Làm thế nào để đơn giản hóa và cải thiện chất lượng của PCBA?

1 - Sử dụng các 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 chèn một thành phần đơn (PTH) đơn hàng hầu như không bao giờ được bù đắp bằng chi phí và thời gian cần thiết cho việc lắp ráp. Thay vào đó, sử dụng nhiều thành phần PTH hoặc loại bỏ chúng hoàn toàn khỏi thiết kế là thích hợp hơn và hiệu quả hơn. Nếu công nghệ PTH được yêu cầu, nên đặt tất cả các vias thành phần ở cùng một phía của mạch in, do đó giảm thời gian cần thiết để lắp ráp.

2 - Kích thước thành phần
Trong giai đoạn thiết kế PCB, điều quan trọng là chọn kích thước gói chính xác cho từng thành phần. Nói chung, bạn chỉ nên chọn một gói nhỏ hơn nếu bạn có lý do hợp lệ; Nếu không, di chuyển đến một gói lớn hơn. Trên thực tế, các nhà thiết kế điện tử thường chọn các thành phần có các gói nhỏ không cần thiết, tạo ra các vấn đề có thể xảy ra trong giai đoạn lắp ráp và sửa đổi mạch có thể. Tùy thuộc vào mức độ của các thay đổi cần thiết, trong một số trường hợp, có thể thuận tiện hơn để lắp lại toàn bộ bảng thay vì loại bỏ và hàn các thành phần cần thiết.

3 - Không gian thành phần bị chiếm
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 chính xác theo mẫu đất được chỉ định trong mỗi bảng dữ liệu của thành phần tích hợp. Vấn đề chính gây ra bởi dấu chân không chính xác là sự xuất hiện của cái gọi là "hiệu ứng bia mộ", còn được gọi là hiệu ứng Manhattan hoặc hiệu ứng cá sấu. Vấn đề này xảy ra khi thành phần tích hợp nhận được nhiệt không đều trong quá trình hàn, khiến thành phần tích hợp dính vào PCB chỉ ở một bên 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 sưởi ấm không đồng đều. Những lý do như sau:

Kích thước mẫu đất được liên kết với thành phần là biên độ khác nhau không chính xác của các bản nhạc được kết nối với hai miếng đệm của thành phần chiều rộng theo dõi rất rộng, hoạt động như một tản nhiệt.

4 - Khoảng cách giữa các thành phần
Một trong những nguyên nhân chính của thất bại PCB là không đủ không gian giữa các thành phần dẫn đến quá nóng. Không gian là một nguồn tài nguyên quan trọng, đặc biệt là trong trường hợp các mạch rất phức tạp phải đáp ứng các yêu cầu rất khó khăn. Đặt một thành phần quá gần với các thành phần khác có thể tạo ra các loại vấn đề khác nhau, mức độ nghiêm trọng của nó có thể yêu cầu thay đổi về thiết kế PCB hoặc quy trình sản xuất, lãng phí thời gian và tăng chi phí.

Khi sử dụng máy lắp ráp và thử nghiệm tự động, đảm bảo mỗi thành phần đủ xa các bộ phận cơ học, các cạnh bảng mạch và tất cả các thành phần khác. Các thành phần quá gần nhau hoặc xoay không chính xác là nguồn gốc của các vấn đề trong quá trình hàn sóng. Ví dụ: nếu một thành phần cao hơn đi trước thành phần chiều cao thấp hơn dọc theo đường dẫn theo sau là sóng, điều này có thể tạo ra hiệu ứng "bóng" làm suy yếu mối hàn. Các mạch tích hợp xoay vuông góc với nhau sẽ có cùng một hiệu ứng.

5 - Danh sách thành phần được cập nhật
Hóa đơn của các bộ phận (BOM) là một yếu tố quan trọng trong các giai đoạn thiết kế và lắp ráp PCB. Trên thực tế, nếu BOM chứa lỗi hoặc không chính xác, nhà sản xuất có thể đình chỉ giai đoạn lắp ráp cho đến khi các vấn đề này được giải quyết. Một cách để đảm bảo rằng BOM luôn chính xác và cập nhật là tiến hành đánh giá kỹ lưỡng về 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 các điểm dữ liệu
Các điểm fiducial, còn được gọi là các dấu hiệu fiducial, là các hình dạng đồng tròn được sử dụng làm mốc trên các máy lắp ráp chọn và đặt. Các fiducials cho phép các máy tự động này nhận ra định hướng bảng và lắp ráp chính xác các thành phần gắn trên bề mặt sân nhỏ như Pack Flat Pack (QFP), Array Grid Array (BGA) hoặc LEAD không phẳng (QFN).

Fiducials được chia thành hai loại: các dấu hiệu fiducial toàn cầu và các dấu hiệu fiducial cục bộ. Các dấu hiệu fiducial toàn cầu được đặt trên các cạnh của PCB, cho phép các máy chọn và đặt máy phát hiện hướng của bảng trong mặt phẳng XY. Các dấu hiệu fiducial cục bộ được đặt gần các góc của các thành phần SMD vuông được sử dụng bởi máy vị trí để định vị chính xác dấu chân của thành phần, do 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 bảng Arduino Uno được lắp ráp với hai điểm tham chiếu toàn cầu được tô màu đỏ.