویه، انواع هویه، هویه هوای گرم (Hot air)، توان هویه، سیم قلع با سرب، سیم لحیم Lead free، توپ قلع، خمیر فلاکس، روغن لحیم یا مایع فلاکس، قلع کش های بادی، قلع کش های سیمی، پنس، مواد شست و شو دهندۀ روغن لحیم، احیا کننده نوک هویه، چسب نسوز، وان قلع (Wave soldering)، دستگاه Reflow soldering، ذره بین یا لوپ، مکنده ها، گیره ها و کف چین است.

تصویر 1 – برخی ابزار مونتاژ و لحیم کاری دستی

2. تمام انواع دستگاه های لحیم کاری شناخته می شود. که شامل ماشین های چاپ بارکد، ماشین های خمیر قلع (Screen printing) و چسب (Adhesive printing)، انواع دستگاه های Pick and place، دستگاه های Reflow oven، دستگاه های Wave soldering، دستگاه های Selective soldering، دستگاه های تست AOIیا Automatic optical inspection، دستگاه های Xray، دستگاه های تست الکتریکال با روش Flying probe و روش Universal grid (یا Bed of nails)، دستگاه های تست Functionalیا تست عملکرد است.

تصویر 2 – برخی دستگاه های مونتاژ و لحیم کاری اتوماتیک

3. تمام انواع پکیج قطعات الکترونیکی شناخته می شود. که شامل SIP و DIP و CDIP و GSCDIP و QIP و SKDIP و SDIP و ZDIP و BCC و CLCC و LCC و PLCC و OPGA و FCPGA و SPGA و CPGA و CFP و DFN و CQFP و BQFP و PQFP و QFN و ODFN و CSOP و SOIC و SSOP و TSOP و SOJ و SON و FQBGA و LBGA و PBGA و CBGA و TFFBG و UCSP است.

تصویر 3 – برخی پکیج قطعات الکترونیکی

4. شرایط مناسب محیط لحیم کاری و ابزار موردنیاز جهت جلوگیری از آسیب رساندن ESD به قطعات و درنتیجه محصول الکترونیکی، از دیدگاه استاندارد IPC بررسی می شود.

تصویر 4 – حذف الکتریسیته ساکن در استاندارد IPC

5. شرایط پذیرش ظاهری یک قطعۀ الکترونیکی از دیدگاه استاندارد IPC بررسی می شود. که شامل Loss of Metallization & Leachin و Chip Resistor Elemen و Leaded/Leadless Device و Chip Component و Connectorاست.
6. الزامات لازم جهت پذیرش لحیم کاری انواع قطعات الکترونیکی موجود، از دیدگاه استاندارد IPC برای انواع قطعات THD و SMD و BGAبررسی می شود. الزاماتی مثل Side overhang (مربوط به انحراف قطعات SMD از زوایای کناری پایه های آنها در مونتاژ قطعات SMD)، End overhang (مربوط به انحراف قطعات SMD از پایان پایه های آنها)، End joint width (مربوط به مقداری از عرض پایۀ قطعات SMD که روی پد PCB لحیم کاری می شود)، Side joint length (مربوط به مقداری از طول پایۀ قطعات SMD که روی پد PCB لحیم کاری می شود)، Fillet height مربوط به ارتفاع قلع به بالا آمده از پایه ها)، Solder Thickness (مربوط به ضخامت قلع در زیر پایه ها) و ده ها الزام دیگر در مونتاژ کیت الکترونیکی.

تصویر 5– برخی الزامات لحیم کاری قطعات پکیج Castellated در استاندارد IPC

7. الزامات بسیار دیگری وجود دارد که در استاندارد IPC به آنها پرداخته شده و در آموزش لحیم کاری و مونتاژ یوبرد مورد بررسی قرار می گیرد. الزاماتی از جمله سیم های مجزا یا Discrete wiring، الزامات مونتاژ High voltageیا ولتاژ بالا، مبحث Gold fingers، مبحث Laminate conditions، Marking، مبحث شست و شوی برد یا Cleanliness (آموزش لحیم کاری بدون روغن لحیم و آموزش لحیم کاری با روغن لحیم در این قسمت بررسی می شود.)، مبحث پوشش های محافظ یا Coating و مباحث دیگر.
8. پس از کسب دانش نسبت به موارد فوق، مونتاژ و لحیم کاری انواع قطعات الکترونیکی در محیط مناسب، با ابزار مناسب، با قطعات مناسب و با دانش کافی انجام می شود. پس از آن با دانش نسبت به شرایط پذیرش یک مونتاژ شدۀ الکترونیکی از دیدگاه استاندارد IPC، می توانیم ببینیم که مونتاژ شدۀ ما از دیدگاه استاندارد صحیح بوده یا خیر.

تمامی موارد فوق در آموزش لحیم کاری و مونتاژ  یوبرد بررسی می شود.

استاندارد IPC-A-610

استاندارد IPC-A-610 با عنوان Acceptability of Electronic Assemblies یا شرایط پذیرش مونتاژ شده های الکترونیکی، یک استاندارد مهم برای همۀ فعالان در زمینۀ طراحی و ساخت محصولات الکترونیکی است. بخصوص برای افرادی که در زمینۀ خدمات مونتاژ برد الکترونیکی فعالیت دارند. مطالعۀ این استاندارد باتوجه به عبارات و اصطلاحات دشوار آن، برای بسیاری از افراد کاری دشوار است. درنظر داشته باشید که در این استاندارد، شرایط پذیرش یک مونتاژ شدۀ الکترونیکی بررسی می شود. روش های رسیدن به این شرایط پذیرش، در این استاندارد بررسی نمی شود. به عنوان مثال گفته می شود که پس از لحیم کاری یک قطعه با پکیج Chip Component، انحراف Side overhang (مربوط به انحراف قطعات SMD از زوایای کناری پایه های آنها) برای کلاس های کاری مختلف محصولات الکترونیکی چقدر باشد. و گفته نمی شود که شما این لحیم کاری را با استفاده از هویه یا هیتر انجام دهید. یا گفته نمی شود که جایگزاری این قطعه را با استفاده از پنس و یا با استفاده از دستگاه Pick and Place انجام دهید.

در آموزش لحیم کاری و مونتاژ یوبرد، علاوه بر بررسی کامل شرایط پذیرش در استاندارد IPC-A-610، روش های رسیدن به این شرایط پذیرش نیز بررسی می کنیم. به عنوان مثال در مثال فوق، هم Side Overhang را در استاندارد IPC-A-610 و هم روش های لحیم کاری مختلف را برای قطعات مختلف بررسی می کنیم. همچنین در این آموزش مونتاژ و لحیم کاری، آموزش از پایه انجام می شود. به این معنی که از بررسی انواع قطعات و ابزارها و مونتاژ قطعات THD ساده آغاز می شود (با این آموزش های می توان مونتاژ قطعات الکترونیکی در منزل انجام داد.) و تا آموزش لحیم کاری حرفه ای انواع قطعات از جمله مونتاژ قطعات SMD مطابق استاندارد و لحیم کاری با استفاده از دستگاه های مختلف ادامه پیدا می کند.

دانلود آموزش کامل لحیم کاری یوبرد (پک 6 جلسه ای)