شیت کردن PCB چیست و چه ربطی به مونتاژ قطعات الکترونیکی دارد؟
در مونتاژ قطعات الکترونیکی، فقط خودِ قطعات مهم نیستند؛ نحوه چیدمان بردها هم مستقیماً روی هزینه و سرعت تولید اثر می‌گذارد.
اصطلاح شیت کردن PCB در واقع همان پنل کردن (Panelization) برد مدار چاپی است. در این روش، چندین کپی از یک طرح PCB یا حتی چند طرح مختلف را روی یک فیبر بزرگ‌تر قرار می‌دهیم تا یک پنل بسازیم. این کار، خط مونتاژ مدارات الکترونیکی را سریع‌تر و اقتصادی‌تر می‌کند.
وقتی چند برد را در قالب یک پنل بزرگ مونتاژ می‌کنیم، پرتی فیبر کاهش پیدا می‌کند، زمان جابه‌جایی در خط تولید کم می‌شود و در نهایت کیفیت مونتاژ بردها و قطعات الکترونیکی هم بالاتر می‌رود.
چرا پنل کردن PCB در مونتاژ بردهای الکترونیکی مهم است؟
هدف اصلی از شیت کردن PCB، تولید انبوه کارآمدتر و کاهش هزینه مونتاژ است. تولیدکنندگان، از پنل‌های استاندارد با ابعاد مشخص استفاده می‌کنند و با قرار دادن حداکثر تعداد برد روی یک پنل، هزینه مواد اولیه و برش را کنترل می‌کنند.
در نتیجه:
-
کاهش هزینه تولید
با بهینه‌سازی فضای فیبر، پرتی کمتر می‌شود و هزینه فیبر و برش پایین می‌آید. این موضوع در مونتاژ بردهای صنعتی و مونتاژ برد الکترونیکی به صورت انبوه اهمیت خیلی زیادی دارد. -
افزایش سرعت مونتاژ
به‌جای جابه‌جایی تک‌تک بردها، اپراتور یا ماشین، یک پنل کامل را در خط مونتاژ قطعات الکترونیکی پردازش می‌کند. این روش، سرعت خط مونتاژ را بالا می‌برد و تولیدکننده راحت‌تر برنامه‌ریزی می‌کند. -
سهولت در تست و کنترل کیفیت
می‌توان تست‌های الکتریکی و ظاهری را روی کل پنل انجام داد. این موضوع، فرآیندهای مثل عیب‌یابی برد، بررسی کیفیت مونتاژ و ردگیری خطا را ساده‌تر می‌کند.
پنل کردن PCB چطور انجام می‌شود؟
طراح PCB در نرم‌افزارهایی مثل Altium Designer یا KiCad یک فایل جدید می‌سازد و چندین برد را در آن کنار هم می‌چیند. در این مرحله، فاصله بین بردها، نحوه جداسازی و حتی جهت قرارگیری آن‌ها روی پنل مشخص می‌شود.
دو روش رایج برای جداسازی بردها بعد از مونتاژ بردها و قطعات الکترونیکی:
1. استفاده از V-Cut (برش V شکل)
در روش V-Cut در بالا و پایین پنل شیارهای V شکل ایجاد می‌کنیم. بعد از اتمام مونتاژ، اپراتور یا دستگاه، بردها را از روی این شیارها جدا می‌کند. این روش:
-
برای پنل‌های با خطوط مستقیم و تکراری مناسب است
-
سرعت جداسازی را بالا می‌برد
-
برای تولید انبوه کاملاً اقتصادی است
2. استفاده از تب و سوراخ (Break-away Tabs / Mouse Bites)
در روش تب و سوراخ، بین بردها بخش‌های کوچکی از فیبر باقی می‌گذاریم که با سوراخ‌های ریز (Mouse bites) سوراخ شده‌اند. این تب‌ها:
-
بردها را در طول مونتاژ به هم متصل نگه می‌دارند
-
در انتهای کار به‌سادگی با فشار یا ابزار مناسب جدا می‌شوند
-
کنترل بیشتری روی شکل نهایی لبه برد می‌دهند
در نهایت، طراح فایل‌های گربر (Gerber files) مربوط به پنل نهایی را خروجی می‌گیرد و برای کارخانه ارسال می‌کند تا مراحل ساخت و مونتاژ شروع شود.
مراحل مونتاژ قطعات الکترونیکی روی پنل PCB
وقتی پنل آماده شد، نوبت به خط مونتاژ قطعات الکترونیکی می‌رسد. در خدمات مونتاژ PCB، معمولاً مراحل زیر روی پنل انجام می‌شود:
چاپ خمیر قلع (Solder Paste Printing)
ابتدا روی پدهای قطعات SMD، خمیر قلع چاپ می‌کنیم. این مرحله پایه‌ی اصلی کیفیت مونتاژ است. اگر چاپ خمیر قلع دقیق نباشد، در ادامه با مشکلاتی مثل اتصال کوتاه، لحیم سرد یا ناصاف بودن قطعات روبه‌رو می‌شویم.
قرار دادن قطعات SMD و تنظیم پروفایل حرارتی
سپس دستگاه Pick & Place قطعات SMD را روی خمیر قلع قرار می‌دهد. بعد از آن، پنل وارد کوره ریفلو می‌شود و طبق یک پروفایل حرارتی مشخص، خمیر قلع ذوب و قطعات لحیم می‌شوند. این پروفایل حرارتی روی:
-
استحکام لحیم
-
ظاهر لحیم
-
و حتی طول عمر برد
اثر جدی دارد.
لحیم‌کاری موجی (Wave Soldering)
برای قطعات پایه‌دار (DIP) و بعضی اتصالات خاص، از لحیم‌کاری موجی (Wave Soldering) استفاده می‌کنیم. در این روش، پنل از روی موج قلع مذاب عبور می‌کند و پایه‌ها به‌صورت همزمان لحیم می‌شوند. این روش در مونتاژ بردهای صنعتی و تولید انبوه، سرعت و یکنواختی بالایی ایجاد می‌کند.
بازرسی AOI و تست ICT/FCT؛ تضمین کیفیت مونتاژ
بعد از لحیم‌کاری، نوبت به کنترل کیفیت است. در خط مونتاژ اتوماتیک قطعات الکترونیکی، معمولاً چند روش بررسی وجود دارد:
-
بازرسی AOI (Automated Optical Inspection)
یک سیستم دوربین‌دار، پنل را اسکن می‌کند و مشکلاتی مثل قطعه جابه‌جا شده، لحیم ناقص، پل قلع و… را تشخیص می‌دهد. -
تست ICT (In-Circuit Test)
در این تست، نقاط مختلف مدار از نظر اتصال، مقدار مقاومت، خازن، دیود و… به‌صورت درجا بررسی می‌شوند. -
تست FCT (Functional Test)
این تست عملکرد واقعی مدار را می‌سنجد؛ یعنی برد مثل شرایط کار نهایی راه‌اندازی می‌شود تا مطمئن شویم همه چیز درست کار می‌کند.
این مراحل، به‌طور مستقیم روی کیفیت مونتاژ قطعات الکترونیکی و کاهش هزینه‌های عیب‌یابی و گارانتی تأثیر دارند.
نقش پنل‌بندی در مونتاژ بردهای الکترونیکی در ایران
در خطوط مونتاژ بردهای الکترونیکی در ایران نیز، شیت کردن PCB به یک استاندارد مهم تبدیل شده است. شرکت‌هایی که خدمات مونتاژ PCB ارائه می‌دهند، با پنل‌بندی اصولی:
-
قیمت رقابتی‌تری پیشنهاد می‌دهند
-
ظرفیت تولید بالاتری در زمان ثابت دارند
-
و در عیب‌یابی برد و تحویل به‌موقع، موفق‌تر عمل می‌کنند
برای هر کسی که در حوزه طراحی مدار، تولید محصول الکترونیکی یا راه‌اندازی خط مونتاژ فعالیت می‌کند، درک درست پنل کردن PCB و ارتباط آن با فرآیندهایی مثل مونتاژ SMD، لحیم‌کاری موجی، بازرسی AOI، تست ICT/FCT و کنترل پروفایل حرارتی، یک ضرورت حرفه‌ای است.
جمع‌بندی
اگر می‌خواهی مونتاژ قطعات الکترونیکی را سریع، دقیق و اقتصادی انجام بدهی، باید از مرحله طراحی PCB به شیت کردن و پنل‌بندی فکر کنی.
پنل کردن PCB:
-
هزینه مواد و برش را کم می‌کند
-
سرعت خط مونتاژ را بالا می‌برد
-
تست و عیب‌یابی برد را ساده‌تر می‌کند
-
و در نهایت، کیفیت مونتاژ بردهای صنعتی و تولید انبوه را بهبود می‌دهد
این یعنی هر قدر حرفه‌ای‌تر پنل طراحی کنی، در تولید و مونتاژ، دردسر کمتر و سود بیشتری خواهی داشت. 🔧⚡
