آموزش لحیم کاری قطعات SMD
دوستان عزیز امروز براتون مطلبی در مورد آموزش لحیم کاری قطعات SMD آماده کرده ام امیدوارم

برای شما مفید باشد و فقط نظر و تشکر یادتون نره

روش لحیم کاری قطعات SMD :
1- آشنایی با قطعات SMD :
SMD مخفف Surface Mount Device که به قطعات نصب سطحی معروف هستند.این قطعات از تکنولوژی SMT که مخفف Surface Mount Technology می باشد بهره میگیرند.این تکنولوژی به تکنولوزی نصب سطحی معروف هستند.کلیه قطعاتی که با این تکنولوژی ساخته می شوند بصورت سطحی روی بورد مدار چاپی نصب و لحیم کاری میشوند.این قطعات ابعاد کوچکتری دارند و این یک مزیت محسوب میشود و در اکثر دستگاههای پرتابل امروزی ودستگههایی که به نوعی محدودیت فضا وجود دارد استفاده میشوند.

در شکل زیر تمامی قطعات SMD را مشاهده میکنید.

849انواع قطعات SMD:

مقاومت های SMD

خازن های SMD

خازنهای تانتالیوم SMD

ترانزیستورهای SMD

آی سی های SMD

FPGA های SMD

1-1- مقاومتهای SMD:
مقاومتهای SMD در چندین اندازه وجود دارند.اندازه بصورت یک کد 4 رقمی توصیف میشود.2 رقم اول طول و 2 رقم آخر عرض را نشان میدهند .

برای مثال، سه اندازه که بیشتر استفاده میشوند بصورت زیر هستند:
0603 یعنی 60*30 mil یا 1.6*0.8mm
0805 یعنی 80*50 mil یا 2.0*1.25mm
1206 یعنی 120*60 mil یا 3.2*1.6mm
نکته: دو رقم اول و دو رقم آخر را در 10 میل ضرب میکنیم

1-2- خازنهای SMD:

خازنهای SMD در مقادیر 1 پیکو فاراد تا 1 میکرو فاراد موجود هستند.اندازه این خازنها شبیه مقاومتهای 0603 تا 1206 می باشد.اکثراً این خازنها از نوع سرامیکی هستند.

1-3- خازنهای تانتالیوم SMD :

این خازنها در رنج 1 میکرو فاراد و بزرگتر موجود می باشند.

اندازه این خازنها با حروف A تا E مشخص میشود.

این نوع خازنها پلاریته مثبت و منفی دارند و پلاریته مثبت با نوار رنگی روی قطعه مشخص شده است.

1-4- ترانزیستورهای SMD:

انواع مختلفی برای ترانزیستورهای SMD وجود دارد ولی معمول ترین اندازه برای ترانزیستورهای سیگنال کوچک SOT-23 و SOT-223 می باشد.

1-5- آی سی های SMD :

معمول ترین اندازه برای این نوع آی سی ها SO-8 و SO-14 می باشد (SOIC-8 و SOIC-14 هم گفته میشود) .

1-6- FPGA های SMD:
امروزه 3 نوع بسته بندی معمول برای FPGA داریم :

TQFP (Thin Quad Flat Pack), 100 or 144 pins.
PQFP (Plastic Quad Flat Pack), 208 or 240 pins.
BGA (Ball-Grid Array), 256 to 1000+ pins.
850– بورد SMD چیست؟
عبارت بورد SMD از سر کلمههای Surface Mounted Device گرفته شده که نوعی تکنولوژی ساخت برای قطعاتی است که به صورت سطحی نصب میشوند در این روش در بورد اصلی هیچگونه سوراخی برای نصب قطعات وجود ندارد. و پایههای قطعات هم به گونهای ساخته نشدهاند که از درون سوراخهای بورد عبور کنند. این آیسیها برد SMD دارای پایههای کوتاه و به هم نزدیک و همچنین ارتفاع بسیار کمی هستند.
از این قطعات بورد SMD در موبایل و وسایلی که تمایل به کوچک تر کردن آنها داریم استفاده می شود.
بسیاری از آی سی های بورد SMD متداول از جمله تقویت کننده های عملیاتی، مقایسه کننده ها، تقویت کننده های صوتی، تایمر ها، آی سیهای مرجع ولتاژ و بسیاری از آی سی های بورد SMD دیگر همگی به صورت قطعه های نصب سطحی ارائه شده اند.
بسیاری از قطعه های بورد SMD دیگر نیز به صورت قطعه های نصب سطحی ارائه می شوند که برای کار در مدارهای خاص میباشند.3- آموزش لحیم کاری قطعات SMD با هویه هوای داغ:
برای لحیم کاری قطعات SMDاز خمیر قلع و هویه هوای داغ استفاده میشود.
3-1- خمیر قلع (SOLDER PASTE ) :
خمیری خاکستری و چسبناک و حاوی ماده FLUX است که برای لحیم کاری بهتر استفاده میشود.این ماده در هنگام لحیم کاری قطعات SMD به طرز شگفت انگیزی کار را راحت میکند.برای استفاده از این خمیر نیاز به دستگاه HOT AIR خواهیم داشت تا این خمیر را ذوب کند. به دلیل چسبندگی زیاد این ماده توصیه میشود از ابزارهایی مانند سرنگ و دستگاههای مورد استفاده دندانپزشکان برای تزریق خمیر استفاده شود.
این خمیر در بسته بندی های مختلف عرضه میشود :
1- ارائه شده در ظرف
8512- ارائه شده در پکیج سرنگی
3-2- هویه هوای داغ ( HOT AIR BLOWER ) :
این نوع هویه ها انواع متنوعی دارند که میتوانند فقط شامل دستگاه دمنده هوای داغ باشند و یا در کنارشان یک هویه قلمی هم داشته باشند که به این نوع Hot Air Soldering Station گفته میشود. طرز کار دستگاه به این صورت است که داخل دستگاه یک واحد تولید هوا بافشار هست تا به جای انتقال گرما به جامد اینکار با هوا انجام شود تا به عنوان مثال آی سی با 100 پایه را با این روش خیلی راحت میتوان لحیم و یا تعویض کرد. این دستگاه دارای کترل دما و کنترل فشار هوا میباشد. همانطور که در تصویر پایین مشاهده میشود این هویه ها دارای نازلهای هوای با سایزهای مختلف جهت استفاده برای لحیم کاری قطعات با ابعاد مختلف میباشد.
روش لحیم کاری با این نوع هویه به طبق دستور العمل زیر عمل نمایید:
ابتدا مکانی رو که میخواهید لحیم کنید با تینر و مسواک خوب تمیز کنید.بعد سر هر پد قطعه مورد نظر روی فیبر را به اندازه خود پد ،خمیر قلع بزنید.بعد قطعه مورد نظر را به آرامی بر روی پدهایی که خمیر قلع زده اید قرار دهید (اینکار را به وسیله پنس انجام دهید تا قطعه دقیقاً در محل خود قرار بگیرد) سپس کمی فشار به قطعه وارد کنید تا در توسط خمیر قلع به فیبر بچسبد. حالا بسته به اندازه قطعه یک سری مناسب انتخاب و سر هیتر نصب کنید ونازل هیتر را دور تا دور پایه های قطعه بچرخانید (در صورت امکان قطعه را توسط پنس نگه دارید تا برخورد فشار باد هویه جابجا نشود) تا تمام پایه های قطعه SMD مورد نظر به ظور یکسان حرارت داده شود و از داغ شدن قطعه جلوگیری شود. خمیر قلع بعد از حرارت دیدن ذوب میشود و تغییر حالت میدهد و مانند قلع پایه های قطعه را به فیبر لحیم میکند. حالا کمی صبر کنید تا دمای قطعه کم شود سپس با تینر و فرچه (مسواک) محل لحیم کاری شده را تمیز کنید.
ولی قیمت این هویه بالا بوده و همه به این ابزار دسترسی ندارند برای همین در این مقاله روش لحیم کاری با هویه به صورت مصور شرح داده شده است.
4- آموزش لحیم کاری قطعات SMD با هویه معمولی:
برای این کار نیاز است تا از یک هویه ۴۰ وات با نوک مخصوص SMD استفاده کنید. فرض کنید می خواهیم یک ترانزیستور SMD را با هویه مخصوص SMD لحیم کنیم.
گام اول:
یکی از PAD ها را قلع اندود می کنیم.
گام دوم:
قطعه SMD را با پنس در مکان خود قرار می دهیم. بعد از اینکه از قرار کردن قطعه در جای خود مطمئن شدید، با هویه پایه ای از قطعه را که قبلا قلع اندود شده بود را لحیم میکنیم.
گام سوم:
با پنس بر روی قطعه فشار وارد کرده و با هویه آن پایه را دوباره گرم کنید. با این کار می خواهیم از اتصال درست پایه مطمئن شویم.
گام چهارم:
قطعه با لحیم شدن یکی از پایه ها در مکان خود کاملا ثابت بوده و به راحتی می توان بقیه پایه ها را لحیم کرد.
گام پنجم:
با استفاده از تینر ۱۰,۰۰۰ فوری و یک فرچه تمیز کننده برد، محل لحیم کاری را از روغن لحیم و براده ها تمیز کنید.
5- نگاهی به مونتاژ بوردهای SMD به روش صنعتی:
معمولا بورد SMD به کمک خمیر قلع به همراه آون (کوره) مونتاژ بوردها انجام میشود. یعنی بورد SMD به کمک یک شابلن استنلس استیل محلهایی که باید لحیم شوند، به خمیر قلع آغشته میشوند سپس دستگاهی به صورت اتوماتیک قطعات بورد SMD را از ریل آنها بلند کرده و در جای مخصوص به خودشان قرار میدهد.
خمیر قلع در این مرحله برد SMD مانند یک چسب قطعات بورد SMD را در جای خود نگه میدارد و از تکان خوردنشان جلوگیری میکند.
در مرحله بعدی بورد SMD روی ریل به کوره منتقل میشوند و حرارت خمیر قلع را ذوب کرده و لحیم کاری به صورت کامل و یکجا انجام میشود.
دستگاهی که قطعات بورد SMD را روی بورد قرار میدهد smd(smt) Pic Place است که روباتی بسیار پیشرفته و گران قیمت است. این دستگاهها معمولا از پردازش تصویر برای جایدهی صحیح قطعات برد SMD (از نظر زاویه) استفاده میکنند.انواع هویه :
ضروری ترین وسیله در لحیم کاری می باشد و در وات ها و شکل های مختلف ارائه می شود
براي چسباندن دو قطعه بايستي لحيم ذوب شده را در محل مورد نظر قرار دهيم . ذوب كردن لحيم توسط وسيله اي به نام هويه (soldering iron) انجام ميشود. ساده ترين هويه عبارتست از يك دسته و يك نوك مخروطي تيز كه توسط جريان برق(المنت) داغ ميشود.
من 7 نوع دستگاه برای لحیم کاری دیدم :
1- نوع معمول آن است که قلمی (pencil-style soldering iron) می باشد : این هویه دارای رنج وات بین 10 تا 60 وات می باشد . به شخصه با نوع 60 وات اون کار میکنم و کارایی خوبی داره.
2- نوع تفنگی(Soldering gun) : که دارای وات های بیشتر می باشد و به صورت آنی داغ میشود. عکس زیر مربوط به نوع 200 وات می باشد.
3- نوع گازی : در مواردي که برق وجود ندارد مي توان از اين نوع هويه استفاده کرد. جرقه زن هاي پيزوالکتريک گاز را مشتعل کرده و حرارت آن نوک هويه را گرم مي کند. اين هويه داراي توان 80 تا 150وات است و مخزن آن با گاز بوتان پر مي شود. يک مخزن گاز مي تواند تا 180 دقيقه کار کند.
4- هويه ي ساده : که به وسيله ي حرارت چراغ پريموس گاز يا زغال گرم مي شود. که فکر نمیکنم تو الکترونیک کاربرد داشته باشه و چند سال پیش واسه بستن در قوطی حلبی ها استفاده میشد مثل قوطی حلبی پنیر.نمیدونم الان کاربرد داره یا نه.

5- هویه با هوای داغ ( HOT AIR BLOWER ) : این مدلها انواع متنوعی داره که میتونه فقط شامل دستگاه دمنده هوای داغ باشه و یا کنارش یه هویه قلمی هم داشته باشه که در این صورت بهش Hot Air Soldering Station میگن. این ابزار وقتی ارائه شد که کار لحیم کاری به واسه ورود قطعات SMD سخت تر شد.طرز کار دستگاه به این صورته که داخل دستگاه یک واحد تولید هوا بافشار هست تا به جای انتقال گرما به جامد اینکار با هوا انجام بشه تا مثلا آی سی با 100 پایه رو با این روش خیلی راحت میشه لحیم کرد یا تعوبضش کرد. این دستگاه برای هر دو هویه ش قسمت کنترل دما داره و همینطور قسمت کنترل فشار هوای دمیده شده.

6- هویه اینفرارد ( Infrared Soldering Station ) :
تکنولوژی ساخت در نسل جدید هیترها (مادون قرمز) دچار تغییر و تحولات عظیمی شده است و میشه گفت که اساس کار این هیترها با نمونه های قدیمی آن زمین تا آسمان تفاوت دارد! در این هیترها گزینه باد (جریان هوا) به کل حذف شده و برای ایجاد گرما از یک نیمه هادی مادون قرمز استفاده شده است. این یعنی اینکه منبع گرمایی دستگاه نور متمرکز شده مادون قرمز است. یک چیزی تو مایه های لیزر، البته با شدت و قدرت کمتر!!! و برای پکیج هایی مانند BGA که پایه ها زیر آی سی هست بسیار مناسب است.در بعضی مدلها قسمت زیری دارای آینه می باشد تا زیر آی سی ها دیده شود.و چیزی در حدود 800 وات توان دارند.
همچنین برای افزایش دقت و ظرافت کار میتوان این هیترها را به کامپیوتر (PC) و یا کامپیوترهای قابل حمل (Laptop) وصل نمود و کنترل المان ها و کمیت ها را به کامپیوتر سپرد! در ادامه وجود یک پایه نگهدارنده بسیار ظریف و دقیق باعث گردیده که نتیجه کار بینهایت با دقت و ظرافت بالا همراه شود، به نحوی که کیفیت کار را به نحوه چشم گیری افزایش می دهد. وجود چنین امتیازاتی به تنهایی موجب میشود که مهندسان و تعمیرکاران حرفه ای گرایش روز افزونی در استفاده از این دستگاه پیدا کنند.
سیم لحیم ( SOLDER WIRE ):
يكي از موضوعات مهم در صنعت برق و الكترونيك لحيم كاري است .ماده اتصال دهنده ، كه آلياژي از فلز قلع و سرب است را لحيم مي نامند . چنانچه بر روي قرقره لحيم نگاه كنيد دو عدد بر روي آن نوشته شده است بطور مثال 60/40 اين به ان معنا است كه لحيم فوق داراي 60 درصد قلع و 40 درصد سرب مي باشد.
بهترين لحيم براي كارهاي الكترونيكي لحيمی است كه 63% قلع و 37% سرب دارد .سیم لحیم دارای قطرهای مختلف هست که بسته به ظرافت کار شما تغییر میکنه.متداول ترین نوع آن 0.8 میلی متر است. سیم لحیم های مرغوب برای اتصال بهتر دارای FLUX میباشند ( درباره FLUX توضیح داده خواهد شد)
کاربرد سیم لحیم در لحیم کاری با هویه های قلمی و تفنگی میباشد.
سعی منید از نوع قرقره ای استفاده فرمایید کیفیت بالاتر و قیمت تمام شده پایین تر ویژگی این نوع میباشد.
ذره بین با چراغ (Magnifying Lamp) 

تشکیل شده از یک عدسی محدب که اکثرا یکنواخت نیست یعنی یک لنز محدب است که در یک قسمت دارای ضخامت بیشتر برای بزرگنمایی بیشتر میباشد.همینطور به خاطر داشتن یک لامپ لوله ای مهتابی باعث بهتر شدن دید هنگام استفاده میشود.
این ابزار در هنگام لحیم کاری مخصوصا برای قطعات smd مفید است.اگر پول کافی دارید از نوع مرغوب و دارای انعطاف حرکتی بیشتر استفاده نمایید.
تعمییرکاران موبایل از میکروسکوپ های مخصوص به جای این وسیله استفاده میکنن.

البته من helping hands رو بیشتر ترجیح میدم چون خودش پایه برای هویه داره و…

پنس ( Tweezers ):

ابزاری بسیار مفید در لحیم کاری که به وسیله اون میشه قطعات کوچک رو نگه داشت یا ورداشت.انواع مختلفی وجود داره ولی توصیه من اینه که موقع خرید نوع ضد مغناطیسی رو بخرین تا هنگام کار اذیتتون نکنه.

****توجه مهم****

به خاطر تیزی و سوزنی بودن این وسیله هیچ گاه بعد از استفاده فراموش نکنید که محافظ پلاستیکی اونرو روش بذارید.

برای جلوگیری از خطرات سوزاندن سیم ، فرش ، دست و … توسط هویه معمولا از وسیله ای به نام پایه هویه استفاده میشود . این وسیله دارای مفتول پیچ فلزی برای قرار دادن هویه و معمولا دارای اسفنجی نسوز برای تمیز کردن نوک هویه که باید قبل از استفاده از اسفنج آن را با آب خیس کرد . در بعضی مواقع به جای اسفنج محلی را برای قرار دادن قطعات روی آن ایجاد کرده اند . همین طور دسته ای برای قرار دادن قرقره سیم لحیم
اسفنج نسوز
روغن لحیم :هرگاه دو قطعه را بخواهند بوسیله لحیم ، اتصال دهند بایستی كاملا تمیز و از هرگونه چربی ، رنگ و اكسید پاك گردند . بنابراین در زمان لحیم چون درجه حرارت بالا است سبب می شود در سطح خود لایه ای اكسد بوجود آید و پس از لحیم كاری ممكن است این لایه اكسید مانع از تماس الكتریكی بین آن دو شود . برای جلوگیری از این كار از روغن لحیم استفاده می كنند . این روغن از ماده ای به نام كلوفون تشكیل شده و حل كننده اكسید و هر مواد زائداست .

سیم چین ( Wire Cutters )

سیم چین جزء ابزارهای مکانیکی میباشد که برای بریدن پایه اضافی قطعات مورد استفاده قرار میگیرد و کاربرد فراوانی دارد . در الکترونیک از سیم چین های مینیاتوری و کوچک استفاده میشود . شما میتوانید از یک ناخن گیر کهنه نیز استفاده کنید .
تقریبا همه سیم چین مانند شکل زیر یک قسمت مستطیلی دارند شما میتونین از این قسمت برای لخت کردن سیم ها استفاده کنین و واقعا بهتر از خرید سیم لخت کن اضافی هست البته بگم که این روش ممکنه واسه سیمهای افشان خوب نباشه و چندین رشته از سیم کنده بشه ولی واسه سیمهای تک رشته و مفتولی جواب میده.

نکته هنگام خرید :
البته میدونم اکثر سیم چین ها چینی ولی اگه میخواین ساده ترین راه تشخیص خوب بودن ابزاری مثل سیم چین و انبردست و … رو بفهمین کافیه اونو به طرف نور بگیرین اگه از لبه هاش نور رد میشه نوع مرغوبی نیست و بهتره نخرینشلحیمزدایی وقتی اتصالی را قطع کرده و یا مشکلی را بر طرف میکنید٬ اغلب میتوانید لحیم را برداشته و مجددا لحیمکاری کنیم. اگر میخواهید قدم اضافی برداشته و مشکل را بر طرف کنید٬ میتوانید لحیم قدیمی را به طور کامل حذف کرده تا فضای کافی برای لحیم داشته باشید. برای این هدف٬ دو ابزار وجود دارد: «مکنده لحیم» که بر اساس ایجاد خلأ عمل میکند و یا فتیله لحیم.

مکنده لحیم یک پمپ سرنگ مانند کوچک است که در دست قرار میگیرد. این پمپ از طریق ایجاد فشار خلأ٬ لحیم را از روی سطوح برمیدارد. مکنده لحیم ابزار خوبی است و کارش را به درستی انجام میدهد.

فتیله لحیم یک مس بافتهشده است که لحیمهای قدیمی به آن میچسبند. فتیله لحیم از مکنده لحیم گرانتر بوده و یک وسیله مصرفی است. بنبراین٬ توصیه نمیکنم که از آن استفاده کنید. با این حال٬ در برخی از کارها استفاده از فتیله بهتر است زیرا حاصل کار بسیار تمیزتر درمیآید. هر دو ابزار لحیمزدایی دارای نقاط قوت خاص خود هستند و تفاوتشان این است که در هر کار خاص باید از یکی از آنها استفاده کنید. برخورداری از محیط لحیمکاری تمیز ازاهمیت زیادی برخوردار است زیرا باعث کسب بهترین نتیجه شده و میزان خطر را به حداقل میرساند.
حالا توصیه های من
لحیمکاری عمل دشواری نیست. تنها باید تمرکز کنید٬ مراقب باشید دستتان نلرزد و اصول ایمنی را رعایت کند. خرید یک هویه مرغوب سرمایهگذاری خوبی است و باعث میشود که بتوانید به شخصه کارهای جالبی انجام دهید. حالا که با روند کار آشنا شدید٬ دست به کار شده و مهارت خود را به رخ بقیه بکشید!
سعی کنید بخارات متصاعد شده از لحیم کاری را تنفس نکنید.تنفس که هیچی بخارات باعث قرمزی چشم میشوند.میتوانید از یک فن یا فن انسانی (همون فوت کردن)استفاده کنید
سعی کنید سریع لحیم کاری کنید البته این کار به تمرین نیاز دارد
برای لحیم کاری حتما از helping handsاستفاده کنید نه دست داداشتون چون دست داداش میسوزه ولی هلپینگ پندز نمیسوزه
بعضی از قطعات به دما حساس هستند و با دمای زیاد میسوزند برای همین یا قبل از اتصال خود قطعه،پایه مربوط به آن وصل میشود(مثل آی سی ها) یا اینکه لحیم کاری باید سریع انجام شود
تمیز بودن در لحیم کاری اهمیت ویژه ای دارد سرعت وچند بار ذوب نکردن قلع باعث تمیزی میشود

کپی شده از انجمن تخصصی تعمیرکاران: http://www.tamirkaran.ir/forum/TamirKaran9/smd-5915.html#ixzz2uEJHILDA