Hội PCB là gì?

lắp ráp PCBđề cập đến quá trình lắp ráp tất cả các linh kiện điện tử như điện trở, bóng bán dẫn, điốt, v.v. lên một bảng mạch in và phương pháp lắp ráp có thể là thủ công hoặc cơ khí. Mọi người thường nhầm lẫn giữa lắp ráp PCB với sản xuất PCB, chúng bao gồm các quy trình hoàn toàn khác nhau. Đối với sản xuất PCB, nó bao gồm rất nhiều quy trình bao gồm thiết kế và tạo mẫu, trong khi việc lắp ráp bảng mạch in bắt đầu sau khi chế tạo PCB và tất cả là về vị trí lắp đặt linh kiện.

3 loại công nghệ lắp ráp PCB

Sự tiến bộ của công nghệ điện tử đã mang lại nhiều khả năng hơn cho việc lắp ráp PCB. Hiện nay có ba công nghệ lắp ráp thường được sử dụng, một là SMT (Công nghệ gắn trên bề mặt), thứ hai là THT (Công nghệ xuyên lỗ) và thứ ba là sự kết hợp của hai công nghệ trước.

Công nghệ gắn trên bề mặt

Lắp ráp PCB PCB

SMT Assembly chủ yếu được lắp ráp bằng các thiết bị gắn trên bề mặt hàn (SMD) trên PCB. Vì gói linh kiện SMD tiêu chuẩn có kích thước nhỏ nên toàn bộ quá trình phải được kiểm soát cẩn thận để đảm bảo độ chính xác cao và nhiệt độ thích hợp của các mối hàn. May mắn thay, SMT là một công nghệ lắp ráp hoàn toàn tự động, tự động lấy các bộ phận riêng lẻ và đặt chúng lên PCB với độ chính xác cực cao.

Công nghệ xuyên lỗ

THT là công nghệ lắp ráp PCB truyền thống hơn, trong đó trình cài đặt chèn các linh kiện điện tử như tụ điện, cuộn dây, điện trở lớn và cuộn cảm vào bảng mạch thông qua các lỗ. So với SMT, việc lắp xuyên lỗ cho phép lắp ráp các bộ phận có kích thước lớn và mang lại liên kết cơ học chắc chắn hơn, cũng phù hợp hơn cho việc thử nghiệm và tạo mẫu. thêm Lắp ráp PCB THT>>

Công nghệ lắp ráp PCB hỗn hợp

Các sản phẩm điện tử có xu hướng được thiết kế nhỏ gọn hơn, có nhiều chức năng hơn nên đặt ra yêu cầu cao hơn vềlắp ráp bảng mạch in. Người ta cần lắp ráp các mạch có độ phức tạp cao trong một không gian hạn chế, nếu chỉ sử dụng SMD hoặc PTH thì khó đạt được hiệu quả mong muốn, chúng ta cần kết hợp công nghệ SMT và THT. Khi sử dụng công nghệ lắp ráp pcb hỗn hợp, phải thực hiện các điều chỉnh phù hợp để đơn giản hóa việc hàn và lắp ráp.

Quy trình lắp ráp PCB

Bước 1: Hàn dán stenciling

Trong bước đầu tiên, chất hàn sẽ được bôi lên bảng. Chất hàn dán có màu xám và bao gồm các quả cầu kim loại nhỏ bao gồm 96,5% thiếc, 3% bạc và 0,5% đồng. Hãy nhớ sử dụng với lượng có kiểm soát và đảm bảo bôi vào đúng vị trí. trong mộtlắp ráp PCBDây chuyền, bảng mạch in và giấy nến hàn được giữ bằng kẹp cơ khí và lượng kem hàn chính xác được áp dụng cho các khu vực mong muốn. Máy sẽ bôi hỗn hợp bùn lên khuôn tô cho đến khi phủ đều từng khu vực hở. Cuối cùng, khi tháo khuôn tô ra, chúng ta có thể thấy miếng dán hàn vẫn ở đúng vị trí.

Bước 2: Chọn và đặt

Ở bước thứ hai, chúng ta cần sử dụng máy gắp và đặt có thể tự động đặt các bộ phận gắn trên bề mặt lên bảng mạch in. Hiện nay, linh kiện SMD được sử dụng rộng rãi trên các loại PCB, có thể lắp ráp với hiệu suất cao. Trước đây, việc gắp và đặt được áp dụng thủ công và người lắp ráp cần phải chú ý nhiều trong quá trình này để đảm bảo rằng tất cả các bộ phận đều được đặt đúng vị trí. Mặc dù hệ thống gắp và đặt tự động được vận hành bởi robot có thể làm việc 24/7 mà không mệt mỏi, nhưng nó đã cải thiện năng suất và giảm sai sót ở mức độ lớn. Máy gắp các bảng mạch in bằng tay cầm chân không rồi di chuyển chúng đến trạm gắp và đặt. Sau đó, robot sẽ đặt PCB trên trạm và các thành phần SMD sẽ được đặt lên trên miếng dán hàn ở các vị trí dự định.

Bước 3: Hàn lại

Sau khi chọn và đặt, cụm PCB sẽ chuyển sang quy trình hàn nóng chảy lại. Các bảng mạch sẽ được chuyển đến lò nung lại lớn thông qua băng tải. Lò nướng sẽ làm nóng lợn đực ở nhiệt độ cao, thông thường khoảng 250 độ C, để làm tan chảy chất hàn trong kem hàn. Khi quá trình gia nhiệt kết thúc, các bo mạch sẽ được di chuyển qua lò bao gồm một loạt lò sưởi làm mát, giúp làm mát và đông cứng chất hàn nóng chảy. Trong quá trình hàn nóng chảy lại, chúng ta nên chú ý đến một số bo mạch đặc biệt, chẳng hạn như PCB hai mặt. Mỗi mặt của PCB hai mặt cần được in khuôn và hàn nóng chảy lại riêng biệt, thông thường, bên nào có ít thành phần hơn sẽ được hàn nóng chảy lại trước, sau đó là bên còn lại.

Bước 4: Kiểm tra

Các bảng mạch đã lắp ráp cần phải được kiểm tra chức năng. Quá trình chỉnh lại dòng có thể dẫn đến kết nối kém hoặc thậm chí thiếu kết nối. Chuyển động trong quá trình hàn nóng chảy lại cũng có thể gây ra chập mạch. Vì vậy, kiểm tra là một bước quan trọng trong quá trình lắp ráp. Có nhiều phương pháp khác nhau để kiểm tra lỗi và các phương pháp thường được sử dụng là kiểm tra thủ công, kiểm tra bằng tia X và kiểm tra quang học tự động. Việc kiểm tra định kỳ có thể được thực hiện sau khi hàn nóng chảy lại, do đó, mọi vấn đề tiềm ẩn đều có thể được xác định cho đến khi cụm thẻ mạch chuyển sang quy trình tiếp theo. Việc kiểm tra như vậy có thể giúp nhà sản xuất tiết kiệm được rất nhiều chi phí vì phát hiện vấn đề càng sớm thì càng có thể giải quyết sớm mà không lãng phí thời gian, nhân lực, vật tư.

Bước 5: Chèn thành phần xuyên lỗ

Ngoài các thành phần SMD, một số bảng mạch có thể cần được lắp ráp với các loại thành phần khác như thành phần xuyên lỗ hoặc PTH. Vậy làm thế nào để lắp ráp các thành phần này? Vâng, có các lỗ mạ trên bảng mạch, giúp các bộ phận PCB tiếp cận để truyền tín hiệu từ bên này sang bên kia của bảng. Vì vậy, dán hàn có thể thực hiện được trong trường hợp này nên chúng ta cần sử dụng các phương pháp hàn khác để chèn các thành phần PTH như hàn thủ công và hàn sóng.

Bước 6: Kiểm tra chức năng

Ở bước cuối cùng, quá trình kiểm tra cuối cùng sẽ được thực hiện để kiểm tra chức năng của PCBA, chúng tôi gọi quy trình này là “kiểm tra chức năng”. Thử nghiệm này sẽ mô phỏng hoạt động bình thường của PCB và theo dõi các đặc tính điện của PCB khi nguồn điện và tín hiệu analog đi qua PCB để đánh giá xem PCBA có đủ tiêu chuẩn hay không.

Gợi ý để thực hiện lắp ráp PCB tốt hơn

Sau khi giải thích chi tiết về quy trình lắp ráp mạch in, bây giờ chúng tôi muốn đưa ra một số gợi ý có thể cải thiện chất lượng của PCBA.

Kích thước thành phần

Điều quan trọng là phải chọn kích thước gói chính xác cho từng thành phần trên bo mạch trong giai đoạn thiết kế PCB, nói chung, chúng tôi khuyên bạn nên chọn các gói lớn hơn. Việc chọn các gói nhỏ hơn có thể dẫn đến các sự cố tiềm ẩn trong giai đoạn lắp ráp thẻ mạch, việc này sẽ mất rất nhiều thời gian để sửa đổi mạch. Trong khi đối với một số sửa đổi phức tạp như tháo rời và hàn các bộ phận, việc lắp ráp lại toàn bộ bảng mạch sẽ dễ dàng hơn nhiều.

Dấu chân thành phần

Dấu chân thành phần là một yếu tố quan trọng khác cần cân nhắc khi lắp ráp PCB. Mỗi dấu chân phải được tạo chính xác theo mẫu đất được chỉ định trong biểu dữ liệu của từng thành phần tích hợp. Nhiều vấn đề có thể phát sinh do dấu chân không chính xác, chẳng hạn như gây ra nhiệt không đồng đều tác dụng lên bộ phận tích hợp trong quá trình hàn, khiến nó chỉ dính vào một mặt của PCB thay vì cả hai mặt. Ngoài ra, các thành phần SMD thụ động như điện trở, tụ điện và cuộn cảm cũng sẽ bị ảnh hưởng chủ yếu do kích thước không chính xác của mẫu đất liên kết với thành phần và độ lớn khác nhau của các rãnh được kết nối với hai miếng đệm của thành phần hoặc rãnh. chiều rộng quá rộng.

Khoảng cách giữa các thành phần

Quá nhiệt do không đủ không gian giữa các thành phần là một trong những nguyên nhân chính gây ra lỗi PCB và vấn đề này rõ ràng hơn ở một số mạch có độ phức tạp cao. Việc đặt một thành phần quá gần một thành phần khác có thể gây ra nhiều vấn đề, vấn đề nghiêm trọng nhất có thể dẫn đến việc phải thiết kế lại và chế tạo lại PCB, đây là một quá trình tốn thời gian và tăng thêm chi phí không cần thiết. Khi chúng ta áp dụng máy kiểm tra và lắp ráp tự động, điều quan trọng là phải đảm bảo rằng mỗi bộ phận được giữ cách xa các bộ phận cơ khí, mép bo mạch và tất cả các bộ phận khác. Khoảng cách quá ít giữa các bộ phận hoặc các bộ phận được xoay không chính xác có thể gây ra sự cố trong quá trình hàn sóng. Ví dụ: nếu một thành phần cao hơn đứng trước một thành phần có chiều cao thấp hơn dọc theo đường truyền của sóng, mối hàn sẽ yếu đi.

BOM đã cập nhật

Đối với cả quy trình thiết kế và lắp ráp PCB, điều quan trọng là phải đảm bảo rằng danh mục vật liệu (BOM) luôn được cập nhật. Bất kỳ sai sót hoặc thiếu chính xác nào của BOM đều có thể mang lại rắc rối lớn, có thể trì hoãn toàn bộ giai đoạn lắp ráp vì nhà sản xuất cần mất nhiều thời gian để tìm hiểu và giải quyết vấn đề. Để đảm bảo tính chính xác và hợp lệ của BOM, mỗi khi cập nhật thiết kế PCB, bạn nên xem lại BOM một cách kỹ lưỡng và cẩn thận. Ví dụ: nếu có một thành phần mới được thêm vào dự án hiện có thì cần phải đảm bảo BOM được cập nhật tương ứng.

Sử dụng tín dụng

Fiducials là những hình tròn bằng đồng, chúng sẽ đóng vai trò là điểm mốc cho các máy lắp ráp gắp và đặt. Bằng cách sử dụng fiducials, thiết bị tự động có thể xác định hướng của bảng và lắp ráp các bộ phận gắn trên bề mặt có bước cao. Fiducials có thể được chia thành hai loại là fiducials toàn cầu và fiducials cục bộ. Các điểm chuẩn toàn cầu được sử dụng để đặt trên cạnh của bảng mạch in sao cho có thể phát hiện được hướng của bảng trong mặt phẳng X-Y bằng máy chọn và đặt. Đối với các fiducial cục bộ, chúng được đặt gần các góc của các linh kiện SMD vuông, cho phép máy chọn và đặt xác định chính xác dấu vết của linh kiện, giúp giảm lỗi định vị trong quá trình lắp ráp PCB. Nói một cách dễ hiểu, các fiducials rất quan trọng đối với việc lắp ráp PCB, đặc biệt là khi có nhiều thành phần liên quan trên bo mạch cách nhau không xa.