Làm thế nào để đơn giản hóa và nâng cao chất lượng của PCBA?

1 – Sử dụng kỹ thuật lai
Nguyên tắc chung là giảm thiểu việc sử dụng các kỹ thuật lắp ráp hỗn hợp và giới hạn chúng trong các tình huống cụ thể. Ví dụ, lợi ích của việc lắp một thành phần xuyên lỗ (PTH) hầu như không bao giờ được bù đắp bằng chi phí bổ sung và thời gian cần thiết để lắp ráp. Thay vào đó, sử dụng nhiều thành phần PTH hoặc loại bỏ chúng hoàn toàn khỏi thiết kế sẽ tốt hơn và hiệu quả hơn. Nếu cần có công nghệ PTH, nên đặt tất cả các via thành phần trên cùng một phía của mạch in, nhờ đó giảm thời gian lắp ráp.

2 – Kích thước thành phần
Trong giai đoạn thiết kế PCB, điều quan trọng là phải chọn kích thước gói chính xác cho từng thành phần. Nói chung, bạn chỉ nên chọn gói nhỏ hơn nếu có lý do chính đáng; nếu không, hãy chuyển sang gói lớn hơn. Trên thực tế, các nhà thiết kế điện tử thường lựa chọn các linh kiện có kích thước nhỏ không cần thiết, tạo ra các vấn đề có thể xảy ra trong giai đoạn lắp ráp và có thể sửa đổi mạch điện. Tùy thuộc vào mức độ thay đổi cần thiết, trong một số trường hợp, việc lắp lại toàn bộ bo mạch có thể thuận tiện hơn thay vì tháo và hàn các thành phần cần thiết.

3 – Không gian thành phần bị chiếm dụng
Dấu chân thành phần là một khía cạnh quan trọng khác của lắp ráp. Do đó, các nhà thiết kế PCB phải đảm bảo rằng mỗi gói được tạo ra chính xác theo mẫu đất được chỉ định trong bảng dữ liệu của từng thành phần tích hợp. Vấn đề chính do dấu chân không chính xác gây ra là sự xuất hiện của cái gọi là "hiệu ứng bia mộ", còn được gọi là hiệu ứng Manhattan hay hiệu ứng cá sấu. Sự cố này xảy ra khi linh kiện tích hợp nhận nhiệt không đều trong quá trình hàn, khiến linh kiện tích hợp chỉ dính vào PCB một mặt thay vì cả hai. Hiện tượng bia mộ chủ yếu ảnh hưởng đến các thành phần SMD thụ động như điện trở, tụ điện và cuộn cảm. Lý do cho sự xuất hiện của nó là hệ thống sưởi không đồng đều. Lý do như sau:

Kích thước mẫu đất liên quan đến thành phần không chính xác Biên độ khác nhau của các rãnh được kết nối với hai miếng đệm của thành phần Chiều rộng rãnh rất rộng, hoạt động như một bộ tản nhiệt.

4 – Khoảng cách giữa các thành phần
Một trong những nguyên nhân chính gây ra lỗi PCB là không đủ không gian giữa các bộ phận dẫn đến quá nhiệt. Không gian là một nguồn tài nguyên quan trọng, đặc biệt trong trường hợp các mạch có độ phức tạp cao phải đáp ứng những yêu cầu rất khó khăn. Việc đặt một thành phần quá gần các thành phần khác có thể tạo ra nhiều loại vấn đề khác nhau, mức độ nghiêm trọng của chúng có thể yêu cầu thay đổi thiết kế hoặc quy trình sản xuất PCB, lãng phí thời gian và tăng chi phí.

Khi sử dụng máy kiểm tra và lắp ráp tự động, hãy đảm bảo mỗi bộ phận cách xa các bộ phận cơ khí, cạnh bảng mạch và tất cả các bộ phận khác. Các thành phần quá gần nhau hoặc xoay không chính xác là nguyên nhân gây ra sự cố trong quá trình hàn sóng. Ví dụ: nếu thành phần cao hơn đi trước thành phần có chiều cao thấp hơn dọc theo đường dẫn của sóng, điều này có thể tạo ra hiệu ứng "bóng" làm suy yếu mối hàn. Các mạch tích hợp quay vuông góc với nhau sẽ có tác dụng tương tự.

5 – Danh sách thành phần được cập nhật
Danh sách các bộ phận (BOM) là một yếu tố quan trọng trong giai đoạn thiết kế và lắp ráp PCB. Trên thực tế, nếu BOM có sai sót hoặc không chính xác, nhà sản xuất có thể tạm dừng giai đoạn lắp ráp cho đến khi các vấn đề này được giải quyết. Một cách để đảm bảo BOM luôn chính xác và cập nhật là tiến hành đánh giá kỹ lưỡng BOM mỗi khi thiết kế PCB được cập nhật. Ví dụ: nếu một thành phần mới được thêm vào dự án ban đầu, bạn cần xác minh rằng BOM được cập nhật và nhất quán bằng cách nhập đúng số thành phần, mô tả và giá trị.

6 – Sử dụng điểm chuẩn
Điểm chuẩn, còn được gọi là điểm chuẩn, là những hình tròn bằng đồng được sử dụng làm điểm mốc trên các máy lắp ráp gắp và đặt. Fiducials cho phép các máy tự động này nhận biết hướng của bảng và lắp ráp chính xác các bộ phận gắn trên bề mặt bước nhỏ như Gói Quad Flat (QFP), Mảng lưới bóng (BGA) hoặc Quad Flat No-Lead (QFN).

Fiducials được chia thành hai loại: điểm đánh dấu toàn cầu và điểm đánh dấu địa phương. Các dấu chuẩn toàn cầu được đặt trên các cạnh của PCB, cho phép máy chọn và đặt phát hiện hướng của bảng trong mặt phẳng XY. Các dấu chuẩn cục bộ được đặt gần các góc của các thành phần SMD vuông được máy định vị sử dụng để định vị chính xác dấu vết của thành phần, nhờ đó giảm các lỗi định vị tương đối trong quá trình lắp ráp. Điểm mốc đóng vai trò quan trọng khi một dự án chứa nhiều thành phần gần nhau. Hình 2 cho thấy bo mạch Arduino Uno đã được lắp ráp với hai điểm tham chiếu toàn cầu được đánh dấu màu đỏ.