روش لحیم کاری قطعات SMD+فیلم آموزش ساخت دستگاه مکنده دود مخصوص لحیم کاری

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز:

روش لحیم کاری قطعات SMD

 آشنایی با قطعات SMD:
SMD مخفف Surface Mount Device که به قطعات نصب سطحی معروف هستند. این قطعات از تکنولوژی SMT که مخفف Surface Mount Technology می‌باشد بهره می‌گیرند. این تکنولوژی به تکنولوژی نصب سطحی معروف است. کلیه قطعاتی که با این تکنولوژی ساخته می‌شوند به صورت سطحی روی بورد مدار چاپی نصب و لحیم کاری می‌شوند. این قطعات ابعاد کوچکتری دارند و این یک مزیت محسوب می‌شود و در اکثر دستگاه‌های پرتابل امروزی و دستگاه‌هایی که به نوعی محدودیت فضا وجود دارد استفاده می‌شوند.
در شکل زیر تمامی قطعات SMD را مشاهده می‌کنید.

انواع قطعات SMD

مقاومت‌های SMD:

مقاومت‌های SMD در چندین اندازه وجود دارند. اندازه بصورت یک کد ۴ رقمی توصیف می‌شود. ۲ رقم اول طول و ۲ رقم آخر عرض را نشان می‌دهند.
برای مثال، سه اندازه که بیشتر استفاده می‌شوند بصورت زیر هستند:
mm ۰.۸*۱.۶ یا mil ۳۰*۶۰، ۰۶۰۳ یعنی
mm ۱.۲۵*۲.۰ یا mil ۵۰*۸۰، ۰۸۰۵ یعنی
mm ۱.۶*۳.۲ یا mil ۶۰*۱۲۰، ۱۲۰۶ یعنی
نکته: دو رقم اول و دو رقم آخر را در ۱۰ میل ضرب می‌کنیم.

خازن‌های SMD:

خازن‌های SMD در مقادیر ۱ پیکو فاراد تا ۱ میکرو فاراد موجود هستند. اندازه این خازن‌ها
شبیه مقاومت‌های ۰۶۰۳ تا ۱۲۰۶ می‌باشد. اکثراً این خازن‌ها از نوع سرامیکی هستند.

خازن‌های تانتالیوم SMD:

این خازن‌ها در رنج ۱ میکرو فاراد و بزرگتر موجود می‌باشند.
اندازه این خازن‌ها با حروف A تا E مشخص می‌شود
این نوع خازن‌ها پلاریته مثبت و منفی دارند و پلاریته مثبت با نوار رنگی روی قطعه مشخص شده است.

ترانزیستور‌های SMD:

انواع مختلفی برای ترانزیستور‌های SMD وجود دارد، ولی معمول‌ترین اندازه برای ترانزیستور‌های سیگنال کوچک SOT-۲۳ و SOT-۲۲۳ می‌باشد.
آی سی‌های SMD:
معمول‌ترین اندازه برای این نوع آی سی‌ها SO-۸ و SO-۱۴ می‌باشد (SOIC-۸ و SOIC-۱۴
هم گفته می‌شود).

FPGA‌های SMD:

امروزه ۳ نوع بسته بندی معمول برای FPGA داریم:

TQFP (Thin Quad Flat Pack) , ۱۰۰ or ۱۴۴ pins

PQFP (Plastic Quad Flat Pack) , ۲۰۸ or ۲۴۰ pins

BGA (Ball-Grid Array) , ۲۵۶ to ۱۰۰۰+ pins

بورد SMD چیست؟

عبارت بورد SMD از سر کلمه‌های Surface Mounted Device گرفته شده که نوعی تکنولوژی ساخت برای قطعاتی است که به صورت سطحی نصب می‌شوند در این روش در بورد اصلی هیچگونه سوراخی برای نصب قطعات وجود ندارد؛ و پایه‌های قطعات هم به گونه‌ای ساخته نشده اند که از درون سوراخ‌های بورد عبور کنند. این آیسی‌ها برد SMD دارای پایه‌های کوتاه و به هم نزدیک و همچنین ارتفاع بسیار کمی هستند.
از این قطعات بورد SMD در موبایل و وسایلی که تمایل به کوچک‌تر کردن آن‌ها داریم استفاده می‌شود.
بسیاری از آی سی‌های بورد SMD متداول از جمله تقویت کننده‌های عملیاتی، مقایسه کننده ها، تقویت کننده‌های صوتی، تایمر ها، آی سی‌های مرجع ولتاژ و بسیاری از آی سی‌های بورد SMD دیگر همگی به صورت قطعه‌های نصب سطحی ارائه شده اند.
بسیاری از قطعه‌های بورد SMD دیگر نیز به صورت قطعه‌های نصب سطحی ارائه می‌شوند که برای کار در مدار‌های خاص می‌باشند.

آموزش لحیم کاری قطعات SMD:

برای لحیم کاری قطعات SMD از خمیر قلع و هویه هوای داغ استفاده می‌شود.

(SOLDER PASTE) خمیر قلع

خمیری خاکستری و چسبناک و حاوی ماده FLUX است که برای لحیم کاری بهتر استفاده می‌شود. این ماده در هنگام لحیم کاری قطعات SMD به طرز شگفت انگیزی کار را راحت می‌کند. برای استفاده از این خمیر نیاز به دستگاه HOT AIR خواهیم داشت تا این خمیر را ذوب کند. به دلیل چسبندگی زیاد این ماده توصیه می‌شود از ابزار‌هایی مانند سرنگ و دستگاه‌های مورد استفاده دندانپزشکان برای تزریق خمیر استفاده شود.
این خمیر در بسته بندی‌های مختلف عرضه می‌شود:

۱)  ارائه شده در ظرف

۲)  ارائه شده در پکیج سرنگی

:(HOT AIR BLOWER) هویه هوای داغ

این نوع هویه‌ها انواع متنوعی دارند که می‌توانند فقط شامل دستگاه دمنده هوای داغ باشند و یا در کنارشان یک هویه قلمی هم داشته باشند که به این نوع Air Hot Soldering Station گفته می‌شود. طرز کار دستگاه به این صورت است که داخل دستگاه یک واحد تولید هوا بافشار هست تا به جای انتقال گرما به جامد اینکار با هوا انجام شود تا به عنوان مثال آی سی با ۱۰۰ پایه را با این روش خیلی راحت می‌توان لحیم و یا تعویض کرد. این دستگاه دارای کترل دما و کنترل فشار هوا می‌باشد. همانطور که در تصویر پایین مشاهده می‌شود این هویه‌ها دارای نازل‌های هوای با سایز‌های مختلف جهت استفاده برای لحیم کاری قطعات با ابعاد مختلف می‌باشد.

برای لحیم کاری با این نوع هویه مطابق دستور العمل زیر عمل نمایید:
ابتدا مکانی را که می‌خواهید لحیم کنید با تینر و مسواک خوب تمیز کنید. بعد سر هر پد قطعه مورد نظر روی فیبر را به اندازه خود پد، خمیر قلع بزنید. بعد قطعه مورد نظر را به آرامی بر روی پد‌هایی که خمیر قلع زده اید قرار دهید (اینکار را به وسیله پنس انجام دهید تا قطعه دقیقاً در محل خود قرار بگیرد) سپس کمی فشار به قطعه وارد کنید تا در توسط خمیر قلع به فیبر بچسبد. حالا بسته به اندازه قطعه یک سری مناسب انتخاب و سر هیتر نصب کنید و نازل هیتر را دور تا دور پایه‌های قطعه بچرخانید (در صورت امکان قطعه را توسط پنس نگه دارید تا برخورد فشار باد هویه جابجا نشود) تا تمام پایه‌های قطعه SMD مورد نظر به طور یکسان حرارت داده شود و از داغ شدن قطعه جلوگیری شود.
خمیر قلع بعد از حرارت دیدن ذوب می‌شود و تغییر حالت می‌دهد و مانند قلع پایه‌های قطعه را به فیبر لحیم می‌کند. حالا کمی صبر کنید تا دمای قطعه کم شود سپس با تینر و فرچه (مسواک) محل لحیم کاری شده را تمیز کنید.
ولی قیمت این هویه بالا بوده و همه به این ابزار دسترسی ندارند برای همین در این مقاله روش لحیم کاری با هویه به صورت مصور شرح داده شده است.

آموزش لحیم کاری قطعات SMD با هویه معمولی:

برای این کار نیاز است تا از یک هویه ۴۰ وات با نوک مخصوص SMD استفاده کنید. فرض کنید می‌خواهیم یک ترانزیستور SMD را با هویه مخصوص SMD لحیم کنیم.
گام اول: یکی از PAD‌ها را قلع اندود می‌کنیم.
گام دوم: قطعه SMD را با پنس در مکان خود قرار می‌دهیم. بعد از اینکه از قرار کردن قطعه در
جای خود مطمئن شدید، با هویه پایه‌ای از قطعه را که قبلا قلع اندود شده بود را لحیم می‌کنیم.
گام سوم: با پنس بر روی قطعه فشار وارد کرده و با هویه آن پایه را دوباره گرم کنید. با این کار می‌خواهیم از اتصال درست پایه مطمئن شویم.
گام چهارم: قطعه با لحیم شدن یکی از پایه‌ها در مکان خود کاملا ثابت بوده و به راحتی می‌توان بقیه پایه‌ها را لحیم کرد.
گام پنجم: با استفاده از تینر ۱۰۰۰۰ فوری و یک فرچه تمیز کننده برد، محل لحیم کاری را از روغن
لحیم و براده‌ها تمیز کنید.

گام اول

گام دوم

گام سوم

گام چهارم

نگاهی به مونتاژ بورد‌های SMD به روش صنعتی:

معمولا بورد SMD به کمک خمیر قلع به همراه آون (کوره) مونتاژ بورد‌ها انجام می‌شود. یعنی بورد SMD به کمک یک شابلن استنلس استیل محل‌هایی که باید لحیم شوند، به خمیر قلع آغشته می‌شوند سپس دستگاهی به صورت اتوماتیک قطعات بورد SMD را از ریل آن‌ها بلند کرده و در جای مخصوص به خودشان قرار می‌دهد.
خمیر قلع در این مرحله برد SMD مانند یک چسب قطعات بورد SMD را در جای خود نگه می‌دارد و از تکان خوردنشان جلوگیری می‌کند.
در مرحله بعدی بورد SMD روی ریل به کوره منتقل می‌شوند و حرارت خمیر قلع را ذوب کرده و لحیم کاری به صورت کامل و یکجا انجام می‌شود.
دستگاهی که قطعات بورد SMD را روی بورد قرار می‌دهد smd (smt) Pic Place است که روباتی بسیار پیشرفته و گران قیمت است. این دستگاه‌ها معمولا از پردازش تصویر برای جایدهی صحیح قطعات برد (SMD از نظر زاویه) استفاده می‌کنند.

آموزش ساخت دستگاه مکنده دود مخصوص لحیم کاری:
همانطور که میدانید دود حاصل از عملیات لحیم کاری برای ریه بسیار مضر و خطرناک است و در دراز مدت میتواند باعث بروز بیماری‌های ناعلاج شود؛ پس حتما در هنگام لحیم کاری از ماسک استفاده کنید و یا اینکه یک دستگاه مکنده دود بسازید یا بخرید.