Tối ưu hóa thiết kế bố cục  PCB (Bảng mạch in) là rất quan trọng cho sự thành công của quá trình lắp ráp SMT (Công nghệ gắn kết trên bề mặt – Surface Mount Technology). Lắp ráp SMT bao gồm việc các thành phần, linh kiện được đặt trực tiếp lên bề mặt của PCB, trái ngược với các bộ phận được đặt chân linh kiện xuyên qua lỗ, đòi hỏi phải khoan lỗ xuyên qua PCB một cách chính xác. Lắp ráp SMT nhanh hơn, chính xác hơn và tiết kiệm chi phí hơn so với lắp ráp xuyên lỗ, nhưng nó đòi hỏi phải tối ưu hóa thiết kế cẩn thận để đảm bảo quá trình lắp ráp thành công.

Sau đây là một số mẹo giúp bạn tối ưu hóa bố cục thiết kế PCB cho lắp ráp SMT :

1. Sử dụng Footprints (mẫu chân) phù hợp:

Sử dụng Footprints (mẫu chân) thích hợp là điều cần thiết để đảm bảo lắp ráp SMT thành công. Footprints (mẫu chân)  xác định kích thước, hình dạng và vị trí của từng thành phần trên bảng mạch PCB. Các Footprints (mẫu chân) phải được thiết kế theo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất và phải chính xác để đảm bảo vị trí và căn chỉnh thích hợp của từng linh kiện trong quá trình lắp ráp. Phải tuân theo các thông số kỹ thuật của IPC để đảm bảo rằng khoảng cách toe, heel, side, and peripheryvi thích hợp được duy trì trong quá trình hàn.

2. Vị trí linh kiện:

Vị trí thành phần, linh kiện thích hợp là chìa khóa để lắp ráp SMT thành công . Sắp xếp các thành phần theo thứ tự hợp lý, dễ theo dõi. Nhóm các thành phần có liên quan với nhau và đặt chúng gần nhau. Điều này sẽ giúp giảm số lượng vias cần thiết và cải thiện hiệu suất điện của mạch. Việc đặt các thành phần liên quan gần nhau cũng sẽ giúp giảm độ dài của đường dẫn mạch, điều này sẽ giảm thiểu sự suy giảm tín hiệu và giảm các vấn đề EMI/EMC.

 

3. Giữ các thành phần SMT ở một bên:

Việc có thể đặt các bộ phận gắn trên bề mặt ở một bên của bo mạch sẽ mang lại quá trình lắp ráp đơn giản nhất. Điều này sẽ làm giảm độ phức tạp của quá trình lắp ráp, tăng năng suất sản xuất và giảm chi phí lắp ráp. Trên thực tế, việc thúc đẩy thu nhỏ các sản phẩm có linh kiện ở cả hai mặt bảng mạch hiện đã trở thành tiêu chuẩn. Điều này làm tăng khả năng xảy ra lỗi trong quá trình lắp ráp cũng như tăng thời gian cần thiết để lắp ráp bo mạch. Cách làm này cũng sẽ làm giảm năng suất sản xuất.

4. Giữ các thành phần SMT theo cùng một hướng:

Tất cả các bộ phận gắn trên bề mặt phải được đặt theo cùng một hướng (ví dụ: có cùng cực hoặc hướng chốt). Điều này sẽ làm cho việc lắp ráp nhanh hơn và chính xác hơn. Nếu các bộ phận được đặt theo các hướng khác nhau, máy lắp ráp có thể khó xác định hướng chính xác của từng bộ phận trong quá trình kiểm tra. Điều này có thể dẫn đến lỗi lắp ráp.

5. Tránh tình trạng quá dày đặc:

Tránh để quá nhiều linh kiện trên bo mạch vì điều này sẽ khiến quá trình lắp ráp trở nên khó khăn hơn, tăng khả năng xảy ra lỗi và giảm năng suất. Tình trạng quá tải cũng có thể gây khó khăn cho việc kiểm tra và khắc phục sự cố bo mạch sau khi lắp ráp. Thiết bị AOI (Kiểm tra quang học tự động) sẽ cần những yêu cầu về khoảng cách nhất định tùy thuộc vào chiều cao của linh kiện. Do đó, chúng ta phải tính đến chiều cao của các linh kiện khi đặt lên PCB. Điều quan trọng là phải chừa đủ không gian giữa các bộ phận để cho phép lắp ráp và thử nghiệm thích hợp.

6. Tuân theo nguyên tắc thiết kế cho sản xuất (DFM):

Hướng dẫn của DFM cung cấp thông tin quan trọng về cách tối ưu hóa bố cục lắp ráp và đảm bảo rằng PCB của bạn được sản xuất chính xác. Các hướng dẫn thường được cung cấp bởi nhà lắp ráp SMT của bạn và cần được tuân thủ chặt chẽ. Nguyên tắc DFM bao gồm các đề xuất về vị trí thành phần, định hướng thành phần, khoảng cách thành phần tối thiểu và các yếu tố quan trọng khác có thể ảnh hưởng đến thành công của quá trình lắp ráp SMT của bạn.

7. Sử dụng điểm kiểm tra (Test Points):

Bao gồm các điểm kiểm tra trong thiết kế của bạn để giúp bạn dễ dàng kiểm tra và khắc phục sự cố bảng sau khi lắp ráp. Điểm kiểm tra có thể được sử dụng để đo tín hiệu tại các điểm khác nhau trên bảng, điều này có thể giúp xác định các vấn đề hoặc vấn đề phát sinh trong quá trình kiểm tra. Điểm kiểm tra phải được đặt ở những khu vực dễ tiếp cận và cần được đánh dấu rõ ràng để tạo điều kiện thuận lợi cho việc kiểm tra.

Ngoài những lời khuyên này, còn có những yếu tố khác cần được xem xét khi tối ưu hóa bố cục thiết kế PCB cho lắp ráp SMT. Ví dụ, điều quan trọng là phải xem xét vật liệu và độ dày của PCB, kích thước và khoảng cách của các via, loại và kích thước của miếng đệm hàn và các yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến sự thành công của quá trình lắp ráp.

Nhìn chung, tối ưu hóa bố cục thiết kế PCB của bạn sẽ cho phép lắp ráp SMT

Tóm lại, việc tối ưu hóa thiết kế PCB cho lắp ráp SMT là rất quan trọng để đảm bảo rằng sản phẩm cuối cùng hoạt động tốt, đáng tin cậy và tiết kiệm chi phí. Thiết kế PCB cho lắp ráp SMT đòi hỏi phải lập kế hoạch cẩn thận, chú ý đến từng chi tiết và tuân thủ các quy tắc tốt nhất cũng như tiêu chuẩn ngành. Bằng cách làm theo những hướng dẫn này, các nhà thiết kế có thể cải thiện hiệu quả sản xuất, giảm chi phí và cải thiện hiệu suất cũng như độ tin cậy của sản phẩm cuối cùng.

Tham khảo bài viết gốc tại: Blogs Siemens Digital Industries Software

Leave A Comment