آشنایی با مراحل تولید برد الکترونیکی

برد الکترونیکی یک قطعه الکتریکی است که در اغلب وسایل الکتریکی به عنوان پایه قرار گرفتن المان های الکتریکی و سیم کشی ها استفاده می شود. بر روی برد الکترونیکی قطعات الکتریکی به وسیله سیم ها به هم متصل می شوند در این مقاله با مراحل تولید برد الکترونیکی آشنا خواهید شد.

برد الکترونیکی در تمامی وسایل الکتریکی و در انواع مختلفی وجود دارد. به طور مثال در تجهیزات پزشکی از سالیان قبل از بردهای الکتریکی استفاده می شود. برد الکترونیکی در ماشین آلات صنعتی هم کاربرد دارد و گاهی اوقات از بردهای الکترونیکی برای نورپردازی های LED هم استفاده می شود.بردهای الکترونیکی از نظر نوع قطعات به دو دسته برد SMD و برد DIP تقسیم بندی می شوند.

انواع برد الکترونیکی

برخی از بردهای الکترونیکی ساده بوده و برخی دیگر از چندین لایه تشکیل شده اند؛ مانند کارت گرافیک کامپیوتر یا مادربرد ها. بردهای الکترونیکی در انواع مختلفی وجود دارند. یکی از تقسیم بندی های بردهای الکترونیکی برد الکترونیکی تک لایه، برد الکترونیکی دولایه و برد چند لایه است.

برد الکتریکی تک لایه

برد الکترونیکی تک لایه که به آن برد یک طرفه هم می گویند از یک لایه مواد پایه یا بستر ساخته شده است. در واقع یک طرف مواد پایه با یک لایه نازک فلزی پوشیده می شود. مس رایج ترین نوع پوشش بردهای الکترونیکی است و دلیل آن رسانای الکتریکی خوب فلز مس است.

برای تولید برد الکترونیکی پس از قرار دادن روکش مسی یک ماسک یا محافظ قلع بر روی آن قرار می گیرد و مشخصات قطعات الکترونیکی روی برد مشخص می شود.

 برد الکترونیکی دو لایه

برد الکترونیکی دو لایه یا دو طرفه یک ماده پایه و یک لایه نازک از فلز رسانایی مانند مس دارد که در دو طرف برد تعبیه شده است. سوراخ های تعبیه شده در زیر برد این قابلیت را می‌دهد که مدارها به طرف دیگر آن هم متصل شوند.

بردهای الکترونیکی چند لایه

بردهای الکترونیکی چند لایه از مجموعه‌ای از سه یا چند لایه PCB تشکیل می شود. این بردها با یک چسب مخصوص به هم محکم شده و در بین قطعات آن عایق قرار می ‌دهند تا از ذوب شدن قطعات بر اثر حرارت جلوگیری شود. بردهای چند لایه در اندازه های مختلفی تولید می‌شوند. به طور مثال بردهای چهار لایه، بردهای پنج لایه، بردهای ۱۲ لایه و … بزرگترین برد الکترونیکی ساخته شده ۵۰ لایه ضخامت دارد.

مراحل تولید برد الکترونیکی

تولید برد الکترونیکی مراحل متفاوتی دارد که باید به ترتیب آن ها را انجام دهید. فرایند تولید برد الکترونیکی شامل موارد زیر است:

1. شابلون زدن خمیر قلع
2. گذاشتن قطعه ها و مونتاژ قطعات SMD
3. ذوب کردن خمیر قلع
4. مونتاژ دستی و مونتاژ ماشینی قطعات DIP
5. کنترل کیفی
6. تمیز کردن بردها
7. بسته بندی

برای مونتاژ قطعات SMD باید از خمیر قلع استفاده شود. خمیر قلع خمیری خاکستری رنگ و چسبناک است که شامل ماده‌ای به نام فلاکس می شود. قبل از این که قطعه گذاری انجام شود، باید روی تمام این بردها خمیر قرار گیرد که این کار را به طور معمول با استفاده از یک شابلون انجام می دهند.

در واقع این عمل شابلون زدن خمیر قلع با چاپ سیلک بر روی پارچه شباهت بسیار زیادی دارد. برای شابلون زدن خمیر قلع یک شابلون فلزی را که محل پایه های قطعات مونتاژ شده بر روی آن قرار گرفته است را برش زده و بر روی برد گذاشته و خمیر قلع را از منافذ آن رد می کنند.

خمیر قلع ماده گران قیمتی است. باید این شابلون فلزی بر روی برد به طور کامل فیکس شود تا هم در خمیر قلع صرفه جویی شود و هم نقاط در جای مناسب قرار بگیرند.

مرحله قطعه گذاری در تولید برد

پس از قرار دادن خمیر قلع بر روی برد می‌ توانید قطعات را بر روی آن بچینید که این کار هم به صورت دستی و هم به صورت اتوماتیک و توسط دستگاه انجام می شود. البته که مونتاژ دستی آن بسیار رایج تر است؛ اما وقتی که حجم تولید بالاست از دستگاه مونتاژ استفاده می کنند. در زمینه مونتاژ قطعات کیفیت کار دستی با کار اتوماتیک تفاوتی ندارد.

مرحله ذوب خمیر قلع

بعد از این که خمیر قلع را بر روی برد الکترونیکی قرار دادیم و خنک شد، عملیات لحیم کاری را انجام می ‌دهند که برای ذوب کردن این خمیر از دستگاه کوره مادون قرمز استفاده می شود. این دستگاه باعث می ‌شود که انبساط و انقباض برد کنترل شده و ترکی در لحیم کاری به وجود نیاید. گرم شدن و خنک شدن دما در این دستگاه به آرامی صورت می گیرد تا به سطح برد آسیب حرارتی وارد نشود.

در مرحله چهارم یعنی لحیم کاری قطعات DIP، بردهایی را که دارای این قطعات هستند را به صورت دستی لحیم می کنند؛ اما بهتر است که از برد الکترونیکی SMD استفاده شود. مونتاژ برد DIP بسیار پرهزینه و زمان ‌بر است.

کنترل کیفیت در تولید برد الکترونیکی

مرحله پنجم کنترل کیفیت برد الکترونیکی تولید شده است. با استفاده از دستگاه ‌های خاص کیفیت لحیم کاری بررسی شده و اتصالات نابه جا و مونتاژ اشتباه قطعات تشخیص داده می شود. در تولید با حجم کم دیگر نیازی به این دستگاه نیست و می توان بردها را به صورت چشمی و تک تک بررسی نمود.

شستشوی بردها

مرحله ششم شستشوی برد الکترونیکی است؛ زیرا پس از لحیم کاری مقداری ماده flux روی برد باقی می ‌ماند که به دلیل خاصیت چسبندگی ظاهر ناخوشایندی روی برد ایجاد می‌کند. این ماده به دلیل اسیدی بودن پس از مدتی استحکام لحیم پایه ها را کاهش می دهد. برای جلوگیری از این اتفاق باید بردها را در مراحل تولید شست. این شستن توسط آب گرم و بدون یون انجام می ‌شود. در واقع آب بدون یون آبی است که هیچگونه خاصیت رسانایی ندارد و بر روی برد الکترونیکی تاثیر مخرب نمی‌گذارد.

رعایت نکات ایمنی در تولید برد الکترونیکی

رعایت نکات ایمنی از مهم ترین موارد در تولید برد الکترونیکی است. پلاستیک های معمولی می توانند الکتریسیته ساکن ایجاد کنند که باعث آسیب به قطعات الکترونیکی می شود. پس در صنایع بسته بندی بردهای الکترونیکی از نوعی پلاستیک آنتی استاتیک استفاده می کنند. این نوع پلاستیک از ایجاد الکتریسیته ساکن و آسیب به قطعات الکترونیکی جلوگیری می کند.