بردهای الکترونیکی شامل قطعات مختلفی هستند که هر کدام به روش خاصی بر روی برد لحیم می‌شوند. افرادی که با این بردها سروکار دارند، باید قطعات را به خوبی بشناسند و از نحوه مونتاژ و لحیم کاری آنها اطلاع داشته باشند. قطعات از نظر مونتاژ به دو دسته DIP و SMD تقسیم می‌شوند. در یکی از مطالب قبلی، به بررسی لحیم کاری قطعات SMD پرداختیم و با آنها آشنا شدیم. در این مطلب قصد داریم به نحوه مونتاژ قطعات DIP بر روی برد الکترونیکی بپردازیم و با آنها بیشتر آشنا شویم.
قطعات DIP به چه قطعاتی گفته می‌شود؟
DIP مخفف کلمات dual in-line pin است. این قطعات برای قرارگیری بر روی برد، نیاز به سوراخ شدن برد دارند. برای همین اولین چیزی که در مونتاژ قطعات DIP نیاز است، سوراخ کردن برد الکترونیکی برای قرارگیری پایه‌های آن است. این قطعات بر روی سوراخ‌ها قرار می‌گیرند و از پایین به برد وصل می‌شوند. البته برخی از بردها وجود دارند که به جای سوراخ کردن، از طریق سوکت قطعات را بر روی خود سوار می‌کنند. از قطعات DIP بیشتر برای ریز پردازنده‌ها و دستگاه‌های پیچیده استفاده می‌شود. استفاده از این نوع قطعات بسیار آسان بوده و میتوان از آنها جهت تست‌های الکترونیکی و آزمایش استفاده شود. برای انجام این کار کافیست مدار خود را روی Bread Board (برد بورد) ببندید.
خصوصیات قطعه DIP
قطعه DIP یک قطعه الکترونیکی بوده که از دو ردیف پین موازی برخوردار است. این تراشه از جنس نقره یا آلیاژهای دیگری بوده که با یک پوشش پلاستیک سخت پوشیده می‌شود. البته به جز پلاستیک از روکش‌های سرامیکی برای این قطعات نیز استفاده می‌شود که بیشتر برای کاربردهای نظامی استفاده می‌شوند. همانطور که گفتیم قطعه دیپ می‌تواند روی سوراخ‌های برد لحیم شود و یا بر روی سوکت نصب شود. نصب این قطعات بسیار راحت بوده و خیلی سریع میتوان آنها را بر روی برد مونتاژ کرد. هنگام خرید قطعه دیپ حتما با اعدادی بر روی آن مواجه خواهید شد. اعداد دیپ در جلوی کلمه DIP نوشته می‌شوند که به معنای تعداد کل پین‌های قطعه دیپ می‌باشد. برای مثال اگر بر روی قطعه DIP با عبارت DIP14 مواجه شدید، یعنی این قطعه از دو ردیف که هر کدام شامل 7 پین است، برخوردار می‌باشد. پس هنگام خرید قطعه DIP به اعداد و سایر مشخصات آن توجه کافی داشته باشید.
تست قطعات دیپ
برای اینکه بتوانیم از یک قطعه در مدار و بردهای الکترونیکی استفاده کنیم، باید از صحت و سلامت آنها مطلع باشیم. در صورتی که قطعه آسیب دیده باشد، نه تنها در مدار نقشی نخواهد داشت، بلکه باعث دمونتاژ و لحیم کاری مجدد خواهد شد. برای همین پیش از شروع کار، حتما تست قطعات دیپ را انجام دهید و از سالم بودن آنها مطلع شوید. برای تست قطعات الکترونیکی معمولا از مولتی متر دیجیتالی استفاده می‌شود. هر یک از قطعات دیپ نظیر مقاومت، خازن، دیود و … باید با این وسیله مورد آزمایش قرار بگیرند تا بتوان به سلامت یا عدم سلامت آنها پی برد.
لحیم کاری قطعات دیپ بر روی برد به چه صورت است؟
برای لحیم و مونتاژ قطعه DIP بر روی برد، باید آن را از یک طرف وارد کرده و از سمت دیگر لحیم کرد. لحیم کاری قطعات دیپ شامل مراحل مختلفی هستند که در ادامه به ترتیب به بررسی آنها می‌پردازیم.
مرحله اول لحیم کاری؛ چیدن قطعات DIP روی برد
اولین مرحله از لحیم کاری قطعات دیپ به قطعه چینی اختصاص دارد. در این مرحله تکنسین باید قطعات را طبق طراحی برد، در جایگاه مربوطه قرار دهد. این کار باید با دقت انجام شود و هر قطعه‌ای در جای درست خود قرار بگیرد. زمانی که کار قطعه چینی قطعات دیپ به پایان رسید، بهتر است یک دور برد بررسی شود تا جایگذاری قطعات مشکلی نداشته باشد. در این زمان اگر نیاز به تغییر جایگاه قطعات باشد، میتوان به راحتی آنها را تغییر داد. اگر در مرحله قطعه چینی نیاز به خم کردن پایه قطعات باشد، میتوان از دستگاه پایه خم کن برای این کار استفاده کرد.
مرحله سوم لحیم کاری؛ استفاده از وان قلع
معمولا برای قطعات دیپ که تعداد پایه‌های زیادی دارند، از وان قلع برای مونتاژ استفاده می‌شود. همانطور که می‌دانید وان قلع وسیله‌ای است که قلع درون آن ذوب شده و با عبور برد از آن، مونتاژ قطعات بر روی برد صورت می‌گیرد. با استفاده از وان قلع میتوان پایه‌های قطعات DIP را به راحتی بر روی برد لحیم کرد و بر سرعت کار افزود. بهتر است پیش از قرار دادن برد در وان قلع، از مایع فلاکس برای تمیز شدن مونتاژ قطعات دیپ استفاده کنید.
مرحله سوم لحیم کاری؛ حذف پایه‌های قطعات
پس از آنکه قطعات دیپ بر روی برد لحیم شدند، باید بخش پایه‌های اضافی آن را قطع کرد. معمولا برای این مرحله از دستگاه مخصوص کف بر استفاده می‌شود تا تمام پایه‌های اضافی قطعات، به راحتی قطع شوند.
مرحله آخر لحیم کاری؛ تست نهایی و کنترل کیفی
پس از کف چینی پایه قطعات DIP، کار لحیم کاری به پایان رسیده و تنها باید به بررسی برد و تست نهایی آن پرداخت. در این مرحله برد به واحد کنترل کیفی ارسال می‌شود تا مونتاژ قطعات دیپ بر روی برد مورد بررسی قرار بگیرد. در صورتی که لحیم برخی از قطعات به خوبی شکل نگرفته باشد، در این مرحله میتوان آنها را مجددا مونتاژ کرد. نحوه کنترل کیفی بردها معمولا به دو صورت انجام می‌شود که افراد میتوانند بسته به شرایط یکی از آنها را انتخاب نمایند. تست چشمی (AOI) و تست عملکرد دو روش معمول برای بررسی کنترل بردها می‌باشد.
بهترین روش مونتاژ قطعات دیپ با استفاده از هویه
در بخش قبلی با مونتاژ قطعات DIP از طریق وان قلع آشنا شدیم. در این بخش قرار است به مونتاژ این قطعات با دستگاه هویه بپردازیم. برای مونتاژ قطعات ابتدا بهتر است آنها را به ترتیب حساسیت در محل مخصوص خود قرار دهید. ترتیب حساسیت قطعات دیپ به این صورت است: مقاومت، خازن، دیود، ترانزیستور و آی‌سی. پس از آنکه تمام قطعات DIP در جایگاه مخصوص خود قرار گرفتند، باید لحیم کاری را از طرف دیگر شروع کنید. در ابتدا سیم لحیم را از برد خارج کنید و هویه را برای چند ثانیه کوتاه در محل نگه دارید تا لحیم ذوب شود. توجه کنید هویه نباید به مدت زیادی نگه داشته شود، زیرا ممکن است به قطعات آسیب وارد شده و دچار سوختگی شوند. به طور معمول حدود 3 الی 4 ثانیه برای نگه داشتن هویه در محل اتصال، کافی خواهد بود. پس از آن هویه را بردارید و اتصال را چک کنید. لحیم باید کاملا یکسان و بدون ظاهر توپی شکل ایجاد شده باشد. در صورتی که لحیم بیش از حد تیره شده و یا ظاهری شبیه به اکسایش داشته باشد، یعنی لحیم کاری به خوبی صورت نگرفته است. پس از شکل‌گیری لحیم یکنواخت، کمی صبر کنید تا لحیم سرد شود و به خوبی در محل خود ثابت شود. بعد از آن می‌توانید برد را برگردانید و قطعات خود را بررسی کنید. در صورتی که تمام قطعات DIP به طور محکم در جای خود قرار گرفته باشند، لحیم کاری با موفقیت انجام شده و می‌توانید برد را مورد بررسی قرار دهید.
تفاوت قطعات DIP و SMD در چیست؟
قطعات دیپ و اس ام دی از چندین نظر با هم تفاوت دارند. از تفاوت‌های میان قطعات DIP و SMD میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- قطعات اس ام دی اندازه کوچکتری دارند. در نتیجه با استفاده از آنها برد سبکتر و کوچکتر شده و میتوان از آنها در فضاهای محدود به راحتی استفاده کرد.
- قطعات دیپ برای سوار شدن بر روی برد الکترونیکی، نیاز به سوراخ کردن برد دارند. در صورتی که قطعات SMD اینگونه نیستند و بدون نیاز به سوراخ کردن برد، بر روی آن مونتاژ می‌شوند.
- قطعات SMD ولتاژ منابع تغذیه را کاهش داده و در مصرف برق صرفه‌جویی زیادی می‌کنند.
- قطعه اس ام دی نسبت سیگنال به نویز را افزایش می‌دهد و کیفیت کار را بالاتر می‌برد.
- قطعات DIP بیشتر سیستم‌پذیر هستند و از مقاومت و طول عمر بیشتری نسبت به قطعات اس ام دی برخوردار می‌باشند.
- مقاومت بالای قطعات دیپ باعث می‌شود تا در ولتاژهای مختلف آسیب کمتری ببینند.
- کار با قطعات دیپ آسان بوده و افراد تازه کار میتوانند به راحتی از پس مونتاژ آن برآیند.
مزایای قطعات DIP و معایب SMD
- پایه‌های بلند قطعات DIP باعث می‌شود تا لامپ‌های هدایت شده از عملکرد بهتری در اتلاف حرارت برخوردار باشند. هر چقدر اتلاف حرارت کمتر باشد، طول عمر نمایشگرهای LED بیشتر می‌شود. از این رو میتوان گفت لامپ‌های LED قطعات DIP دوام بیشتری نسبت به LEDهای SMD در طولانی مدت دارند.
- در قطعات DIP هر پیکسل از سه لامپ ال ای دی مستقل با رنگ RGB ساخته می‌شود. هر یک از این لامپ‌ها دارای دو پایه بلند هستند که این پایه‌ها به برد مدار چاپی وارد می‌شوند. برای همین پس از لحیم کاری، افراد به ندرت با مشکل لحیم کاری سرد مواجه می‌شوند.
- اندازه لامپ ال ای دی DIP بزرگ است و به صفحه نمایش‌های آن اجازه روشنایی بیشتری داده می‌شود. نمایشگرهای LED DIP میتوانند به روشنایی طبیعی 7500 و یا روشنایی بالا و بیش از 10.000 nit برسند. حال برای صفحه نمایش LED SMD این روشنایی در حدود 6000 است.
- برق مصرفی صفحه‌های LED DIP نسبت به نوع مشابه SMD کمتر است. به طوری که گفته شده میزان برق مصرفی نمایشگرهای LED DIP یک سوم نمایشگرهای SMD است.
مزایای قطعات SMD و معایب DIP
- هر پیکسل در DIP از سه لامپ برخوردار است و لامپ‌های ال ای دی DIP بزرگ هستند. برای همین فضایی وجود ندارد که نمایشگر ال ای دی دیپ بتواند پیکسل‌های کوچکتر از 10 میلی متر داشته باشد. این در حالی است که چراغ‌های ال ای دی SMD کوچک هستند و میتوانند در کنار و نزدیکی هم قرار بگیرند. هر چقدر فاصله این چراغ‌ها کمتر باشد، وضوح بالاتری به دست می‌آید.
- هزینه ساخت دیپ‌ها بیشتر از SMDها است. دلیل آن هم این است که هر پیکسل دیپ شامل 3 لامپ است و قرار دادن یک پیکسل بر روی برد مدار چاپی، سه برابر کندتر از کار با یک SMD است. علاوه بر این، برخی از ماشین‌های پیشرفته وجود دارند که از طریق آنها روند نصب قطعه SMD خیلی سریع‌تر از دیپ صورت می‌گیرد. برای همین است که برخی از تولید کنندگان نمایشگرهای DIP LED را کمتر تولید می‌کنند.
- زاویه دید صفحه نمایش دیپ نسبت به نمایشگر SMD کوچکتر است. این قطعات از زاویه دید V60 و H120 برخوردار هستند. در صورتی که نمایشگر SMD از زاویه دید گسترده H160 و V160 برخوردار است. برای همین افرادی که نیاز به زاویه دید بالا دارند، صفحات SMD LED برایشان بهتر است.
- آخرین مزیت قطعات SMD نسبت به دیپ، قیمت مناسبتر نمایشگر SMD است. این البته در شرایطی است که مشخصات قطعات و ارتفاع پیکسل‌های آنها یکسان باشد.
با توجه به این موارد میتوان گفت که هر یک از قطعات SMD و DIP، مزایا و معایب خاص خود را دارند. در صورتی که پروژه نصب ثابت در فضای باز نیاز به روشنایی بالا و دوام بیشتر دارد، بهتر است به سراغ نمایشگرهای DIP بروید. در صورتی هم که به وضوح بالا و زاویه دید گسترده نیاز دارید، SMDها گزینه بهتری برایتان هستند. بنابراین با توجه به این شرایط می‌توانید قطعات مناسب را انتخاب کرده و از آنها استفاده نمایید.
جمع بندی
قطعات دیپ از جمله قطعات مهمی هستند که بیشتر افراد الکترونیک کار با آن سروکار دارند. خصوصیت قطعه DIP این است که از پایین به برد مونتاژ شده و برای قرارگیری بر روی برد، نیاز به سوراخ کردن برد دارد. از این رو برخی افراد ترجیح می‌دهند به جای استفاده از این قطعات، از قطعات دیگر یعنی قطعات SMD استفاده نمایند. لحیم کاری قطعات دیپ کار سختی نبوده و با استفاده از هویه یا وان قلع میتوان این کار را به راحتی انجام داد. در صورتی که تعداد قطعات زیاد باشد، لحیم تمام پایه‌های قطعات کار سختی بوده و معمولا در این شرایط از وان قلع استفاده می‌نمایند. قطعات DIP از طول عمر و مقاومت خوبی برخوردار هستند و در برابر ولتاژهای بالا آسیب کمتری می‌بینند.
