تعمیرات برد الکترونیکی

 در دنیای امروز، بردهای الکترونیکی جزء جدایی‌ناپذیر تجهیزات صنعتی و دستگاه‌های الکترونیکی مورد استفاده در صنایع مختلف می باشند و با افزایش تولید و تنوع تجهیزات الکترونیکی، نیاز به پشتیبانی و خدمات پس از تولید این تجهیزات نیز در حال افزایش است. در این میان کشور ایران با ارتباطات محدود، تحریم های موجود و قدرت کم پول ملی، مشکلات عدیده ای در تأمین بردهای یدکی داشته و نیاز به تعمیرات و اورهال تجهیزات الکترونیکی در کشور ما محسوس تر می باشد.

تعمیرات بردهای الکترونیکی با کاهش هزینه ها، افزایش سرعت در دسترسی مجدد، کاهش نیاز به واردات و جلوگیری از خروج ارز، امکان راه اندازی و بهره برداری مجدد دستگاهها را فراهم می نماید و نقش مهمی در پایداری صنایع ایفا می کند ، بعضاً خرابی برد الکترونیکی یک تجهیز از یک کارخانه منجر به توقف سرتاسر خط تولید وابسته به آن گردیده و این مهم موجب توقف فعالیت افراد شاغل و ضرر سنگین برای صاحبان صنایع فوق و حتی اختلال در چرخه ی یک صنعت بزرگ می گردد.

اما تعمیرات تخصصی برد الکترونیکی یکی از مهم ترین مهارت‌ها است که شامل تشخیص دقیق مشکلات، شناسایی قطعات خراب و جایگزینی یا تعمیر این قطعات می‌باشد و نیازمند دانش فنی عمیق، تجربه عملی و استفاده از ابزارهای تخصصی است.از این روی هدف اصلی از نگارش این مقاله،آشنایی اصولی تر با مقوله تعمیرات برد و مراحلی است که در نیل به این هدف بایستی طی شود.

برد الکترونیکی چیست؟

برد الکترونیکی به عنوان مغز متفکر دستگاه، می‌تواند دستورات مناسب را صادر کرده و سیستم را در مسیر تعریف شده هدایت کند. این بردها به عنوان پایه ای برای نصب و اتصالات قطعات الکترونیکی مختلف عمل می‌کنند و امکان انتقال سیگنال و انرژی بین اجزا را فراهم می‌آورند. از مهمترین ویژگی‌های یک برد می‌توان به تعداد لایه‌های آن اشاره کرد. با افزایش تعداد لایه‌ها، پیچیدگی مدار، فرآیند تعمیر برد الکترونیکی و عیب یابی آن نیز دشوارتر خواهد شد. به طور کلی بردهای الکترونیکی در حوزه های مختلف از جمله لوازم خانگی، تجهیزات صنعتی، مخابراتی، پزشکی،دفاعی ، خودروسازی و .. و در سطوح مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد که فرآیند تعمیرات در هر حوزه نیازمند تجربیات خاص و دانش کافی خواهد بود.

آشنایی با انواع بردهای الکترونیکی

نظر به آنکه هردستگاه متناسب با حوزه‌ای که در آن به کار می‌رود، از حساسیت‌ها و ویژگی‌های خاصی بهره‌مند است، بردهای الکترونیکی را بر اساس حوزه‌های مختلف تقسیم‌بندی می‌کنیم. بر این اساس مهمترین این بردها عبارتند از:
1- بردهای صنعتی از جمله نیروگاهها، نفت، گاز، سدسازی، خودروسازی، آب و برق و ...
2- بردهای مخابراتی در سیستم های مختلف مثل Huawei، Fiberhome، ZTE، EWSD، Siemens، Gpon، Tellabs و ...
3- بردهای دفاعی که استانداردهای خاص خود را دارند
5- بردهای حوزه تجاری از جمله لوازم خانگی و اداری و ...
6-بردهای حوزه پزشکی که دارای شرایط و استانداردهای خاص خود می باشند.

جهت تعمیر انواع برد الکترونیکی لازم است که در هر حوزه، متناسب با ویژگی‌های آن زمینه، دانش و تجربه کافی کسب شود.

چرا به تعمیر بردهای الکترونیکی نیاز داریم؟

از مهمترین دلایلی که مصرف کننده را بر آن میدارد که به سراغ تعمیرات برد الکترونیکی معیوب خود برود، می‌توان به مباحث مالی و وجود تحریم‌ها اشاره کرد. پر واضح است که از نظر مالی، اغلب اوقات تعمیر یک دستگاه خراب بسیار به صرفه‌تر از جایگزینی آن با یک نمونه سالم است، به جز در مواردی که خرابی به اندازه ای به برد آسیب زده باشد که تعمیر آن غیر معقول است.

به عنوان نمونه اگر قسمتی از برد مدار چاپی سوخته باشد و یا مسیرهای بین قطعات  کاملا از بین رفته باشد، احتمالا خریداری یک دستگاه جدید منطقی تر است. از طرفی به علت وجود تحریم‌های مختلف، گاهی وارد کردن دستگاه از کشور مبدا دشوار و یا غیر قابل ممکن است. به طوری که معقول‌تر آن است که دستگاه خراب مجدد تعمیر شود و یا حتی در صورت حساس بودن دستگاه، فرآیند مهندسی معکوس و تولید داخلی دستگاه صورت گیرد. در نتیجه در مواجهه با دستگاهی که عملکرد آن دچار اختلال شده است، بهتر آن است که ابتدا در راستای تعمیر آن تلاش کنیم و در صورتی که دستگاه قابل تعمیر نباشد به سراغ گزینه‌های دیگر مانند خرید مجدد دستگاه برویم. در همین راستا در این مقاله با اصول اولیه و مراحل لازم جهت تعمیرات برد آشنا خواهیم شد.

انواع روش های تعمیرات برد الکترونیکی

بطور کلی در راستای تعمیر یک دستگاه معیوب 3روش کلی وجود دارد که عبارتند از تعمیر معمولی، تعمیر پیشرفته و مهندسی معکوس.
تعمیر معمولی یک دستگاه شامل اطمینان از اتصال درست جریان برق به دستگاه، چک کردن سیم‌های ورودی به دستگاه، تست فیوزها و به طور خلاصه بررسی همه عواملی است که به خارج از دستگاه مرتبط‌ هستند. انجام این روش معمولا پیچیدگی خاصی نداشته و توسط یک فرد مبتدی در الکترونیک نیز قابل انجام است.

در صورت انجام مرحله اول و عدم تغییر در وضعیت دستگاه، تعمیر آن نیازمند بررسی پیشرفته و تعمیرات تخصصی برد الکترونیکی و تحلیل قسمت‌های مختلف دستگاه خواهد بود. پیش نیاز انجام این روش که به عنوان تعمیر پیشرفته و یا  تعمیر تخصصی دستگاه نیز شناخته می‌شود، تجربه و تخصص در زمینه الکترونیک و آشنایی با ابزار و قطعات الکترونیکی و غیره می‌باشد.

سومین روش تحت عنوان مهندسی معکوس، تخصصی‌ترین روش در راستای تعمیر دستگاه است. مهندسی معکوس معمولا با هدف تولید مجدد دستگاه و یا دسترسی به اطلاعاتی نظیر برنامه آی‌سی قفل شده، بررسی سلامت برد مدار چاپی از هر جهت و به طور کلی استخراج تمامی ویژگی‌های دستگاه و داکیومنت سازی صورت می‌پذیرد.

در راستای آشنایی بیشتر با روش مهندسی معکوس به مقاله " مهندسی معکوس برد های الکترونیکی چیست و در چه شرایطی استفاده می شود؟ " در سایت راشامکاترونیک پارت مراجعه کنید.  تمرکز اصلی این مقاله، بیان مراحلی است که در پروسه تعمیرات تخصصی برد الکترونیکی باید طی شود تا ضمن آشنایی اولیه با این روش، توانایی تعمیر مدار الکترونیکی معیوب در سطح مبتدی را کسب کنید.

آشنایی با ابزار مورد نیاز برای تعمیرات بردهای الکترونیکی

اولین قدم برای شروع تعمیرات تخصصی برد الکترونیکی، تهیه‌ی ابزاری است که در انجام این پروسه به آن نیازمندیم. این ابزار شامل انواع پیچ‌گوشتی ها، پنس، کف‌چین، سیم قلع، قرص قلع، روغن قلع، قلع‌کش، روغن فلکسی، مولتی‌متر، منبع تغذیه، اسیلوسکوپ، هیتر و هویه و غیره است. فرض بر آن است که شما این ابزارها و طریقه استفاده از آن‌ها را می‌دانید. به طور کلی میز کار یک فرد متخصص در حوزه تعمیرات تخصصی برد الکترونیکی به صورت زیر خواهد بود.

همچنین در ادامه خواهید خواند که تعمیر یک دستگاه معیوب گاه با تعویض قطعات خراب انجام می‌شود.در نتیجه در راستای سرعت عمل در پروسه تعمیرات تخصصی برد الکترونیکی، یک تعمیرکار متخصص باید یک بانک از قطعات متداولی که استفاده می‌شود را در اختیار داشته باشد. در تصویر زیر یک نمونه کامل از این بانک قطعات را مشاهده می‌نمایید. 

مراحل تعمیرات پیشرفته برد الکترونیکی کدام اند؟

قبل از اینکه مراحل تعمیرات برد الکترونیکی را با هم بررسی کنیم، لازم است به این نکته اشاره ای داشته باشیم که آشنایی با مقدمات علم و تجربه الکترونیک پیش نیاز ورود به این مبحث می باشد. بعنوان مثال اگر شخصی با دمونتاژ و مونتاژ صحیح، آشنایی با قطعات و وظایف آنها، نحوه استفاده از ابزار اولیه از جمله هیتر و هویه و میزان جریان برق و ولتاژ دهی به تجهیز و ... آشنایی نداشته باشد و با اتکا به مطالب این مقاله سعی در تعمیر تجهیز خود داشته باشد، در کمترین حالت ممکن است با وارد کردن آسیب جدی فرایند تعمیرات را پیچیده تر و در بدترین حالت ممکن است خطرات ناشی از برق گرفتگی، جان شخص را به خطر بیاندازد. پس قبل از شروع پروسه تعمیرات، حتما در زمینه‌های ذکر شده مهارت کافی را کسب کنید. به طور کلی جهت تعمیر تخصصی و عیب‌یابی برد الکترونیکی، مراحل زیر باید طی ‌شود:


به طور کلی جهت تعمیر تخصصی یک دستگاه معیوب، مراحل زیر باید طی ‌شود:

1- باز نمودن دستگاه 
2- شست و شوی برد
3- بررسی ظاهری برد و چک کردن اتصالات برد
4- استخراج و مطالعه دیتاشیت قطعات
5- تست سرد قطعات
6- بررسی قلع سردی قطعات
7- سیگنال گیری برد
8- بررسی نرم افزاری و رفع باگ های احتمالی
9- بررسی ترک های لایه های میانی از طریق آنالیز تصاویر اشعه ایکس(در صورت نیاز)
10- بررسی و ریبال و بیک BGA ها
11- ریشه یابی علت بروز خرابی و رفع عامل اصلی خرابی
12- تست و کنترل کیفیت و مونتاژ دستگاه

مراحل ذکر شده به ترتیب از ساده‌ترین تا پیچیده‌ترین مرتب شده است. در نتیجه در هر مرحله عیب برد نمایان شود، فرآیند عیب‌یابی برد الکترونیکی به پایان رسیده و با برطرف کردن مشکل و در نهایت انجام مراحل 11 و 12،  دستگاه آماده بهره برداری خواهد بود.

مرحله اول:  باز نمودن دستگاه

همانطور که گفته شد، هر دستگاه شامل یک یا چندین برد الکترونیکی است که وظیفه پیشبرد وظایف معین شده را دارند. حال زمانی که عملکرد یک دستگاه دچار اختلال شود، لازم است که ابتدا با باز نمودن دستگاه به بردهای الکترونیکی آن دسترسی پیدا کنیم. این مرحله در عین سادگی می‌تواند بسیار پیچیده باشد، چرا که فراموشی در نحوه سر هم نمودن مجدد دستگاه و یا نحوه بستن پیچ‌ها می‌تواند به دستگاه و یا برد آسیب‌های جدی وارد کرده و خرابی جدیدی به بار آورد.

جهت جلوگیری از وقوع این مشکل احتمالی، در فرآیند استخراج برد از تمام جهات دستگاه، وضعیت قرار گرفتن بردها داخل دستگاه و تمامی پیچ ها و سوکت هایی که در هر مرحله باز می‌شوند، عکس و فیلم برداری صورت می‌گیرد. انجام درست این مرحله علاوه بر کمک به مونتاژ صحیح دستگاه، یک بانک اطلاعاتی تصویری از دستگاه شما نیز بر جای می‌گذارد.

مرحله دوم: شست و شوی برد

نظر به آنکه دستگاه در چه محیطی کار می‌کند، بردهای آن می‌توانند به گرد و غبار ، چربی، رسوبات و سایر موارد آلوده باشند. انجام این مرحله همیشه لازم نیست ولی عواملی همچون بهبود زیبایی برد، جلوگیری از خوردگی برروی قطعات و بهبود عملکرد برد مارا بر آن میدارد که قبل از شروع فرآیند تعمیرات برد الکترونیکی، آن را با مواد مناسب شست و شو دهیم.
به طور کلی گاهی وجود آلودگی برروی پایه‌های قطعات همچون سنسورها، سبب اختلال در عملکرد آن و یا کاهش مقادیر مربوط به قطعه می‌شود. از این روی گاهی ممکن است تنها با انجام همین مرحله، دستگاه تعمیر شده و فرآیند تعمیرات به پایان برسد.

البته شرط اصلی این فرآیند، انتخاب درست محلول متناسب با نوع آلودگی و میزان حساسیت برد و همچنین شست و شوی صحیح و اصولی آن است، به طوری که ضمن از بین رفتن کامل آلودگی و اثرات آن، به برد و قطعات آسیبی وارد نشود. از معمول ترین این مواد می‌توان به آسران، تینر، بنزین و محلولهای تخصصی برای رفع مواد خاص اشاره کرد.

اگرچه شست و شوی برد با بنزین توصیه نمی‌شود، ولی در مواردی خاص ناچار به استفاده از آن هستیم، چرا که بنزین یک حلال قوی است که می‌تواند چربی‌ها و روغن را به طور موثر حل کند. از طرفی می‌دانیم که گاهی در راستای محافظت و عایق‌بندی بردهای الکترونیکی در برابر رطوبت، گرد و غبار، و شوک‌های حرارتی و مکانیکی از رزین استفاده می‌شود.

رزین مایعی چسبناک است که بعضا توسط بنزین به خوبی حل شده و از بین می‌رود. در نتیجه در مواردی که برد آلودگی‌های چسبنده دارد و یا بسیار آغشته به روغن است، استفاده از بنزین برای آلودگی زدایی متداول است. هرچند همانطور که گفته شد، به علت قابلیت اشتعال بالای بنزین، استفاده از آن برای شست و شو توصیه نمی‌شود، ولی در صورت لزوم حتما از دستکش استفاده کرده و نکات ایمنی را رعایت کنید. 

لازم به ذکر است پس از برداشتن عایق ها از جمله رزین ها برای تعمیرات می بایست با تهیه رزین مورد نیاز، نسبت به عایق سازی مجدد برد اقدام نمائیم که این بخش نیز مستلزم توجه به نکاتی است که در این بخش به آن ورود نمی کنیم.

پیشنهاد می‌شود جهت آشنایی کامل تر با نکات کلیدی و جزئیات بیشتر در راستای  این مرحله به مقاله "نحوه شستشوی برد الکترونیکی" در سایت شرکت راشا مکاترونیک پارت مراجعه کنید.

مرحله سوم: بررسی ظاهری برد و چک کردن اتصالات برد

گاهی با نگاه دقیق به قسمت‌های مختلف برد و تست کابل‌های میان بردها، عیب آن نمایان می‌شود. در مواردی ممکن است قسمتی از برد و یا قطعه ای سوخته و سیاه شده باشد. یا کابل‌هایی که بردهای مختلف دستگاه را به هم ارتباط می‌دهند، پاره شده باشند. 
  

همچنین گاهی ممکن است عللی همچون حرارت و فشار زیاد و یا ارتعاشات قوی سبب پارگی تِرَک‌های روی برد بشود. ترک به مسیرهای رسانایی اطلاق می‌شود که بر روی بر مدار چاپی کشیده شده و با اتصال قطعات الکترونیکی مختلف به یکدیگر، جریان‌های الکترونیکی و سیگنال را بین نقاط مختلف انتقال می‌دهند.

در مورد قطعه سوخته، گاهاً می‌توان با تعویض آن با قطعه سالم ایراد را برطرف کرد چرا که در برخی موارد، سوختگی یک قطعه سبب آسیب دیدن قطعات مجاور و یا قطعاتی می‌شود که در ارتباط با آن قرار دارند. در مواردی که اطلاعات قطعه در دسترس نبوده و یا سوختگی سبب پارگی ترک‌ها بشود، تعمیر برد الکترونیکی نیاز به تخصص حرفه ای در این زمینه دارد.

چرا که در مورد اول، لازم است با تحلیل رفتار برد و بررسی قطعات دیگر، جایگزین مناسبی برای قطعه سوخته در نظر گرفت و از طرفی در صورت پارگی ترک ها، لازم است با بررسی دقیق تر برد به ترمیم ترک‌های پاره شده پرداخته شود. اشتباه در انجام این مرحله، سبب پیشروی آسیب به نقاط دیگر برد خواهد شد. 

به طور کلی انجام این سه مرحله دشواری و ریسک کمتری دارد و امکان  آسیب جدی به برد کمتر است. ولی ادامه مراحل تعمیرات برد الکترونیکی نیاز به تسلط کافی روی قطعات الکترونیکی مختلف و توانایی تحلیل رفتار برد را دارد. از این روی شرکت راشامکاترونیک پارت به عنوان یک مرکز تخصصی تعمیرات بردهای الکترونیکی و با تجربه 17 ساله‌ی تیم فنی با کادر مجرب و جوان و با زیرساخت مناسب تجهیزات، آماده ارائه خدمات متنوع در این زمینه می باشد.

مرحله چهارم: استخراج و مطالعه دیتاشیت قطعات 

تست هر قطعه الکترونیکی با مولتی متر و یا اسیلوسکوپ نیازمند آن است که اطلاعات کافی درباره قطعه و نوع رفتار آن در اختیار کارشناس تعمیر باشد. در این راستا ابتدا با جست و جوی پارت نوشته شده روی قطعات برد، دیتاشیت مربوطه استخراج و مطالعه می گردد.

دیتاشیت، سندی است که اطلاعات فنی و مشخصات کامل یک قطعه الکترونیکی اعم از مشخصه‌های الکترونیکی،تصویر و اندازه قطعه، بلوک دیاگرام قطعه در صورت وجود، نکات کاربردی و مواردی دیگر را به صورت دقیق و جامع ارائه می‌دهد.

همچنین معمولا خود دستگاه نیز دارای یک دیتاشیت یا داکیومنت اصلی است که به صورت کامل عملکرد و بعضی موارد ضروری را تشریح می‌کند گفتنی است این دیتاشیت‌ها گاهاً به صدها صفحه نیز می‌رسند و مطالعه و تحقیقات روی آن‌ها، به کارشناس تعمیر کمک می‌کند ضمن درک صحیح از رفتار دستگاه، به تست درست مدار و شناسایی مغایرتها و در نهایت رفع عیوب برد بپردازد.

به طور کلی تست برد الکترونیکی در دو حالت خاموش و روشن صورت می‌پذیرد که در ادامه بیشتر با این دو روش آشنا خواهیم شد.

مرحله پنجم: تست سرد قطعات

تست سرد قطعات یا تست خاموش برد به حالتی اطلاق می‌شود که بررسی و ارزیابی قطعات بدون اتصال جریان برق به برد الکترونیکی صورت می گیرد. مولتی متر و RLC متر، متداول‌ترین ابزار جهت نیل به این هدف‌اند. 

به طورکلی مولتی متر، ابزاری برای اندازه‌گیری ولتاژ و جریان است. این دستگاه دارای یک پیچ سلکتور است که جهت تنظیم واحدها و حدود و رنج‌های مختلف اندازه‌گیری به کار می‌رود.‌ این ابزار معمولاً برای تست مقاومت، خازن، دیود و ترانزیستور،  قطع و وصل بودن مسیر، اندازه‌گیری ولتاژ دی سی و متناوب، جریان مستقیم و متناوب می‌باشد.

به طور مشابه RLC متر نیز یک ابزار اندازه‌گیری الکترونیکی است که برای تعیین دقیق‌تر مقادیر مقاومت، ظرفیت خازن و اندوکتانس سلف به کار می‌رود. مزیت RLC متر نسبت به مولتی‌متر آن است که مقادیر را به صورت دقیق‌تر اندازه گرفته و توانایی محاسبه نشتی خازن را نیز داراست.

تست قطعات به دو صورت روی برد و خارج از برد صورت می‌گیرد. در صورت تست قطعه روی برد، احتمال دارد مقداری که مولتی متر نشان می‌دهد با مقدار واقعی تفاوت داشته باشد، چرا که ممکن است قطعه روی برد از قطعات دیگری نیز تاثیر بپذیرد. به عنوان نمونه، می‌دانیم مقاومت‌ها به صورت سری یا موازی روی برد قرار می‌گیرند.

همچنین می‌دانیم در صورت موازی شدن یک مقاومت، مقدار آن کاهش میابد. در نتیجه جهت اندازه‌گیری مقدار دقیق مقاومت در حالت موازی، باید آن را از روی برد دمونتاژ کنیم. پرواضح است دمونتاژ تک تک قطعات از روی برد ، کاری غیر منطقی و هزینه‌ بر است و جز برای قطعاتی خاص صورت نمی‌گیرد.

از طرفی لازمه تست قطعات روی برد نیازمند آشنایی کامل با قطعات و رفتار آن‌ها و تسلط کامل برروی مقوله تعمیرات بردهای الکترونیکی است. به عنوان مثال باید بدانیم در تست مقاومت در هر حالتی، مقدار آن یا برابر با کد درج شده روی آن خواهد بود و یا کمتر از آن، پس در حالتی که مولتی‌متر مقداری بیشتر از کد درج شده روی مقاومت را نمایش دهد، احتمالا قطعه سوخته است.

نتیجه آنکه تست قطعه روی برد و تشخیص خرابی آن کار آسانی نخواهد بود و نیازمند تجربه کافی و دانش فنی است. در این راستا می توان از متخصصان شرکت راشامکاترونیک که با تسلط کامل بر تست همه قطعات اعم از آی‌سی های برنامه پذیر و قطعات ساده‌تر، توانایی یافتن قطعات خراب در کمترین زمان را دارند بهره برد.

همچنین از مهمترین عواملی که سبب عملکرد بهتر و طولانی‌تر دستگاه می‌شود، استفاده از قطعات اورجینال است. بسیار رخ می‌دهد که به خصوص در دستگاه‌های پیشرفته صنعتی، تعویض قطعه خراب با نمونه غیر اصلی موجود، مشکل را برطرف نکرده، و یا در صورت برطرف شدن مشکل، دستگاه پس از مدتی مجدد از همان نقطه آسیب می‌بیند. 

مرحله ششم: بررسی قلع سردی

همانطور که پیش‌تر اشاره شد، انتقال سیگنال و انرژی روی برد مدار چاپی از طریق ترک‌هایی صورت میگیرد که بین قطعات مختلف کشیده شده است. شرط لازم برای تحقق این امر آن است که قطعه الکترونیکی روی برد به خوبی مونتاژ شود تا جریان الکتریکی متناسب با مسیرهای تعبیه شده روی برد، از قطعات عبور کند.

مونتاژ قطعات به پروسه قرار دادن قطعه روی برد مدار چاپی و اتصال آن توسط سیم لحیم، گفته می‌شود. انجام این کار نیز یک مهارت اساسی در الکترونیک است که موضوع بحث این مقاله نیست. به طورکلی قلع سردی به حالتی اطلاق می‌شود اتصال مناسبی بین قطعه و برد صورت نگیرد. از مهمترین عواملی که منجر به قلع سردی می‌شود.

می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
1- گرم نبودن هویه به اندازه کافی که سبب آن می‌شود قلع به درستی ذوب نشود.
2- آلودگی سطح برد یا قطعات
3- استفاده از قلع نامناسب
4- کهنه شدن قلع استفاده شده
5- کارکرد برد در محیط آلوده
 

موارد یک تا سه اغلب در زمان تولید برد اهمیت دارند در حالی که موارد چهار و پنج به مقوله شرایط نگهداری مربوط‌اند. 
گذر زمان و کهنه شدن قلع روی برد و همچنین تماس آلودگی با سطح برد، می‌تواند سبب آن شود که قلع توانایی خود در انتقال جریان را از دست بدهد. این حالت نیز زیر مجموعه قلع سردی بوده و نیاز است مجدد عمل مونتاژ قطعه صورت بگیرد. تشخیص قلع سردی، نیازمند بررسی دقیق قلع‌های به کار رفته در قطعات است و از مهمترین نشانه‌های آن، کدر شدن قلع می‌باشد. همچنین در حالت پیشرفته‌تر با روشن کردن برد و دنبال کردن مسیر انتقال سیگنال و انرژی، نقطه قطع شدن سیگنال را پیدا کرده و با رفع قلع سردی، مشکل برطرف می‌شود. گفتنی است به جهت اطمینان از رفع کامل قلع سردی بهتر است پس از یافتن نقطه مورد نظر، قطعات اطراف نیز شارژ قلع شوند. 

مرحله هفتم: سیگنال‌گیری برد

اغلب اتفاق می‌افتد که قطعات از نظر تست با مولتی متر رفتاری طبیعی از خود نشان می‌دهند، درحالی که در زمان کارکرد دستگاه، عملکرد مطلوبی ندارند. علت این امر، تاثیری است که قطعات در ارتباط باهم از یکدیگر دریافت می‌کنند. همچنین شناسایی خرابی در قطعاتی مانند مدار مجتمع‌ها، ماسفت‌ها، تریستورها و غیره، تنها از طریق تست سرد امکان‌پذیر نیست. در این حالت کارشناس تعمیر، ابتدا با تحلیل برد و اطلاعات آن، ولتاژهای مورد نیاز جهت راه اندازی برد را شناسایی کرده و سپس با اعمال آن، اصطلاحا برد را روشن می‌کند. سپس با استفاده از اسیلوسکوپ و با اتکا به دیتاشیت‌، به سیگنال‌گیری قطعات می‌پردازد.

اسیلوسکوپ

اسیلوسکوپ (Oscilloscope) یا به اختصار اُسکوپ، ابزاری است که قادر است تغییرات ولتاژ براساس زمان را به صورت نموداری در هر نقطه از برد الکترونیکی نمایش دهد. زمانی که یک برد الکترونیکی روشن می‌شود، فارغ از نوع و مقدار ولتاژ ورودی، مقادیر ولتاژ متناسب با قطعات روی برد تغییر می‌کند. به عنوان مثال ولتاژ ورودی ممکن است سبب روشن شدن یکی از آی‌سی ها بشود که وظیفه ساخت سیگنال کلاک (Clock) مربعی میکروپروسسور را دارد.
 

به طور کلی متداول‌ترین سیگنال‌هایی که توسط اسکوپ قابل مشاهده هستند عبارتند از سیگنال DC، سیگنال سینوسی و سیگنال مربعی.
تعمیرات برد الکترونیکی به روش تست گرم آن است که کارشناس متخصص پس از اعمال ولتاژ ورودی مناسب، به تجزیه و تحلیل سیگنال‌های مختلف روی برد به وسیله اسکوپ پرداخته و با تسلط بر کاربرد و مقادیر نامی هر قطعه متناسب با دیتاشیت، سالم یا معیوب بودن هر قطعه را بررسی نماید. در نهایت با تعویض قطعات خراب، دستگاه را تعمیر بنماید. برای آشنایی بیشتر مقاله اسیلوسکوپ چیست را در همین سایت مطالعه فرمایید.

مرحله هشتم: بررسی نرم افزاری و رفع باگ های احتمالی

همانطور که پیش‌تر اشاره شده، تعدد آی سی های برنامه پذیر به کار رفته در برد، فرآیند تعمیرات برد را پیچیده‌تر می‌کند. آی‌سی‌های برنامه پذیر نوعی از مدارات مجتمع هستند که می‌توانند توسط کاربر و متناسب با هدف وی، برنامه‌ریزی شوند.
در نگاه کلی این آی‌سی ها به دو دسته میکروکنترلر و  FPGA تقسیم می‌شوند.
میکروکنترلرها تراشه‌های بسیار کوچکی هستند که از سه بخش اصلی پردازنده و ورودی و خروجی تشکیل می‌شوند. با توجه به اندازه کوچک، هزینه کم و قابلیت برنامه‌ریزی بالا، از آن‌ها در راستای کنترل دستگاه‌های مختلف از جمله لوازم خانگی، خودروها، ربات‌ها و سیستم‌های صنعتی استفاده می‌شود. همچنین برنامه‌ریزی این تراشه‌ها اغلب با زبان C و یا Assembly انجام می‌شود.

FPGAها نیز تراشه‌های نیمه رسانای قابل برنامه ریزی هستند که از بلوک‌های منظقی کوچک و قابل پیکربندی تشکیل شده‌اند. این تراشه‌ها قابلیت طراحی و پیاده‌سازی مدارهای دیجیتالی پیچیده متناسب با خواسته کاربر را دارند. با توجه به توان برنامه‌ریزی بالاو انعطاف‌پذیری در پیکربندی دلخواه، FPGAها در کاربردهای مختلفی از جمله پردازش تصویر، مخابرات و سیستم‌های کنترل صنعتی به کار می‌روند. مزیت FPGA به میکروکنترلر آن است که FPGA می‌تواند وظایف مخالف را به صورت موازی و با سرعت بالا انجام دهند در حالی که میکروکنترلرها برای وظایف به خصوصی طراحی می‌شوند.

از نکات قابل توجه در رابطه با آی‌سی های برنامه پذیر قابلیت قفل شدن آن‌ها توسط برنامه نویس و با هدف حفاظت از کد اصلی و جلوگیری از دسترسی افراد غیرمجاز است. این پروسه شامل اعمال تنظیمات و محدودیت‌هایی است که اجازه تغییر و دسترسی به برنامه اصلی توسط افراد تایید نشده را سلب می‌کند. به عنوان مثال آی‌سی های برنامه‌پذیر شرکت Fanuc، طوری طراحی شده‌اند که غیر قابل دسترسی توسط عموم بوده و هیچ اطلاعات و مشخصه‌ای از آن‌ها یافت نمی‌شود.
 
حال در یک دستگاه الکترونیکی شامل آی‌سی برنامه پذیر ، عواملی همچون نوسانات برق، تداخلات الکترومغناطیسی، خرابی سخت افزار و غیره می‌توانند سبب ایجاد اختلال و نقص در برنامه آی‌سی شده و عملکرد دستگاه را مختل کنند. در چنین شرایطی لازم است برنامه آی‌سی توسط یک متخصص حرفه‌ای بازنگری شده و ایرادات به وجود آمده توسط وی رفع شوند. همچنین در صورت امکان می‌توان قسمت‌هایی از برنامه، متناسب با نیاز کارفرما مجدد پیکربندی گردد.

در همین خصوص متخصصان نرم افزار شرکت راشا مکاترونیک پارت با در اختیار داشتن انواع پروگرامرها نسبت به استخراج و بررسی برنامه انواع قطعات اقدام و باگهای ایجاد شده را برطرف می کنند، حتی در مواقعی که برنامه تراشه برنامه پذیر قفل باشد در صورت نیاز فرایند کرک آی سی (شکستن قفل آی‌سی) انجام شده و کد هگز قطعه جهت ادامه فرایند تعمیرات در اختیار کارشناس قرار می گیرد.

آی‌سی های Asic دسته ‌ای دیگر از تراشه‌های برنامه پذیر هستند که به درخواست کارفرما و در راستای انحصاری شدن محصول، تولید می‌‌شوند. دسترسی به دیتاشیت و کد برنامه این تراشه‌ها، به جز توسط شرکت سازنده، به هیچ عنوان عملی نخواهد بود. به عنوان نمونه دستگاه‌های CNC تولیدی توسط شرکت Fanuc، از یک آی‌سی پردازنده با نام خاص Fanuc استفاده می‌کنند.

در مواقعی که نتیجه بررسی‌ها حاکی از معیوب بودن این تراشه‌ی خاص است، و با توجه به اینکه هیچ دیتاشیتی از این قطعات در دسترس کارشناس‌ها نمی‌باشد، به جز تعویض تراشه مورد نظر با تراشه سالم، امکان راه‌اندازی برد میسر نیست.  لذا در بعضی موارد خاص، شرکت راشامکاترونیک پارت مرکز تعمیرات تخصصی برد الکترونیکی با ارتباطات گسترده‌ با تامین کننده‌های قطعات استوک در کشورهای چین و آسیای شرقی، امکان تهیه ی برخی از این قطعات خاص به صورت استوک و  جهت استفاده در فرآیند تعمیرات و اور هال تجهیزات کارفرمای خود را دارد.

مرحله نهم: بررسی ترک های لایه های میانی از طریق انالیز تصاویر اشعه ایکس (در صورت نیاز)

در مباحث قبلی به علل پاره شدن ترک‌های روی برد اشاره شد. قصد داریم در این بخش، به توضیح بیشتر پیرامون این موضوع بپردازیم. همچنین می‌دانیم در یک تقسیم بندی کلی، بردها به سه دسته‌ یک لایه، دولایه و چند لایه تقسیم می‌شوند.
مهمترین علت‌های پاره شدن ترک عبارتند از تغییرات دما ، فشار مکانیکی و ارتعاشات قوی 
تغییرات زیاد دما می‌تواند سبب انبساط و انقباض برد شود. این فرآیند می‌تواند منجر به آن ‌شود که لایه‌های میانی برد همپوشانی پیدا کرده و سبب سوختن برد بشود.
فشار زیاد دیگر علتی است که می‌تواند باعث خسارت به برد شود. در صورتی که جای برد مناسب نباشد و یا به برد ضربه‌ای وارد شود، ممکن است برد مدار چاپی شکسته و یا ترک‌های آن پاره شود.
و در آخر در شرایطی که برد تحت ارتعاش و لرزش قوی قرار بگیرد، ممکن است در صورت کیفیت پایین برد، ترک‌ها جابه جا شده و روی هم قرار بگیرند.
در چنین شرایطی بررسی ترک‌های رو و زیر برد با چشم مسلح شدنی است ولی ترک‌های موجود در لایه‌های میانی غیر قابل دسترس اند. به همین منظور شرکت راشامکاترونیک با استفاده به‌روزترین تکنولوژی در عصر الکترونیک، توانایی عکس‌برداری از برد با استفاده از اشعه ایکس از لایه‌های میانی برد را دارد تا بتواند با آنالیز این تصاویر نقاط پارگی را تشخیص داده و در صورت امکان به ترمیم آن‌ها بپردازد. گفنتی است با توجه به پیچیدگی این روش، این فرآیند هزینه بر تنها به درخواست مشتری و در موارد خاص صورت می‌پذیرد.

مرحله دهم: بررسی و ریبال و بیک BGA ها

BGA مخفف عبارت "Ball Grid Array"  به معنای آرایه شبکه توپی, نوعی بسته بندی سطحی است که جهت نصب و اتصال مدارهای مجتمع بر روی بردهای مدار چاپی استفاده می‌شود. بارزترین ویژگی BGAها استفاده از مجموعه‌ای از توپ‌های لحیم‌کاری کوچک است در زیر تراشه قرار داشته و از این طریق به برد مدار چاپی متصل می‌شود. همچنین مهم‌ترین مزیت استفاده از این روش، بهبود عملکرد الکتریکی و امکان اتصال با چگالی بالاتر نسبت به روش‌های سنتی مبتنی بر پین است.

اگرچه استفاده از BGA در دنیای الکترونیک مدرن و در دستگاه‌های هوشمند و پیشرفته متداول است، پروسه تعمیر آن‌ها بسیار چالش برانگیز می‌باشد. به عنوان نمونه، عواملی همچون حرارت زیاد و فشار الکتریکی می‌تواند منجر به ذوب شدن و تداخل قلع در زیر BGA و عدم کارکرد صحیح شود. در این شرایط نیاز است اتصالات آن از طریق روش‌هایی نظیر عکس برداری با اشعه ایکس بررسی شود و در نهایت در صورت لزوم، تراشه مجدد ریبال شود که خود پروسه ای بسیار تخصصی است. ریبال در الکترونیک به فرایندی گفته می‌شود که طی آن توپ‌های قلع  را بر روی تراشه‌های BGA  دوباره نصب می‌کنند.
از دیگر مفاهیم مرتبط با این موضوع، پروسه بیک کردن BGA است. زمانی‌که چند سال از تاریخ تولید BGA بگذرد،، عواملی همچون ماندنگاری طولانی در انبار و قرارگیری در محیط مرطوب و نامناسب، سبب تجمع بخار در تراشه می‌شوند. در این شرایط ضروری است قبل از مونتاژ، BGA را بمدت 8 تا 10 ساعت در معرض گرمای 100 درجه قرار دهیم تا کاملا خشک شود تا عملکرد صحیح آن تضمین گردد. به این فرآیند بیک کردن BGA اطلاق می‌شود.
 

کار با BGAها علاوه بر تخصص و تجربه نیازمند ابزاری همچون پری هیتر، شابلون، خمیر قلع و غیره است که شرکت راشامکاترونیک پارت در این زمینه نیز با استفاده از پیشرفته‌ترین تکنولوژی‌ها آماده ارائه خدمات در این زمینه می‌باشد.
 

مرحله یازدهم: ریشه یابی علت بروز خرابی و رفع عامل اصلی خرابی

از مهمترین مراحل پس از تعمیرات برد الکترونیکی، ریشه‌یابی علت خرابی آن است تا با حل آن، عمر برد تعمیر شده افزایش یابد.
به صورت کلی عواملی که منجر به خرابی برد الکترونیکی می‌شوند به دو دسته بیرونی و درونی تقسیم می‌شوند که در ادامه به بررسی هرکدام می‌پردازیم.

عوامل درونی:

منظور از عوامل درونی، قطعاتی است که روی برد و داخل دستگاه استفاده شده است. گاهی ممکن است به علت طول عمر بالای برد، قطعات حساس کارایی اولیه را نداشته و سبب سوختن قطعات مرتبط بشود. در این حالت اگرچه با تعویض قطعه سوخته، دستگاه تعمیر می‌شود، ولی علت اصلی خرابی رفع نشده است. در این شرایط متخصصان شرکت راشامکاترونیک پارت با تجزیه و تحلیل عملکرد برد، علت بروز خطا را یافته و با رفع آن، طول عمر دستگاه را افزایش می‌دهند.

عوامل بیرونی:
گاهی متناسب با محیطی که دستگاه در آن کار می‌کند، عوامل بیرونی همچون دمای بالا، فشار برق زیاد، رطوبت بالای هوا، گرد و خاک و غیره سبب سوختن بعضی از قطعات برد می‌شوند. در این حالت متخصصان شرکت راشامکاترونیک با بررسی محیطی دستگاه، از قطعات با مشخصه‌های متناسب با محیط استفاده می‌کنند به طوری که نه تنها در عملکرد دستگاه خللی وارد نشود، بهره‌وری آن نیز افزایش یابد.

مرحله دوازدهم: تست و کنترل کیفیت و مونتاژ دستگاه

آخرین مرحله در فرآیند تعمیرات برد الکترونیکی، مونتاژ مجدد دستگاه و اطمینان از عملکرد صحیح آن در محیط کار می‌باشد. در این مرحله کارشناس تست و کنترل کیفیت، خصوصیات مختلف مربوط به دستگاه را سنجیده و در صورت پاس شدن فاکتورهای لازم، دستگاه مجدد به چرخه کار باز میگردد.

نکات تعمیر برد الکترونیکی

به عنوان بخش تکمیلی پیرامون آنچه گفته شد، به این نکات نیز توجه کنید:

1- مهمترین نکته در تعمیر بردهای الکترونیکی، کسب تجربه کافی در این حوزه است. عدم تشخیص صحیح نحوه عملکرد برد و شناسایی بخش‌های مختلف آن، همچنین عدم به کارگیری ابزار مناسب در راستای برطرف نمودن ایراد، می‌تواند سبب پیشروی خرابی در قسمت های مختلف برد بشود. بر این اساس پیشنهاد می‌شود بدون تجربه کافی از دستکاری دستگاه خود بپرهیزید و همچنین پیش از سپردن دستگاه جهت تعمیر، از اعتبار شرکت مورد نظر اطمینان حاصل کنید.

2- بخارهای ناشی در استفاده از قلع جهت مونتاژ قطعات و همچنین استفاده از محلول‌های شیمیایی برای تمیز نمودن برد، همگی سمی بوده و می‌تواند سبب بیماری‌های مختلف شود. به همین جهت، نکات ایمنی و استفاده از دستکش و ماسک را بسیار جدی بگیرید.

تعرفه تعمیرات برد الکترونیکی

عواملی که در تعیین قیمت تعمیر یک برد الکترونیکی مؤثر است، معمولا شامل موارد زیر خواهد بود:

1. مقدار پیچیدگی برد از نظر طراحی و تعداد لایه‌های آن
2. وجود و یا عدم وجود آی‌سی برنامه پذیر و BGA روی برد و همچنین تعداد آن‌ها
3. وجود قطعات خراب در داخل و یا نیاز به تامین آن‌ها از خارج از کشور
4. میزان پیشرفت خرابی در برد
5. ارتباط خرابی برد با بخش سخت افزاری ، نرم افزاری و هردو مورد
6. وجود و یا عدم وجود شرایط تست در شرکت و یا نیاز به حضور کارشناس در محل
7. مقدار زمان لازم برای عیب‌یابی و تعمیر برد

گفتنی است با توجه به معیارهای ذکر شده، گاهی خرید یک برد جدید و جایگزینی آن با برد خراب، به صرفه‌تر از تعمیر مجدد آن خواهد بود. به همین منظور، در شرکت راشا مکاترونیک پارت، اصل بر آن است که ابتدا قیمت برآورده شده توسط کارشناس و زمان مورد نیاز جهت تعمیر به مشتری اعلام می‎‌شود و در صورت تایید، فرآیند تعمیرات برد شروع خواهد شد. ذکر این نکته نیز حائز اهمیت است که بررسی و تعیین قیمت اولیه توسط شرکت راشا مکاترونیک پارت، شامل هیچ هزینه‌ای نخواهد بود.

آنچه خواندید خلاصه‌ای از مراحلی است که لازم است در فرآیند تعمیر و عیب‌یابی برد الکترونیکی(شامل انواع بردها)، طی شود. گفتنی است واحد تعمیرات شرکت راشا مکاترونیک پارت با سابقه 17 ساله در تعمیرات تخصصی انواع بردهای الکترونیکی پیشرفته دارای کارشناسان مجرب نرم افزار و سخت افزار الکترونیک با همکاری واحدهای مختلف مهندسی و بازرگانی در شرکت و با در اختیار داشتن زیرساخت‎های مناسب تجهیزات تست و دسترسی به انواع قطعات اورجینال آماده ارائه خدمات مطلوب تعمیرات تخصصی انواع بردهای الکترونیکی در حوزه های مختلف می باشند.