لحیم کاری قطعات SMD

افرادی که در حوزه الکترونیک فعالیت دارند، حتما با قطعات SMD آشنایی دارند. SMD مخفف عبارت Surface Mount Device بوده و به معنای قطعات نصب شده بر روی سطح یا همان برد الکترونیکی است. روش صحیح لحیم کاری در این قطعات همچون هر قطعه‌ی دیگری در مدار،نیاز به رعایت یک سری نکات دارد تا لحیم کاری به صورت درست و اصولی انجام شود. معمولا برای لحیم کاری قطعات SMD از سه روش استفاده شده که در ادامه به آنها اشاره خواهیم داشت.

آشنایی با قطعات SMD

همانطور که گفتیم SMD مخفف Surface Mount Device بوده که در لغت به معنای قطعه نصب سطحی است و بر اساس فناوری نصب سطحی یا همان SMT ساخته می‌شوند. برای لحیم کاری این قطعات نیازی به سوراخ کردن PCB (سطح برد مدار چاپی) نیست. این قطعات نسبت به قطعاتی که مبتنی بر فناوری سوراخ کامل ساخته می‌شوند، مزایایی دارند. یکی از مزایا این است که قطعه SMD نسبت به قطعات THT (مبتنی بر فناوری سوراخ کامل) به فضای کمتری نیاز دارند. این قطعات مستقیم بر روی سطح PCB نصب شده و در مقابل قطعات THT درون سوراخ‌های سطح PCB قرار گرفته و لحیم کاری می‌شوند. این امر سبب شده تا قطعات SMD فضای کمتری اشغال کنند. در کنار این مزایا، این قطعات از ابعاد کوچکتری برخوردارند و باعث پیچیدگی برد مدار چاپی نمی‌شوند.

روش‌های لحیم کاری قطعات SMD

برای لحیم کاری این قطعات همچون هر قطعه‌ی دیگری نیاز به ابزارهای مناسب و تمرین زیاد است. زمانی که در انجام این کار تکرار و تمرکز کافی داشته باشید، می‌توانید خیلی زود در لحیم کاری قطعات SMD به تسلط کافی برسید. در برخی از کارخانه‌ها برای لحیم کاری این قطعات از دستگاه‌های مختلفی استفاده شده که این کار را به صورت خودکار انجام می‌دهند. اما ما در اینجا قصد داریم تا در رابطه با لحیم کاری که توسط افراد الکترونیکی انجام می‌شود، صحبت کنیم. برای انجام این کار، چند روش مختلف پیش پای افراد خواهد بود که 3 روش آن از رایج‌ترین روش‌های لحیم کاری قطعات اس ام دی هستند. این 3 روش عبارتند از لحیم کاری با هویه داغ، لحیم کاری با هویه هوای گرم یا همان هیتر و لحیم کاری صفحه داغ. در ادامه به شرح هر سه روش می‌پردازیم.

لحیم کاری دستی با هویه داغ

لحیم کاری توسط هویه داغ از سنتی‌ترین و معمولترین روش‌هایی است که برای لحیم کاری قطعات SMD استفاده می‌شود. برای این کار نیاز است تا از یک هویه با کیفیت برخوردار باشید تا بتوانید لحیم کاری را به بهترین شکل ممکن انجام دهید. ممکن است برخی از افراد در ابتدا با این روش کمی به مشکل برخورد کنند. اما پس از چند روز شروع به کار، کاملا در آن مسلط خواهید شد. بهترین هویه‌ای که برای لحیم کاری دستی با هویه داغ باید داشته باشید، یک هویه ظریف و معمولی است که بهتر است از قابلیت کنترل دما برخوردار باشد. کنترل دما این امکان را به فرد می‌دهد تا بتوانند دمای مورد نظر خود را برای لحیم کاری تنظیم کنند. علاوه بر هویه به مقداری روغن فلاکس نیز نیاز داشته تا عملیات لحیم کاری به درستی صورت گیرد. برای لحیم کاری قطعات SMD بسته 1206 تا 0603 با این روش مشکل زیادی نداشته و به راحتی می‌توانید این کار را انجام دهید. اما اگر نیاز به لحیم کاری قطعات کوچکتر داشتید، بهتر است علاوه بر هویه و فلاکس از یک میکروسکوپ یا ذره بین برخوردار باشید تا بتوانید به خوبی قطعات را زیر نظر بگیرید. برای لحیم کاری قطعات SMD با روش هویه داغ این مراحل را باید انجام دهید:

1. در ابتدا لازم است تا روی سطح مدار چاپی خود مقداری روغن فلاکس بریزید. این کار باعث شده تا لحیم در مکان خود حفظ شود.
2. سپس با یک انبر یا موچین قطعه SMD مورد نظر خود را بردارید و آن را در جایی از PCB که قصد قرارگیری در آن دارید بگذارید.
3. بعد از آن لازم است تا هویه داغ را به قطعه نزدیک کرده و لحیم کاری را انجام دهید.
4. برای لحیم کردن آی سی و اجزایی که دارای بیش از 2 یا 3 پایه هستند، بهتر است پایه‌ها به صورت مورب لحیم شوند.

لحیم کاری قطعات SMD با هویه هوای گرم (هیتر)

برای لحیم کاری هوای گرم نیاز به ابزاری به نام هیتر است که با نام‌های تجاری مختلفی در بازار موجود است. این دستگاه شامل بخش‌هایی چون مولد هوای گرم و لحیم کاری دستی است. هر کدام از هیترها از یک کنترل کننده دما و یک صفحه نمایشگر دیجیتال دما برخوردار هستند که دمای دستگاه را برحسب سانتی گراد نمایش می‌دهند. علاوه بر این بر روی دستگاه هوای گرم دکمه‌هایی وجود دارد که می‌توان میزان جریان هوا را با آنها تنظیم کرد. هیتر علاوه بر لحیم کاری با هوای گرم، از بخشی برای لحیم کاری دستی نیز برخوردار است. برای لحیم کاری توسط هوای گرم بهتر است لوازم دیگری چون سرنگ، سیم لحیم، الکل ایزوپروپیل، فلاکس، موچین و قلع کش نواری داشته باشید.

سرنگ برای پر کردن خمیر قلع و قرار دادن آن بر روی مدار استفاده می‌شود. این کار باعث سهولت در استفاده و قرارگیری درست خمیر لحیم خواهد شد. از سیم لحیم نیز برای زمانی استفاده می‌شود که قصد کار با هویه دستی هیتر داشته باشید. از سیم لحیم برای اتصال پایه‌های قطعات و محکم کردن اتصالات ضعیف استفاده می‌شود. الکل ایزوپروپیل به همراه مسواک نرم یا اسفنج پنبه‌ای جهت تمیز کردن سطح مدار چاپی PCB به کار می‌رود. از الکل قبل از لحیم کاری و بعد از آن استفاده شده تا فلاکس‌های باقیمانده بر روی مدار پاک شوند. فلاکس ماده‌ای شناخته شده است که معمولا برای لحیم کاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده برای دستیابی به یک جریان خوب و پوشش لحیم مذاب استفاده می‌شود. با قلع کش نواری نیز می‌توانید قلع‌ها و لحیم‌های اضافی موجود بر روی مدار را بردارید.

ابزارهای لازم برای لحیم کاری قطعات SMD با استفاده از هیتر

• سرنگ: سرنگ را باید از خمیر قلع به اندازه کافی پر کرد. خمیر قلع یکی از خمیرهای مهم و پرکاربرد در صنعت لحیم کاری است که از مخلوط ذرات لحیم کوچک و فلاکس تشکیل می‌شود. زمانی که نیاز به خمیر لحیم یا خمیر قلع باشد، باید پیستون سرنگ را به داخل فشار داده تا خمیر از بخش دهانه آن خارج شود. معمولا در زمان لحیم کاری قطعات SMD با هیتر، از خمیر قلع قبل از قرار دادن قطعه SMD استفاده می‌شود. این خمیر مستقیما بر روی پدهای PCB قرار داده می‌شود.
• سیم لحیم: یکی دیگر از مهمترین لوازم برای لحیم کاری قطعات SMD با هیتر و هویه، سیم لحیم کاست. از این سیم‌ها برای اتصال پایه‌های قطعات و یا جدا کردن آنها استفاده می‌شود. سیم لحیمی که برای لحیم کاری قطعات SMD انتخاب می‌شود، باید از قطر و اندازه مناسبی برخوردار باشد. از آنجایی که قطعات SMD اغلب کوچک هستند، نیاز است تا سیم لحیم مورد استفاده نازک و کم قطر باشد. بنابراین هنگام خرید سیم لحیم برای لحیم کاری قطعات SMD، به اندازه و قطر آن توجه داشته باشید.
• فلاکس: از ماده فلاکس برای رسیدن به جریان خوب و پوشش لحیم مذاب استفاده می‌شود. فلاکس را میتوان به صورت مایع و یا حالت دیگر خریداری کرد. فلاکس‌های غیر مایع معمولا به صورت ژلی هستند که میتوان از آنها با سرنگ استفاده کرد.
• الکل ایزوپروپیل: از الکل ایزوپروپیل برای تمیز کردن سطح PCB‌ها قبل از لحیم کاری استفاده می‌شود. بدین منظور مقداری از الکل به وسیله مسواک نرم، پارچه و یا اسفنج پنبه‌ای روی سطح PCB قرار گرفته تا سطوح به خوبی تمیز شوند. همچنین از الکل ایزوپروپیل پس از لحیم کاری برای برطرف کردن باقیمانده فلاکس نیز استفاده می‌شود.
• قلع کش: برای برطرف کردن قلع‌های اضافی از پایه قطعات، از قلع کش استفاده می‌شود. معمولا برای این قطعات، از قلع کش نواری استفاده می‌شود که در عرض‌های مختلفی موجود می‌باشند. بهتر است برای خرید قلع کش نواری به اندازه قطعات توجه داشته باشید و آن را در عرض مناسب خریداری نمایید.
• موچین: بهتر است در کنار لوازم اشاره شده، یک جفت موچین در اختیار داشته باشید. موچین برای کار با SMDها بسیار مناسب و کار راه‌انداز است. علاوه بر موچین، میتوان از پنس نیز برای نگه داشتن قطعات کوچک استفاده کرد. دقت داشته باشید که پنس باید ضد مغناطیس باشد تا مانع جذب قطعات نشود. هنگام کار با این وسیله دقت کافی داشته باشید تا نوک سوزنی و تیز پنس آسیبی به برد و یا قطعات وارد نکند.

چند نکته برای لحیم کاری قطعات SMD

• هنگام استفاده از خمیر قلع، از آن به اندازه کافی استفاده کنید. استفاده بیش از حد از خمیر قلع موجب شده تا سطح پایه‌ها مشخص نشوند.
• درجه دمای هویه را در حد مناسبی قرار دهید. دمای کم باعث ذوب نشدن خمیر قلع و دمای زیاد آن موجب سوختگی قطعات خواهد شد.
• در صورتی که از پنس برای گرفتن قطعات استفاده می‌کنید، مراقب داغ شدن آن باشید و ترجیحا از پنس‌های دسته غیر فلزی استفاده نمایید.

لحیم کاری صفحه داغ

لحیم کاری قطعات اس ام دی (soldering-smd) با استفاده از روش لحیم کاری صفحه داغ، شبیه به روش استفاده از هیتر یا همان دستگاه هویه گرم است. در اینجا تفاوتی که وجود دارد این است که از یک بستر گرم برای گرم کردن کل مدار PCB استفاده می‌شود. این کار باعث شده تا فرد بتواند همه اجزای مدار را همزمان لحیم کند. لحیم کاری صفحه داغ نسبت به دو روش دیگر از سرعت بالاتری برخوردار بوده و بسیار تمیزتر انجام می‌شود. برای صفحه داغ می‌توانید از یک دستگاه صفحه داغ تجاری موجود در بازار استفاده کنید و یا خودتان با استفاده از یک اتو ساده آن را در خانه بسازید. نکته‌ای که در رابطه با این روش لحیم کاری وجود دارد این است که تنها می‌توانید یک طرف مدار PCB را با آن لحیم کنید.