درسنامه آموزشی مونتاژ و دمونتاژ اس ام دی و مستندسازی کلاس یازدهم الکترونیک

واحد یادگیری 1: کار با ابزار و دستگاه‌های SMD

آیا تا به حال فکر کرده‌اید

- در بردهای تجهیزات الکترونیکی مانند تلفن همراه و لب تاپ از چه نوع قطعاتی استفاده شده است؟
- ابعاد قطعات SMD در چه حدودی است؟
- قطعات الکترونیکی SMD چه مزایایی نسبت به قطعات مجزا (discrete) دارند؟ 
- برای مونتاژ قطعات SMD از چه ابزارها و تجهیزاتی استفاده می‌شود؟
- در مدارهای الکترونیکی کوچک، ابعاد قطعات به کار رفته، چقدراست؟
- قطعات ریز و کوچک استفاده شده در بردهای الکترونیکی پیشرفته چه نام دارند؟
- با کوچک‌تر شدن ابعاد قطعات، چه ابزارهایی برای شناسایی و کار با آن‌ها نیاز است؟
- برای تولید انبوه بردهای الکترونیکی با قطعات SMD، از چه تجهیزاتی استفاده می‌شود؟

قابلیت نصب سطحی و کوچک بودن ابعاد، دو ویژگی مهم برای قطعات SMD هستند. کوچک بودن قطعه به معنی به حداقل رسیدن ابعاد کل مدار است. امروزه نیاز به کوچک کردن مدار در ساخت بسیاری از وسیله‌های الکترونیکی مانند تلفن همراه، تبلت، لب تاپ، ماشین حساب، و دوربین‌های ویدئویی وجود دارد و عامل مهمی در گسترش فناوری SMT در صنعت ساخت وسایل الکترونیکی به شمار می‌آید. هر چه ابعاد برد مدار چاپی کوچک‌تر و طول نوارهای مسی روی برد مدار چاپی کوتاه‌تر باشد، ظرفیت خازنی بین مسیرها کاهش می‌یابد. از طرفی نبود پایه‌های بلند به معنی حذف اندوکتانس القایی و ظرفیت خازنی مزاحم و پراکنده در مدارهای الکترونیکی، مخصوصاً در مدارهای فرکانس بالا است. این دو عامل موجب شده است که قطعات SMD برای استفاده در مدارهای فرکانس بالا مانند مدارهای تلفن همراه، صوتی و تصویری و ویدئو پروژکتور در اولویت قرار داشته باشند.

استاندارد عملکرد

انتخاب ابزار، مواد و تجهیزات مناسب بر اساس استانداردهای تعریف شده

مواد، ابزار و تجهیزات مورد نیاز

هویه هوای گرم، ابزار ایجاد خلأ (وکیوم vaccum)، پنس، اسپری پاک‌کننده برد، خمیر فلاکس ویژه قطعاتSMD، برد اوراقی، دستمال نخی، ماسک، قطعاتSMD، برد اوراقی SMD مدار چاپی.

معرفی ابزارهای مورد نیاز برای دمونتاژ و مونتاژ قطعات SMD

هویه هوای گرم مخصوص قطعات SMD

هویه هوای گرم (Heater) از ابزار و دستگاه‌های SMD است که برای لحیم‌کاری در هنگام نصب (مونتاژ) و پیاده‌سازی (دمونتاژ) قطعات نصب سطحی (SMD) به کار می‌رود. در شکل 1-1 یک دستگاه هویه هوای گرم نشان داده شده است.

در یک هویه هوای گرم (هیتر)، هوای گرم به وسیله دستگاه کمپرسور هوا (تولید فشار هوا)، به صورت فشرده تولید می‌شود. این هوا پس از برخورد با رشته (المنت) گرم‌کننده که روی دسته قرار دارد گرم می‌شود و باد گرم از نازل (خروجی) خارج می‌شود. با استفاده از کلید یا ولوم روی دستگاه مرکزی می‌توانیم دما یا میزان هوا را تنظیم کنیم.

چه نوع هویه گرم (هیتر) برای کار مناسب است؟

اولین سؤالی که برای شروع به کار و خرید ابزار و دستگاه در ذهن ایجاد می‌شود، انتخاب نوع هویه هوای گرم مناسب است. برای پاسخ به این پرسش سه نکته را باید در نظر بگیریم:

- توان دستگاه
- نوع هیتر
- کیفیت ساخت

هر هیتر مانند سایر لوازم الکتریکی دارای توان مشخص است. توان دستگاه انرژی مصرفی را تعیین می‌کند. میزان ایجاد فشار هوا (باد) و حرارت تولیدی وابسته به توان دستگاه است. نوع کیفیت دستگاه نیز با توجه به محصولات موجود در بازار و متناسب با قیمت، متغیر است. بهترین گزینه برای انتخاب یک دستگاه هویه هوای گرم، توجه به نیاز و استفاده از برگه راهنمای مشخصات فنی دستگاه است که از طرف سازندگان دستگاه‌ها در اختیار مشتریان قرار می‌گیرد. یکی دیگر ازروش‌های انتخاب هویه هوای گرم، پرسش و تحقیق از تعمیرکاران با صلاحیت بردهای SMD است. به‌طور کلی هیترها به دو دسته آنالوگ و دیجیتال تقسیم‌بندی می‌شوند. تفاوت این دو نوع، در نمایشگر درجه حرارت آن است. در نوع آنالوگ، درجه حرارت تنها از طریق دگمه (ولوم) که درجه‌بندی‌های آن قابل مشاهده است، تنظیم می‌شود. در نوع دیجیتال میزان دما بر روی یک نمایشگر به نمایش در می‌آید.

در نوع جدید دیجیتال، تنظیمات دمای خروجی به وسیله کلید یا از طریق چرخاندن ولوم صورت می‌گیرد. در برخی از مدل‌ها، پس از تنظیم با قرار گرفتن دسته هیتر در جایگاه مخصوص، دستگاه به‌طور خودکار درجه هوای فشرده، حالتی شبیه آماده به کار به خود می‌گیرد. با برداشتن دسته هیتر تنظیمات به حالت قبل بر می‌گردد.

برای آشنایی بیشتر با دستگاه هویه هوای گرم، قسمت‌های مختلف یک نمونه دستگاه در شکل 2-1 نشان داده شده است. این هویه دارای دو بخش هوای گرم و هویه قلمی است. کار هر یک از قسمت‌ها به شرح زیر است:

1- کلید روشن و خاموش شماره 1: روشن یا خاموش کردن قسمت هویه هوای گرم
2- کلید روشن و خاموش شماره 2: روشن یا خاموش کردن قسمت هویه قلمی مونتاژ SMD
3- ولوم هوا AIR: تنظیم میزان هوای خروجی از هویه هوای گرم
4- ولوم گرمکن شماره 1 (Heater): تنظیم میزان دمای هوای خروجی هیتر
5- نمایشگر هفت قطعه‌ای شماره 1 (7Segment): نمایش دمای تنظیم شده برای هویه هوای گرم
6- ولوم گرمکن شماره 2 (Heater): تعیین میزان دمای هویه قلمی
7- نمایشگر هفت قطعه‌ای شماره 2 (7Segment): نمایش دمای تنظیم شده برای هویه قلمی
8- سوکت شماره 5: اتصال هویه قلمی SMD به دستگاه هویه هوای گرم
9- خروجی جهت اتصال دسته هویه هوای گرم: اتصال شیلنگ مربوط به هویه هوای گرم
10- دسته مخصوص هویه هوای گرم: محل قرار گرفتن المنت و خروج هوای گرم
11- نازل: اتصال نازل مناسب با توجه به منطقه کار در مراحل مونتاژ و دمونتاژ
12- پایه نگهدارنده دسته هیتر

معمولاً تنظیمات قسمت هویه هوای گرم با روش‌های خاص، مثلاً کشیدن خط جداساز رنگی از تنظیمات هویه قلمی SMD مشخص می‌شود.

هویه‌های هوای گرم تنوع بسیار زیادی دارد در شکل 3-1، نمونه‌های دیگری از هیترهای آنالوگ و دیجیتال و یک نمونه سشوار صنعتی را مشاهده می‌کنید.

هویه SMD

این هویه با توجه به اینکه برای مونتاژ و دمونتاژ بردهای SMD به کار می‌رود نسبت به هویه‌های معمولی نیاز به تولید درجه حرارت بالاتری دارد. نوک این هویه‌ها نیز نسبت به نوع معمولی نازک‌تر و تیزتر است. در شکل 7-1 چگونگی در دست گرفتن هویه و در شکل 8-1 سه نمونه نوک هویه را مشاهده می‌کنید که برای کاربردهای خاص در SMD به کار می‌روند.

هویه‌های SMD انواع مختلف دارد. این هویه‌ها اکثراً با هیترهای هوای گرم ارائه می‌شود. نوع دیگری هویه SMD به‌صورت پنسی (Clip Forceps) نیز وجود دارد. این هویه‌ها برای برداشتن قطعات دو پایه و موارد خاص دیگر به کار می‌رود. شکل 9-1 نمونه‌ای از این نوع هویه‌ها را نشان می‌دهد.

مواد مورد نیاز برای لحیم‌کاری

روغن لحیم یا خمیر فلاکس (Flux)

خمیر فلاکس یک روغن مخصوص برای کار با هیترهای صنعتی است. این روغن مخصوص، فرایند مونتاژ و دمونتاژ قطعات SMD را سرعت می‌بخشد و آسان می‌کند. عملکرد این خمیر مشابه عملکرد روغن لحیم در لحیم‌کاری‌های معمولی است. شکل 10-1 خمیر فلاکس در دو بسته‌بندی پمپی و جعبه‌ای را نشان می‌دهد.

پنس (Clip Forceps)

برای برداشتن قطعات SMD از ابزاری به نام پنس استفاده می‌شود. مطابق شکل 11-1 برخی از پنس‌ها با توجه به ابعاد قطعات دارای ابعاد ظریف و نوک تیزتر هستند. با توجه به محل مونتاژ یا دمونتاژ، می‌توانیم از پنس سرکج یا سرصاف استفاده کنیم.

دستگاه وکیوم (Vaccum) (مکش یا ایجاد خلأ)

برای برداشتن آی‌سی‌ها یا قطعات دیگر که امکان برداشتن آن‌ها با پنس وجود ندارد، از وکیوم یا ابزار تولید خلأ استفاده می‌شود. این وسیله، هوای بین قطعه و سر لاستیکی ابزار را می‌مکد و خلأ تولید می‌کند. این خلأ باعث چسبیدن قطعه به دستگاه وکیوم می‌شود. دستگاه وکیوم را در اصطلاح عمومی وکیوم می‌نامند. در شکل 12-1 سه نمونه وکیوم را مشاهده می‌کنید.

سیم لاکی

اگر هنگام دمونتاژ، برد صدمه ببیند و قطعی در مسیر به وجود بیاید، باید مدار را دوباره سیم‌کشی و تعمیر کنیم. برای این منظور می‌توانیم سیم لاکی به کار ببریم. همان‌طور که قبلاً ذکر شد طبق شکل 13-1 جنس این سیم‌ها از مس بوده و دارای پوشش لاکی است. پوشش لاکی سیم مانع ایجاد هرگونه اتصالی با سایر قسمت‌های مدار چاپی می‌شود.

سیم لحیم

سیم لحیم برای ترمیم لحیم پایه قطعات، در مونتاژ و دمونتاژ به کار می‌رود. برای بردهای SMT از سیم لحیم‌های نازک‌تر استفاده می‌شود. زیرا حجم قلع مورد نیاز هر پایه بسیار کم است. در شکل 14-1 یک نمونه قرقره سیم لحیم نازک نشان داده شده است.

استاندارد قطعات SMD

تمامی قطعات دو پایه مانند خازن، مقاومت، دیود و دیاک از نظر ابعاد (طول، عرض و قطر) از استانداردهای خاص پیروی می‌کنند. در شکل 15-1 استانداردها نمایش داده شده است. در ادامه انواع استاندارد مقاومت‌های SMD را به عنوان نمونه بررسی خواهیم کرد.

استاندارد مقاومت‌های SMD

مقاومت‌های نصب سطحی در ابعاد استاندارد شده مختلف ساخته می‌شوند. هر استاندارد را با کد مخصوص چهار رقمی نشان می‌دهند. در این کد، دو رقم اول طول مقاومت بر حسب صدم اینچ یا میلی‌متر و دو رقم بعدی پهنای قطعه را مشخص می‌کند. شکل 16-1 و جدول 1-1 استانداردهای مربوط به مقاومت‌های SMD را با مشخص کردن مقدار توان مجاز و طول و عرض نشان می‌دهد. در جدول 1-1 ستون اول از سمت چپ کد استاندارد، ستون دوم مقدار حداکثر توان قابل تحمل مقاومت، ستون سوم و ستون چهارم، به ترتیب طول و عرض مقاومت را برحسب میلی‌متر نشان می‌دهند.

مقاومت SMD به‌صورت تراشه‌ای ساخته می‌شود که دو انتهای آن از داخل پایه مسطح متصل می‌شود. معمولا لایه خارجی مقاومت SMD را قلع اندود می‌کنند تا تراشه برای نصب آماده باشد. طبق جدول، حداکثر توان قابل تحمل مقاومت‌های استاندارد 1005 برابر با 0/125 وات است. مقاومت‌هایی با توان بالاتر با اندازه‌های بزرگتر نیز وجود دارد. مثلاً مقاومت‌های استاندارد 2512، حداکثر توان قابل تحمل، برابر با 1 وات دارند.

از قطعات دیگری که از نظر شکل و ابعاد شبیه مقاومت SMD است و در مدارهای SMD زیاد دیده می‌شود، قطعات اتصال کوتاه‌کننده مقاومت صفر اهمی است. مقاومت این قطعات صفر بوده و در عمل مقاومتی در مسیر جریان ایجاد نمی‌کند. این اتصال کوتاه‌کننده‌ها که نمونه آن در شکل 17-1 نشان داده شده است، برای ایجاد پل بین دو مسیر مسی در برد مدار چاپی مورد استفاده قرار می‌گیرند. روی قطعه اتصال کوتاه‌کننده‌های صفر اهمی ممکن است علامتی نباشد یا عدد 000 بر روی آن‌ها نوشته شده باشد. 

رنگ مقاومت‌های SMD: رنگ این مقاومت‌ها استاندارد شده و به رنگ‌های مشکی و آبی و سبز ساخته می‌شود. رنگ مشکی خطای 5 درصد و رنگ آبی و سبز خطای 1 درصد را مشخص می‌کند. در شکل 18-1 نمونه‌هایی از انواع مختلف مقاومت‌های SMD را مشاهده می‌کنید.

روش خواندن مقدار مقاومت‌های SMD

با توجه به فناوری ساخت و مقدار توان، مقاومت‌های SMD متنوع بوده و در ابعاد گوناگونی ساخته می‌شود. با توجه به ابعاد مقاومت SMD مقدارمقاومت آن را به دو روش «مستقیم» و «کدگذاری شده» درج می‌کنند.

مستقیم

در روش مستقیم مقدار اهمی مقاومت روی آن نوشته می‌شود.

کد گذاری

به علت کوچک شدن ابعاد قطعه مقدار آن را به کد تبدیل و کد را روی قطعه حک می‌کنند. کدگذاری با سه روش به شرح زیر صورت می‌گیرد:

الف) نوارهای رنگی:

مانند کد رنگی مقاومت‌های TH، هر رنگ بیان‌گر یک عدد است و روش آن مشابه مقاومت‌های معمولی است.

ب) کدگذاری عددی:

این روش نیز تا حدودی مشابه مقاومت‌های معمولی است. در این روش مقدار مقاومت را با یک عدد سه یا چهار رقمی به شرح زیر مشخص می‌کنند.

روش سه رقمی:

مانند مقاومت‌های معمولی، دو رقم اول، ارقام اصلی مقادیر مقاومت است و به تعداد رقم سوم در مقابل دو رقم اول، صفر می‌گذاریم.

روش چهاررقمی:

مانند مقاومت‌های معمولی، سه رقم اول، ارقام اصلی مقادیر مقاومت است و به تعداد رقم چهارم در مقابل سه رقم اول صفر قرار می‌دهیم.

عدد و حرف:

این روش به دو صورت «دوعدد و یک حرف» و «دوعدد و دو حرف» استفاده می‌شود. در این روش حرف اول ضریب (تعداد صفر) و حرف دوم مقدار خطا را نشان می‌دهد.

برای نشان دادن اعشار نیز از همان حرف اول استفاده می‌شود. جدول 2-1 و 3-1 مقادیر درصد خطا و ضرایب را مشخص می‌کنند.

جدول 2-1 ضریب توان ده مقاومت‌های SMD

حرف	B	C	D	F	G	H	J	K	M
درصد خطا	0/1	0/25	0/5	1	2	3	5	10	20

جدول 3-1 تولرانس مقاومت‌های SMD

حرف	R	K	M
ضریب	1	${10^3}$	${10^6}$

پ) روش خواندن مقدار مقاومت با کدگذاری خاص:

برخی مقاومت‌ها با یک کد عددی دو رقمی کدگذاری می‌شوند.کد عددی دو رقمی بیانگر یک مقدار معین است. اگر علاوه بر دو رقم، یک حرف نیز روی مقاومت درج شود، این حرف ضریب توان در مقاومت را نشان می‌دهد. در جدول 4-1 حروف و ضرایب آن مشخص شده است. مقدار اهم متناظر با هر یک از اعداد را نیز می‌توان از جدول 5-1 استخراج نمود.

جدول 4-1 حروف و ضریب توان ده مقاومت‌های SMD

حرف	A	H,B	C	D	E	F	X	Y,R	Z
ضریب	10	${10^2}$	${10^3}$	$${10^4}$$	${10^5}$	${10^6}$	1	0/1	0/01

استانداردهای حاکم بر سایر قطعات

برای سایر قطعات SMD مانند خازن SMD، سلف، ترانزیستور و دیود نیز استانداردهایی وجود دارد که در ادامه به شرح آن می‌پردازیم.

استاندارد حاکم بر خازن‌های SMD:

خازن برای ذخیره انرژی به‌صورت الکتروستاتیک در مدارات استفاده می‌شود. این قطعه را با حرف C نمایش داده و واحد آن فاراد (F) است. نماد شماتیکی خازن به‌صورت زیر است (شکل 20-1)

خازن‌های SMD معمولاً از جنس الکترولیتی، سرامیکی و تانتالیوم هستند. رنگ خازن‌های سرامیکی قهوه‌ای و خاکستری است. این نوع خازن‌ها قطبیت ندارند. خازن‌های تانتالیوم SMD برخلاف خازن‌های سرامیکی دارای قطب مثبت و منفی هستند. رنگ خازن تانتالیوم SMD زرد است و قطب مثبت آن را با یک خط یا علامت «+» مشخص می‌‌کنند.

خواندن مقدار خازن‌های SMD:

خواندن مقدار خازن‌های SMD مانند خازن‌های سرامیکی معمولی است. دو رقم اول نماینده دو رقم اول مقدار خازن و رقم سوم ضریب توان ده خازن یا تعداد صفرها است. در این روش مقدار خازن برحسب «پیکوفاراد» به‌دست می‌آید.

در برخی خازن‌ها مقدار ولتاژ را نیز با یک حرف نشان می‌دهند. در جدول 6-1، ولتاژ معادل هر حرف آمده است:

نماد حروف و ولتاژ معادل آن‌ها

نماد	G	J	A	C	D	E	V	T
ولتاژ	4	6/3	10	16	20	25	35	50

استاندارد سلف (سیم پیچ)‌های SMD:

خاصیت القایی سیم‌پیچ را با حرف L نشان می‌دهند. در نقشه‌ها، سلف با علایم شکل 25-1 مشاهده می‌شود:

برخی سلف‌ها دارای جهت هستند و هنگام مونتاژ و دمونتاژ باید به چگونگی قرار گرفتن آن‌ها روی برد دقت کرد. معمولاً جهت قرار گرفتن قطعه روی برد با یک نقطه مشخص می‌شود. سلف‌های SMD بارنگ‌های سیاه و سفید ساخته می‌شوند، شکل 26-1 سلف‌های معمولی که به سلف‌های مقاومتی نیز معروف هستند، مانند مقاومت‌ها با رنگ سیاه ساخته می‌شوند.

برخی از سلف‌ها با روکش پلاستیک ساخته می‌شوند. در بعضی از بردها مجموعه‌ای از سیم پیچ‌ها در یک بسته شبیه به آی‌سی قرار گرفته‌اند. نمونه‌ای از این سلف‌ها در شکل 27-1 مشاهده می‌شود.

سلف‌های مقاومتی معمولاً برای حفاظت در مقابل جریان استفاده می‌شوند. سلف‌های استوانه‌ای نیز بیشتر در مدارهای مختلف الکترون یکی به کار می‌روند. ترانس‌های SMD معمولاً مکعبی هستند. مانند ترانس‌های معمولی برای تطبیق امپدانس یا کوپلاژ و کاهش یا افزایش مقدار ولتاژ در مدار قرار می‌گیرند.

استاندارد دیودهای SMD:

دیود را با حرف D نمایش می‌دهند. دیود انواع مختلفی دارد که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به دیود زنر، مادون قرمز و دیود نورانی اشاره کرد. دیود معمولی برای یک سوسازی جریان و ولتاژ، دیودهای زنر برای تثبیت ولتاژ و دیودهای نورانی برای تولید نور به کار می‌رود. در مدارهای الکترونیکی دیود را به‌صورت شکل 29-1 نشان می‌دهند.

دیودهای SMD معمولی مانند مقاومت به رنگ سیاه بوده ولی اندازه آن‌ها نسبت به مقاومت بزرگ‌تر است. چند نمونه دیود SMD را در شکل 30-1 مشاهده می‌کنید.

برخی دیودها از نظر شکل ظاهری شبیه به ترانزیستور و آی‌سی هستند. یافتن پایه‌های آند و کاتد این دیودها با مولتی‌متر امکان‌پذیر است. اتصالات داخلی دیودهایی که بسته‌بندی آن‌ها بیش از دو پایه دارند، در شکل 31-1 و 32-1 مشاهده می‌شود.

استاندارد ترانزیستورهای SMD:

در مدارهای الکترونیکی ترانزیستور برای کلیدزنی و تقویت‌کنندگی استفاده می‌شود. ترانزیستور را با حرف Tr یا Q نشان می‌دهند. نماد فنی ترانزیستور مثبت (PNP) و منفی (NPN) در شکل 33-1 نشان داده شده است.

شکل ظاهری ترانزیستورهای SMD به‌صورت قطعاتی سه پایه یا چهار پایه به رنگ سیاه هستند. در برخی بردهای الکترونیکی، دو یا چند ترانزیستور به‌صورت یکپارچه در یک بسته بندی به‌صورت آی‌سی قرار می‌گیرد. شکل ظاهری چند نمونه ترانزیستور و اتصال داخلی دو نمونه ترانزیستور SMD در شکل 34-1 نشان داده شده است.

شست‌وشوی برد

قبل از هر مرحله مونتاژ و یا دمونتاژ قطعات باید برد مدار چاپی تمیز و از وجود هرگونه گرد و غبار و رطوبت پاک شود. برای این کار به مواد و ابزارهایی مانند اسپری خشک، فرچه نرم (قلم‌مو یا برس مویی نرم) و پمپ باد نیاز داریم. برای تمیز کردن برد باید ابتدا برد را توسط فرچه نرم یا پمپ باد ازگرد و غبار پاک کنیم. سپس برد را به وسیله اسپری خشک شست‌وشو دهیم.در نهایت با فرچه نرم تمام قسمت‌ها را به‌طور کامل سرویس کنید. در صورت عدم دسترسی به اسپری، یا هزینه بالای آن، می‌توانید از حلال‌های دیگر مانند تینر فوری (تینر 10000) نیز استفاده نمود. به جای فرچه نرم می‌توانید از مسواک نیز استفاده کنید. شکل 37-1 نحوه آغشته کردن فرچه به تینر و تمیز کردن برد را نشان می‌دهد.

واحد یادگیری 2: پیاده‌سازی قطعات SMD

آیا تا به حال فکر کرده‌اید

- چگونه می‌توان به تعمیر بردهای SMT پرداخت؟
- چگونه می‌توان قطعات SMD را از روی برد جدا کرد؟
- هنگام پیاده کردن قطعات SMD چه نکات ایمنی باید رعایت شود؟
- چه نکاتی را باید رعایت کنیم تا برد SMT آسیب نبیند؟
- لحیم‌کاری روی قطعات SMD با لحیم‌کاری روی قطعات TH چه تفاوت‌هایی دارد؟

در واحد یادگیری قبل با قطعات SMD با ابزار و دستگاه‌های آن آشنا شدید. در این واحد یادگیری می‌خواهیم به دمونتاژ یا پیاده‌سازی قطعات SMD بپردازیم. پیاده‌سازی قطعات SMD دارای پیچیدگی‌های خاص است که در فرایند اجرای کار باید به آن توجه شود.

از آن جا که روی بردهای SMD قطعات متعددی که دارای کارایی‌های متفاوت هستند نصب شده است، ضرورت دارد هنگام دمونتاژ قطعات، به محدودیت‌ها و استانداردهای تعریف شده برای برد و قطعات نصب شده روی آن دقت کنیم و از ابزار مرتبط و ویژه دمونتاژ استفاده نماییم. مشاهده فیلم‌های مربوط به هر قسمت به دفعات متعدد ضرورت دارد. سعی کنید قبل از شروع کار با مشاهده فیلم‌ها میزان مهارت و توانایی‌های خود را از نظر مهارتی، دانشی و نگرشی بالا ببرید تا بتوانید شایستگی لازم را در دمونتاژ قطعات SMD کسب کنید. همچنین در فرایند کار به اجرای نکات ایمنی توجه خاص داشته باشید.

استاندارد عملکرد

پیاده سازی قطعات SMD از روی برد اوراقی براساس استانداردهای تعریف شده

مواد، ابزار وتجهیزات مورد نیاز

هویه هوای گرم با نازل‌های متفاوت، برد اوراقی، پنس، دستگاه وکیوم، دستمال پارچه‌ای نخی، اسپری تمیزکننده برد مدار چاپی، تینر 10000، فرچه (قلم‌مو یا برس مویی)، مسواک مستعمل

پیاده‌سازی (دمونتاژ) قطعات SMD (مقاومت، سلف و خازن)

برای پیاده‌سازی انواع قطعات SMD، ابتدا باید میزان دما و میزان شدت وزش هوای خروجی دستگاه هویه هوای گرم را با توجه به استانداردهای تعریف شده برای قطعه تنظیم کنیم. میزان دما با توجه به جنس برد و نوع قطعه تعیین می‌شود. برای کارهای معمولی دمای بین 300 تا 400 درجه مناسب است. میزان خروجی هوای گرم نیز باید در حدی تنظیم شود که قطعات از روی برد به اطراف پرتاب نشوند. پس از تنظیم دستگاه، قبل از شروع کار دمونتاژ، محدوده کار روی برد را با استفاده از فرچه تمیز کنید و با مایع مناسب و استاندارد شست‌وشو دهید تا هرگونه گرد و غبار اضافی از روی برد پاک شود. سپس مقداری خمیر فلاکس روی پایه‌های قطعه اضافه کنید تا دمونتاژ آسان‌تر شود.

مطابق شکل 1-2، هیتر را به آرامی و به‌صورت عمود روی پایه‌های قطعه بگیرید و حرارت دهید. برای جدا کردن آی‌سی‌ها از روی برد، دقت کنید تا به تمام پایه‌های آی‌سی حرارت یکنواخت داده شود. بعد از مدتی کوتاه، با پنس یک ضربه بسیار ضعیف به قطعه بزنید. اگر تمام پایه‌های قطعه از برد جدا شده باشد می‌توانید آن را به وسیله پنس یا دستگاه وکیوم بردارید.

جدا کردن مقاومت، سلف و خازن‌های SMD از روی برد فیبر مدار چاپی:

چون این قطعات تنها دو پایه دارند، جداسازی آن‌ها به کمک هیتر از روی برد فیبر مدار چاپی به آسانی صورت می‌گیرد، شکل 2-2 برای برداشتن این قطعات باید پایه‌ها را به‌طور متناوب حرارت دهیم. یعنی طبق شکل 3-2، پس از حرارت دادن یک پایه به مدت کوتاه، به پایه دیگر حرارت می‌دهیم. حرارت دادن به پایه‌ها را تا ذوب شدن لحیم هر دو پایه ادامه می‌دهیم. هنگام دمونتاژ این قطعات باید دقت کنید که میزان هوای خروجی از هیتر زیاد نباشد. در غیر این صورت قطعه به اطراف پرتاب می‌شود. به خازن‌های الکترولیت نباید حرارت زیاد داد، زیرا سبب انفجار آن‌ها می‌شود.

دمونتاژ انواع آی‌سی‌ها

آی‌سی‌های خرچنگی (مربعی پایه‌دار - چهار طرفه)

تعداد پایه‌های این نوع آی‌سی‌ها بسیار زیاد است و از چهار طرف آی‌سی خارج می‌شود، به همین دلیل به آن، آی‌سی خرچنگی می‌گویند. و هنگام کار با این آی‌سی‌ها باید خیلی دقیق عمل شود. با توجه به استانداردهای تعریف شده، درجه حرارت هیتر را روی دمای 400 تا 500 (یا درجه 5) و درجه هوای خروجی را روی درجه 3 یا 4 تنظیم کنید. پس از تنظیم هیتر و تمیزکردن محدوده کار، پایه‌های آی‌سی را به خمیر فلاکس آغشته کنید. سپس پایه‌های آی‌سی را به‌طور کاملاً یکنواخت حرارت دهید، پس از مدتی با مشاهده حالت جدا شدن آی‌سی، می‌توانید آن را با پنس یا وکیوم جداکنید. دقت کنید پنس با پایه‌های آی‌سی برخورد نکند. آی‌سی را از دو نقطه از دو انتهای قطری آن با پنس بگیرید و آن را بردارید. در صورتی‌که نتوانید آی‌سی را با پنس بردارید، باید از دستگاه وکیوم استفاده کنید. شکل 4-2 مراحلی از اجرای کار را نشان می‌دهد.

آی‌سی‌های BGA

از آنجا که پایه‌های این نوع از آی‌سی‌ها درکف و زیر قطعه قرار دارد، مشاهده نمی‌شوند باید قبل از برداشتن، محل قرار گرفتن آن را روی برد دقیق یادداشت کنید، شکل 5-2 تصویریک نمونه آی‌سی پایه از کف یا BGA را نشان می‌دهد. نشانه‌گذاری با توجه به قطعات اطراف آی‌سی کمک خوبی برای اجرای صحیح این کار است. لازم است جهت قرارگرفتن آی‌سی (ترتیب پایه‌ها) نیز مشخص شود. معمولاً جهت آی‌سی با نوشته‌ها و علایم روی بُرد و روی آی‌سی مشخص می‌شود. این مورد را نیز باید یادداشت کنید.

برداشتن کانکتورهای SMD با پوشش پلاستیکی 

برخی از قطعات اتصال‌دهنده‌ها (کانکتورها) دارای پوشش پلاستیکی هستند، شکل 6-2. برای جداکردن این کانکتورها می‌توانید طبق شکل 7-2، با توجه به نوع پایه‌های کانکتور به‌طور مستقیم به پایه‌ها حرارت دهید. درصورت عدم امکان حرارت مستقیم می‌توانید طبق شکل 8-2 از زیر برد حرارت دهید و قطعه را بردارید. روش دیگر، قرار دادن پارچه خیس روی قطعه و حرارت دادن آن است. روش اصلی و ایمن برای برداشتن این نوع قطعات استفاده از هیتر مادون قرمز می‌باشد که تنها قلع را ذوب می‌کند و به قسمت‌های پلاستیکی آسیبی نمی‌رساند.

استفاده از سشوار صنعتی برای دمونتاژ قطعات

سشوارهای صنعتی از نظر ظاهر شبیه سشوارهایی است که برای خشک کردن مو به کار می‌رود. این سشوارها می‌توانند حرارت و هوای بیشتری تولید کنند و توان بیشتری دارند. به همین دلیل برای دمونتاژ قطعاتی که با هیتر به سختی جدا می‌شوند از سشوار صنعتی استفاده می‌کنند. هیتر صنعتی را سشوار صنعتی نیز می‌نامند. در شکل 9-2 نمونه‌ای از سشوارهای صنعتی با امکان اتصال نازل‌های مختلف را مشاهده می‌کنید.

روش استفاده

میزان شدت هوای خروجی از هیتر صنعتی و دمای آن توسط کلیدهای نصب شده روی سشوار تنظیم می‌شود. با حرکت یکنواخت سشوار و حرارت دادن به قطعه، لحیم پایه‌ها ذوب شده و قطعه برداشته می‌شود. از آنجا که در برخی از هیترهای صنعتی، نازل‌های مختلف وجود ندارد، لازم است روی قطعات و اطراف قطعه مورد نظر چسب نسوز زده شود.

هیترهای صنعتی

برای جدا کردن قطعات حساس SMD مانند آی‌سی‌های کارت گرافیک در لپ تاپ‌ها یا قطعاتی که روی بردهای چند لایه قرار گرفته‌اند نیاز به دقت بسیار بالا برای دمونتاژ دارند. برای دمونتاژ این قطعات از هیترهای صنعتی استفاده می‌شود. در شکل 10-2، یک نمونه از این نوع هیتر را مشاهده می‌کنید. این هیتر از قسمت‌های زیر تشکیل شده است:

دوربین مدار بسته

این دوربین برای نشان دادن قطعه مورد نظر به کار می‌رود. با استفاده از دوربین مداربسته می‌توانید مکان دقیق پایه‌های قطعات را روی برد مدار چاپی ببینید. در شکل 11-2 صفحه نمایش (مانیتور) یک نمونه از این نوع دوربین را مشاهده می‌کنید.

همچنین هنگام مونتاژ توسط این دستگاه نیز می‌توان با دقت خیلی زیاد چگونگی قرار گرفتن قطعه‌ها و اتصال‌های آن‌ها را مورد بررسی قرار داد، شکل 12-2.

لیزر:

برای نشان دادن و تمرکز دستگاه روی قطعه مورد نظر برای دمونتاژ به کار می‌رود، شکل 13-2.

هیتر: 

قسمت حرارتی برای دمونتاژ قطعات و ذوب لحیم‌ها به کار می‌رود.

ویکوم:

برای برداشتن قطعه دمونتاژ شده از روی برد مورد استفاده قرار می‌گیرد. در شکل 14-2 عمل وکیوم کردن دستگاه برای برداشتن یک قطعه SMD نشان داده شده است.

هیترهای مادون قرمز (IR)

این هیترها با تابش اشعه مادون قرمز، قلع پایه‌ها را ذوب می‌کنند. هیترهای مادون قرمز برای جداسازی قطعات خاص مانند آی‌سی‌های BGA و یا BGY به کار می‌رود. در شکل 15-2 یک هیتر مادون قرمز مشاهده می‌شود.