آموزش لحیم کاری روی برد

بردهای الکترونیکی از قطعات سخت افزاری هستند که در بیشتر لوازم الکترونیکی مشاهده می‌شوند. بردها دارای قطعات مختلفی هستند که این قطعات به اشکال مختلفی بر روی آن پیاده می‌شوند. بردهای چاپی در اندازه‌های مختلف و لایه‌های ساختاری متفاوتی مانند برد مدار چاپی یک لایه و برد مدار چاپی دو لایه موجود هستند. برای اتصال قطعات بر روی بردهای الکترونیکی از روش‌های زیادی می‌توان استفاده کرد. لحیم کاری یکی از روش‌های بسیار کاربردی و پرطرفدار است که بیشتر افراد از آن برای اتصال قطعات بر روی برد استفاده می‌کنند. در ادامه این مطلب به آموزش لحیم کاری روی برد پرداخته و نکات مهمی را راجع به آن بیان خواهیم کرد.

فرق قطعات از نظر تکنولوژی و لحیم کاریشان

قطعات از نظر تکنولوژی به دو دسته SMD و DIP تقسیم می‌شوند. این قطعات در نوع لحیم کاری بر روی برد با هم تفاوت‌هایی دارند. برای لحیم کاری قطعات DIP نیاز است تا حتما برد سوراخ شده و در پشت برد لحیم شوند. اما در مقابل قطعات SMD بر روی برد لحیم کاری می‌شوند. این قطعات بسیار کوچک هستند و فضای کمی بر روی برد را اشغال می‌کنند. یکی از مزیت‌های این قطعات این است که به دلیل توان مصرفی پایینی که دارند، در مصرف باتری (در صورت وجود در برد) صرفه جویی کرده و باعث افزایش طول عمر آن می‌شوند. پس از تفاوت‌های مهم بین قطعات SMD و DIP می‌توان به نوع لحیم کاریشان اشاره کرد. برای لحیم کاری قطعات SMD بر خلاف قطعات DIP، نیازی به سوراخ کردن سطح برد مدار چاپی یا همان PCB نخواهد بود.

لحیم کاری قطعه DIP بر روی برد

برای لحیم کاری قطعات DIP بر روی سطح برد مدار چاپی، باید سطحی از برد سوراخ باشد. بیشتر افراد برای راحتی کار و سرعت بیشتر، از بردهای سوراخ دار استفاده می‌کنند. برای لحیم کاری قطعه مورد نظر باید در ابتدا به پایه‌ها مقداری سیم قلع داده و با هویه به آن حرارت داد تا قلع آب شود. با ذوب شدن قلع، سوراخ مربوط به پایه باز خواهد شد. نکته‌ای که در اینجا باید به آن توجه داشته باشید این است که حرارت باید در سطحی باشد که به برد حرارت زیادی وارد نشود. به تعداد پایه‌های قطعه باید بر روی مدار سوراخ ایجاد کنیم. سپس قطعه را در جای خود قرار داده و لحیم کاری را از پشت برد شروع می‌کنیم. در ابتدا مقداری سیم قلع را در محل سوراخ شده وارد می‌کنیم. سپس هویه را به آن نزدیک کرده تا گرما به آنجا وارد شود. پس از خنک شدن لحیم و اطمینان از اتصال صورت گرفته، سطح کار را با یک برس کوچک مانند مسواک تمیز کرده تا عاری از هرگونه قلع اضافی و آلودگی شود.

لحیم کاری قطعه SMD بر روی برد

برای لحیم کاری قطعه SMD بر روی برد مدار چاپی می‌توان از 3 روش استفاده کرد. این روش‌ها عبارتند از استفاده از هویه به صورت تک طرفه، استفاده از هویه به صورت دو طرفه و یا استفاده از هیتر هویه. لحیم کاری با هر کدام از این روش‌ها اصول خاص خود را دارد. ممکن است برخی افراد در ابتدای لحیم کاری قطعات اس ام دی، به مشکلاتی برخورد کنند؛ اما پس از چند بار تمرین و تکرار و کسب تجربه‌های بیشتر، می‌توانید کار را با تسلط بیشتر انجام دهید. برای مونتاژ قطعه SMD بر روی مدار با استفاده از هیتر، باید هیتر را به صورت عمودی بالای قطعه نگه داشته و قطعه را در جای خود به صورت کاملا صاف قرار می‌دهیم. از آنجایی که این قطعات بسیار کوچک هستند، می‌توان با ابزاری چون پنس آنها را در جای خود فیکس نگه داشته تا تکان نخورند. برای اتصال پایدارتر می‌توان از مقداری سیم قلع استفاده کرده و با استفاده از هویه آن را به قطعه چسباند. در صورتی که نیاز به دمونتاژ کردن قطعه اس‌ام‌دی داشتید، می‌توانید با هویه و مقداری قلع قطعه را از جای خود بلند کرده و سپس سطح کار را با مواد پاک کننده تمیز کنید. در صورتی که بر روی سطح قلع‌های اضافی باقی مانده باشد، می‌توانید با کمک قلع کش آنها را از روی مدار بردارید. در صورتی که بخواهید برای اتصال قطعه SMD از هویه استفاده کنید، کافیست در ابتدا قطعه را در جهت صحیح بر روی برد قرار داده و آن را فیکس کنید. سپس به پایه‌های قطعه مقداری قلع داده و با هویه آنها را لحیم کنید.

استفاده از بردهای سوراخ‌دار برای لحیم کاری

همانطور که متوجه شدید برخی از قطعات برای لحیم شدن بر روی مدار، نیاز به سوراخ شدن محل اتصال دارند. بسیاری از افراد برای سهولت کار و سرعت بیشتر از بردهای سوراخ‌دار آماده استفاده می‌کنند. برای اتصال قطعات بر روی اینگونه بردها، باید از سیم استفاده شود. اما آیا استفاده از این روش مناسب است؟ اتصال قطعات بر روی این بردها دارای 4 عیب اساسی است. اولین مشکل این است که با قرارگیری سیم‌ها بر روی برد، ظاهر کار بسیار شلوغ زشت شده و کار را کمی پیچیده جلوه می‌دهد. دومین مشکل این است که در زمان جابجایی برد ممکن است این اتصالات قطع شده و نیاز به ترمیم مجدد پیدا کند. سومین مشکل برای اصلاح همین اتصالات قطع شده است؛ جهت اصلاحات و ترمیم در مداری پر از سیم، باید بین انبوهی از سیم‌ها اتصال قطع شده را پیدا کرده و ترمیم را انجام دهید. این کار بسیار زمانبر و گاها با کلافگی زیاد همراه خواهد بود. و آخرین مشکل مربوط به حالت قلع مردگی است که در این روش بسیار زیاد مشاهده می‌شود. قلع مردگی در اصطلاح به این معناست که ظاهرا اتصال برقرار است اما در حقیقت اتصال الکتریکی میان قطعات و برد وجود ندارد.

آشنایی با انواع بردهای الکترونیکی بر اساس تعداد لایه

برد الکترونیک یک قطعه سخت افزاری بوده که در تمام دستگاه‌های الکترونیکی وجود دارد. این قطعه به شکل تخت و صافی بوده که بر روی آن قطعات مختلفی سوار می‌شوند. نحوه اتصال قطعات بر روی برد الکترونیکی در هر دستگاهی متفاوت بوده و بستگی به نوع دستگاه دارد. تفاوت موجود در اتصال قطعات، باعث ایجاد مدارهای متفاوتی می‌شود. در الکترونیک به برد خام که عاری از هرگونه قطعه نصبی باشد، فیبر مدار چاپی یا PCB گفته می‌شود. این بردها بر اساس ویژگی‌ها و مشخصات خود، مدل‌های مختلفی دارند که به آنها اشاره می‌کنیم.

• برد الکترونیکی خام تک لایه

]

PCB تک لایه یا یک رو، ظاهری ساده دارد و قیمت پایین‌تری نسبت به سایر بردهای الکترونیکی دارد. اغلب این بردها، از یک لایه نازک مسی ساخته می‌شوند؛ اما از موادی چون فایبرگلاس و آلومینیوم نیز در ساخت آنها استفاده می‌شود. خصوصیتی که این دسته از بردهای الکترونیکی دارند این است که کلیه قطعات SMD در یک طرف آن سوار می‌شوند و طرف دیگر آن خالی از قطعات است. برد الکترونیکی خام تک لایه، در وسایل برقی و الکتریکی ساده کاربرد فراوان دارد.

• برد الکترونیکی دو لایه

برد الکتریکی دو لایه یا Double layer PCB، نوع دیگری از بردهای الکترونیکی است. در ساخت این بردها از لایه نازک مسی در دو طرف برد استفاده می‌شود. بردهای دو لایه بر خلاف یک لایه، قابلیت مونتاژ قطعات SMD در هر دو طرف برد را دارند. برای همین از آنها بیشتر در لوازم برقی مدرن و پیشرفته استفاده می‌شود. دو طرفه بودن این دسته از بردها باعث شده تا فضای بیشتری برای قرارگیری قطعات وجود داشته باشد.

• برد الکترونیکی چند لایه

همانطور که میتوان حدس زد بردهای چند لایه، شامل بیش از 2 لایه مسی هستند. اتصال لایه‌ها در این دسته از بردها، توسط سوراخ‌های موجود بر روی آنها انجام می‌شود. بردهای الکترونیکی چند لایه، پیچیدگی بیشتری دارند و از سایر بردها قیمت بالاتری دارند. برای همین از این بردها در لوازم الکترونیکی پیشرفته استفاده می‌شود.

بردهای الکترونیکی از نظر جنس فیبر

بردهای الکترونیکی علاوه بر تعداد لایه‌ها، از نظر جنس فیبر نیز به چند دسته تقسیم می‌شوند.

• برد الکترونیکی سخت

برد PCB سخت، استحکام و دوام زیادی دارد و غیر قابل انعطاف است. برای همین در لوازم دارای نوسان و ارتعاش بالا استفاده زیادی می‌شود. در ساخت PCB سخت از موادی چون آلومینیوم، فایبرگلاس و نیم فایبر استفاده می‌شود.

• برد الکترونیکی منعطف

این بردها از انعطاف خوبی برخوردارند و وزن کمی دارند. بیشترین مواد تشکیل دهنده برد PCB منعطف، فایبرگلاس، سیم مدور و یک لایه پلیمری می‌باشد. به دلیل انعطافی که این دسته از بردها دارند، از آنها در محصولات الکترونیکی مختلفی میتوان استفاده کرد.

• برد الکترونیکی منعطف سخت

این دسته از ‌ PCBها، شامل هر دو نوع بردهای سخت و نرم می‌شوند و یک قسمت آنها سخت و قسمت دیگر آنها منعطف است. از این بردها بیشتر برای صنایع نظامی و صنعت رباتیک استفاده می‌شود.

جمع بندی

همانطور که گفته شد برای لحیم کاری قطعات بر روی برد (soldering training) باید در ابتدا به نوع قطعه توجه داشت. از آنجایی که قطعات از نظر نوع اتصال و نوع تکنولوژی به دو دسته SMD و DIP تقسیم می‌شوند، برای لحیم کاریشان باید از روش‌های خاص خود استفاده کرد. قطعات SMD بر روی سطح برد مدار چاپی لحیم شده و برای لحیم کاریشان نیازی به سوراخ کردن PCB نیست. اما در مقابل قطعات DIP در پشت مدار لحیم می‌شوند و برای اتصالشان، سطح کار باید دارای سوراخ باشد.  برای لحیم کاری روی بردهای الکترونیکی به تجهیزات و ابزارهایی چون هویه مناسب، سیم قلع، روغن فلاکس یا لحیم و.. نیاز است.

سوالات متداول

1- آیا بردهای الکترونیکی خام تک لایه برای شروع یادگیری لحیم کاری قطعات مناسب هستند؟

بله این بردها به دلیل ساختار ساده ترشان نسبت به مدل‌های دو لایه و چند لایه برای مبتدیان مناسب هستند.

2- بردهای چند لایه برای چه مواردی کاربرد بیشتری دارند؟

از آنجایی که این بردها پیچیدگی بیشتر و قیمت بالاتری دارند، اغلب برای لوازم الکترونیکی پیشرفته استفاده می‌شوند.

3- آیا برای لحیم کاری قطعات SMD باید سطح برد را سوراخ کرد؟ 

در حال حاضر بیشتر بردهای PCB از نوع سوراخ دار هستند و نیازی به سوراخ کردنشان نمی باشد.

لینک مشابه: