Thông báo

Collapse
No announcement yet.

PCBA là gì? Lịch sử và phát triển PCBA

Collapse
This is a sticky topic.
X
X
  • Lọc
  • Giờ
  • Show
Clear All
new posts

  • PCBA là gì? Lịch sử và phát triển PCBA

    Click image for larger version

Name:	image001.jpg
Views:	1
Size:	489.6 KB
ID:	1412599Click image for larger version

Name:	image002.jpg
Views:	1
Size:	28.8 KB
ID:	1412600Click image for larger version

Name:	image003.jpg
Views:	1
Size:	54.9 KB
ID:	1412601Click image for larger version

Name:	image005.jpg
Views:	1
Size:	111.4 KB
ID:	1412602Click image for larger version

Name:	image009.png
Views:	1
Size:	240.7 KB
ID:	1412603Lắp ráp điện tử hay còn gọi là PCBA (Printed Circuit Board Assembly) là một ngành công nghiệp phát triển vượt bậc mà trong đó phát minh ra PCB và cho thương mại hóa PCB đóng một vai trò quyết định. Lắp ráp điện tử dựa trên PCB gọi là PCBA.
    Nhằm đưa ra một bức tranh khái quát về lịch sử phát triển của ngành lắp ráp điện tử trên thế giới qua đó hình dung con đường hình thành tên gọi PCBA, xin giới thiệu các quá trình phát triển ngành lắp ráp điện tử đã trải qua với các giai đoạn chính như sau:

    Công nghệ Point To Point

    Công nghệ Auto – Sembly

    Công nghệ AI (Auto – Insert hay Through – Hole Technology)

    Công nghệ SMT (Surface Mount Technology hay Auto – Mount )

    1.1 Công nghệ Point To Point

    Là phương thức ráp mạch điện có từ trước năm 1950 Point to point được xây dựng trên những trạm rời rạc, các trạm này làm bằng đồng mạ kẽm được ghép cố định và cách ly bằng barkelite trên một kết cấu sườn cơ khí khác còn gọi là chassis

    Chassis được xây dựng trước, rồi đến các trạm được gắn lên bằng cách tán rivet hoặc bắt ốc vít, các biến áp, linh kiện lớn, chân đế cắm đèn chân không cũng được lần lượt gắn trên chassis này, sau đó chúng được kết kối với nhau bằng các chuyên gia lắp ráp và công việc này được thực hiện hoàn toàn bằng tay với sự kết hợp của thêm của các dây nối

    Click image for larger version

Name:	image001.jpg
Views:	1
Size:	489.6 KB
ID:	1412599

    Kỹ thuật này còn được tiếp tục sử dụng ngay cả khi PCB đã được thương mại hóa bởi khi đó mạch điện tử còn lấy đèn chân không điện tử làm cơ sở khuyếch đại, giai đoạn này có một sự cố gây cho PCB dòn dễ vỡ là do đèn chân không phát ra rất nhiều nhiệt nên kỹ thuật PCB không phát triển (sẽ nói thêm trong phần linh kiện ở chương sau), kỹ thuật này còn được sử dụng cho đến đầu những thập niên 70 thế kỷ trước và kể cả ngày nay trong các thiết bị được gọi là ampli Hi-End dựa vào đèn chân không làm cơ sở khuyếch đại.
    Click image for larger version

Name:	image003.jpg
Views:	1
Size:	54.9 KB
ID:	1412601




    Point to point đòi hỏi người lắp ráp phải khéo tay, có hiểu biết ít nhiều về sơ đồ mạch mới có thể lắp ráp được bên cạnh đó kỹ năng hàn tay cũng là một đòi hỏi khá cao để có thể hoàn thành sản phẩm và cuối cùng là gặp rất nhiều khó khăn trong triển khai sản xuất hàng loạt, point to point thích hợp hơn với sản xuất đơn chiếc hoặc hand make theo ý đồ thiết kế riêng



    1.2 Công nghệ Auto – Sembly



    Auto – Sembly gắn liền với lịch sử phát triển PCB (Printed Circuit Board), PCB được phát minh từ sớm đầu thế kỷ 20, năm 1903 bởi nhà phát minh người Đức, Albert Hanson, ông ép phẳng đồng trên một bảng cách điện, có nhiều lớp, vào năm 1904 Thomas Edison (Mỹ) thử nghiệm phương pháp mạ kim loại hóa học trên nền giấy lanh. Vào năm 1913 Arthur Berry (Anh) được cấp bằng phát minh PCB với phương pháp in và ăn mòn hóa học và cùng năm tại Hoa kỳ Max Schoop lấy bằng phát minh phương pháp bay hơi kim loại qua một mặt nạ để dính vào bề mặt board. Và vào năm 1927 Charles Durcase lấy bằng sáng chế PCB bằng phương pháp mạ điện kim loại.

    Khoảng vào năm 1936, việc nhà phát minh người Áo, kỹ sư Paul Eisler làm việc tại Anh quốc dùng PCB như một linh kiện để làm ra chiếc radio lần đầu tiên ông là người mở màn cho việc sử dụng PCB.

    Trong Đệ nhị thế chiến, quân đội Mỹ giữ bản quyền PCB trên nền sứ, họ đã sử dụng PCB cho mạch điện tử (kích nổ gần chạm) trong tên lửa đất đối không để bắn máy bay trong chiến tranh, sau chiến tranh vào năm 1948 người Mỹ cho thương mại hóa PCB ra thị trường, nhưng PCB vẫn chưa thực sự trở nên phổ biến được, vào giữa thập niên 1950 khi quân đội Mỹ phát triển kỹ thuật Auto – Sembly trên nền tảng PCB, PCB mới thực sự thương mại hóa.

    Công nghệ này thực tế là gắn tay các linh kiện có chân xuyên qua lỗ khoan sẵn trên PCB, PCB đã gắn các linh kiện này sau đó được hàn nhúng vào bể chất hàn nóng chảy làm cho các chân linh kiện được hàn dính vào mạch in bằng đồng trên PCB, tức là hàn đồng loạt nhiều chân linh kiện cùng lúc

    Công nghệ này có 04 công đoạn chính:

    1.Gắn bằng tay các linh kiện vào PCB, công đoạn này còn được gọi là gắn linh kiện bằng tay (Hand-mount, hand-insert)
    Click image for larger version

Name:	image005.jpg
Views:	1
Size:	111.4 KB
ID:	1412602

    2.Đưa PCB đã có gắn các linh kiện ở trên nhúng vào bể chứa chất hàn được nóng chảy ở bề mặt có mạch đồng để hàn các chân linh kiện vào mạch in, công đoạn này còn gọi là hàn tự động hay hàn nhúng (dipping) về sau này để nâng cao chất lượng mối hàn bể chứa chất hàn nóng chảy được tạo sóng nên còn được gọi là hàn sóng (wave soldering)


    3.Sau khi hàn xong PCB muốn sử dụng được phải cắt bỏ bớt phần thừa dôi dư ra của chân linh kiện bởi vì muốn hàn tốt chân linh kiện phải có đủ độ dài cần thiết để chống hiện tượng trồi ngược (floating) linh kiện do lực đẩy Acsimet khi hàn nhúng, bởi vậy khi hàn xong chân thừa linh kiện vẫn khá dài và gây nguy cơ chập mạch không mong muốn nên buộc phải cắt ngắn, một hiện tượng xảy ra khi cắt chân thừa linh kiện là gây ứng lực lên chân linh kiện làm nứt mối hàn và quá trình oxi-hóa sẽ phát triển từ vết nứt này làm giảm tuổi thọ mối hàn, biện pháp khắc phục là quan sát bằng mắt, tìm các vết nứt hoặc có dấu hiệu nứt để hàn tay bổ sung , công đoạn này được gọi là cắt chân sửa lỗi (Touch-up)
    4.Kiểm tra, cân chỉnh board bằng các gá jig và các thiết bị hỗ trợ để đồng nhất theo một tiêu chuẩn cho hoàn chỉnh giai đoạn làm PCB và chuyển sang giai đoạn lắp ráp (cân chỉnh hoàn chỉnh sản phẩm trong các vỏ, hộp máy).
    Khác với Point to point, công nghệ auto- sembly không cần công nhân có trình độ hiểu biết về mạch điện tử, chỉ cần đọc hiểu bản vẽ và không mù màu là có thể lắp ráp linh kiện vào PCB, công đoạn hàn đòi hỏi hiểu biết chút ít về kỹ thuật luyện kim (Eutectic point), hóa chất phụ trợ hàn (flux), công đoạn cắt chân sửa lỗi đòi hỏi công nhân có kỹ năng hàn tay (hand soldering), khéo tay tuy nhiên không phải quá cao,

    Công nghệ này giúp ngành điện tử có thể sản xuất hàng loạt sản phẩm tốt hơn rất nhiều so với công nghệ trước đây (thời điểm mới ra đời công nghệ này cuối thập niên 1950, tốc độ sản suất 03 radio/phút), tuy nhiên công nghệ này có một số khuyết điểm như do vẫn dùng tay gắn linh kiện nên tiềm ẩn nguy cơ ôxi-hóa chân linh kiện do tay cầm nắm trực tiếp vào linh kiện khi gắn và tác động lực (khi cắt chân) vào mối hàn gây nứt gãy mối hàn mà mắt thường khó phát hiện,

    Với những điểm yếu đó cộng với xu hướng giải phóng con người khỏi công việc lao động chân tay mà người ta hướng đến hạn chế tay cầm nắm vào linh kiện, hạn chế tối đa việc cắt chân sửa lỗi gây tác nhân phụ cộng với xu hướng sử dụng mạch tích hợp (IC) tất yếu cần tránh hiện tượng tĩnh điện gây hư hỏng bộ phận này mà xu hướng dùng máy cắm thay cho con người công nghệ kế tiếp đó là cắm linh kiện xuyên lỗ tự động Through hole technology (gọi tắt Thru – hole) còn gọi là Auto-Insert (gọi tắt AI).

    1.3 Công nghệ Auto – Insertion (through – hole Technology)

    Auto – sembly và “Thru – hole” (hay AI) ra đời thay thế hoàn toàn công nghệ Point to point, từ thời máy tính thế hệ máy tính thứ hai vào thập niên 1950 đến thập niên 1980 tất cả các linh kiện điển hình trên PCB đều linh kiện xuyên lỗ. Sau đó khi kỹ thuật SMT lên ngôi AI mới mai một dần.
    Click image for larger version

Name:	image009.png
Views:	1
Size:	240.7 KB
ID:	1412603


    Thực chất công nghệ này là dùng cánh tay máy giả lập thao tác con người để cắm linh kiện xuyên qua lỗ khoan như công nghệ trước đây Auto-Sembly, chân linh kiện xuyên qua lỗ sang phía bên kia nơi sẽ được hàn nhúng hay hàn sóng, sẽ được "xén" ngắn vừa đủ và bẻ gấp lại hợp với mặt PCB một góc định trước, việc này có 3 tác dụng,

    _ Thứ nhất cắt chân trước khi hàn tránh cắt chân lại,

    _ Thứ hai việc lưu trữ sẽ dễ dàng hơn do chân linh kiện được gập giữ dính vào PCB,

    _ Thứ ba có tác dụng kết hợp được với công nghệ SMT tiếp sau đó (SMT với keo dán – Chương 6) khi cần dán linh kiện ở bề mặt kia và buộc phải lật ngược PCB lên trên để thực hiện,

    Do linh kiện xuyên lỗ có nhiều loại có kích thước cũng như hình dáng khác nhau nên người ta phải sắp xếp qui trình cắm theo một thứ tự gần như cố định (trong một vài trường hợp có thể đảo ngược nhưng không khuyến khích áp dụng) và duy nhất, để tránh sự va chạm không cần thiết của các tay máy với linh kiện cắm trước đó,

    Một qui trình đầy đủ nhất được mô tả theo các qui trình cắm máy dưới đây theo nguyên tắc độ cao tăng dần (so với mặt PCB):

    1.Gắn eyelet (hay hoa thị, con tán, đinh ri vê… tùy vào thói quen gọi)
    2.Gắn kẽm (jumper wire)
    3.Gắn linh kiện đồng trục (axial)
    4.Gắn linh kiện bất đồng trục (radial)
    5.Gắn các kiện có hình dáng khác
    6.Gắn tay các linh kiện không thể cắm máy
    7.Hàn sóng
    8.Cắt chân sửa lỗi
    9.Kiểm tra, cân chỉnh
    Được hỗ trợ bằng công nghệ CAM/CAD mà công nghệ này hạn chế rất nhiều lỗi sai sót do con người gây ra khi gắn bằng tay tuy nhiên nếu người nạp linh kiện sai thì sẽ có thể dẫn đến sai hàng loạt, do hình dáng đa dạng của linh kiện mà cơ cấu cơ khí thi hành phức tạp và khó điều chỉnh đòi hỏi kỹ thuật viên cân, canh chỉnh máy phải nhạy bén và nhiều kinh nghiệm để thực hiện công tác duy tu bảo dưỡng cũng như sửa chữa máy cắm

    Kết cấu hình dáng bên ngoài các chủng loại linh kiện khác nhau mà công nghệ này chia nhỏ công đoạn ra để gắn theo nhóm hình dáng bên ngoài mà chúng ta có trật tự cắm có thể là duy nhất, đây cũng là điểm khó của công nghệ này khi cần cân bằng năng suất giữa các máy.

    Do bị gấp chân rồi hàn phủ lên cộng với độ nghiêng của chân linh kiện với PCB và không cần cắt chân nên mối hàn này tốt hơn nhiều, tuy nhiên đây cũng là điểm khó khăn cho việc sửa chữa sau này, nếu không đủ kỹ năng sẽ rất dễ gây hỏng mạch in khi tháo thay linh kiện

    Thực tế vẫn còn phải cắt chân sửa lỗi nhưng số lượng còn lại không nhiều do đó công việc sửa lỗi ít phức tạp hơn nhiều

    Công nghệ ngày càng phát triển, chức năng của sản phẩm điện tử càng nhiều và tinh vi hơn đòi hỏi linh kiện càng thu nhỏ đi, board mạch cũng dày đặc linh kiện hơn, cũng như cần nhỏ gọn hơn, vì thế mà đầu tiên linh kiện không còn có chân như trước (MELF Metal Electrode Leadless Face là chuyển biến đầu tiên) tiến đến linh kiện chỉ còn là những khối chữ nhật nhỏ gọi là CHIP, con người ban đầu vẫn dùng tay để gắn những chi tiết này, cho đến khi linh kiện nhỏ đến mức không thể dùng tay, cộng với nhu cầu sản lượng cao, mật độ cũng như số lượng lớn trên một PCB mà công nghệ dán bề mặt ra đời hoàn toàn dùng máy và con người chỉ đóng vai trò điều khiển máy móc thiết bị.

    1.4 Công nghệ Auto – Mount hay SMT

    Vào thập niên 1960, IBM tiên phong trong việc phát triển kỹ thuật này cho máy tính cở nhỏ để phục vụ chương trình không gian vũ trụ của Mỹ do yêu cầu cần thu nhỏ máy tính đặt trên các tên lửa để phóng vào không gian vũ trụ, như vậy do yêu cầu cần thu nhỏ mạch điện cũng như cần làm nhẹ đi kết cấu mạch điện tử mà kỹ thuật SMT ra đời tuy nhiên nó chỉ được trở nên phổ biến vào cuối thập niên 1980



    Cũng như công nghệ Auto – Insert giả lập cánh tay máy thay người, SMT cũng thế dùng cánh tay máy để dán những linh kiện dạng CHIP lên PCB nên còn gọi là SMT (Surface Mount Technology)

    Thực tế để thực hiện công tác này có nhiều công nghệ hỗ trợ kèm theo mới hình thành nên, ví dụ ở giai đoạn tồn tại cả hai Auto – Insert và SMT người ta sử dụng công nghệ dán keo (dispenser) để cố định vị CHIP trên PCB bên cạnh các chân linh kiện đã bẻ gập ở công nghệ Auto – Insert sau đó được hàn sóng (solder ware) cùng lúc với nhau, hay in kem hàn gắn CHIP kết hợp dán keo gắn CHIP đồng thời kết hợp Auto – Insert hàn bằng REFLOW và hàn sóng…v.v..

    Các qui trình đầy đủ giai đoạn đầu như sau:

    1.Cắm eyelet (hay hoa thị, con tán, đinh ri vê… tùy vào thói quen gọi)
    2.Cắm kẽm (jumper wire)
    3.Cắm linh kiện đồng trục (axial)
    4.Cắm linh kiện bất đồng trục (radial)
    5.Cắm các kiện có hình dáng khác
    6.Lật mặt cắm CHIP dùng keo dán
    7.Chấm keo dán (dispenser)
    8.Dán CHIP
    9.Dán IC (nếu có)
    10.Reflow (hấp keo)
    11.Cắm tay các linh kiện không thể cắm máy
    12.Hàn sóng
    13.Cắt chân sửa lỗi
    14.Kiểm tra, cân chỉnh
    Khi công nghệ thu nhỏ linh kiện đạt đến như ngày nay, người ta hầu như loại bỏ hoàn toàn khâu cắm xuyên lỗ và dán CHIP bằng keo, qui trình còn như sau:

    1.In kem hàn
    2.Dán CHIP
    3.Dán IC
    4.Reflow
    Lật mặt kia và qui trình lập lại như sau:

    5.In kem hàn
    6.Dán CHIP
    7.Dán IC
    8.Reflow
    9.Hàn tay các linh kiện không thể dán (có thể là vài linh kiện xuyên lỗ)
    Điểm yếu của trường hợp này là qua reflow lần thứ nhất có thể gây lỗi cho lần dán mặt sau và lần qua reflow lần sau gây anh hưởng đến mối hàn của lần hàn bằng reflow của lần trước

    Vì thế mà hiện nay công nghệ cắm SMT có thể thực hiện việc in và dán cả hai mặt rồi qua reflow một lần duy nhất

    Với mỗi một sự kết hợp giữa các công nghệ người ta luôn có một qui trình thích hợp, đồng thời khi phối hợp với nguyên vật liệu, công cụ, máy móc hỗ trợ đặc thù thì việc tổ chức sản xuất đòi hỏi kinh nghiệm, sự nhạy bén của người phụ trách kỹ thuật mà cho ra các qui trình thực tế khác nhau làm nên những sản phẩm đạt tiêu chuẩn cao cho các công ty, ví dụ để sản xuất board mềm (flexible board) người ta phải kết hợp các gá jig để hỗ trợ vì (giả sử) máy SMT chỉ cắm được PCB thông thường dày 1.6mm, cứng trong khi board mềm có độ dày đạt tới có 0.09mm (super thin) và dẻo (có thể gấp lại được)

    Linh kiện càng thu nhỏ thì hiện nay đã đạt đến giới hạn mà việc in kem hàn khó có thể đáp ứng chất lượng và khó kiểm soát công nghệ nên hiện nay một số nhà sản xuất thiết bị cắm linh kiện đã cho ra các thiết bị dán linh kiện lên PCB bằng FLUX là chất kết dính.

    Chất hàn đã được chuẩn bị trên các cực hay chân linh kiện, sau đó máy dán hút linh kiện này đưa chân linh kiện này nhúng vào FLUX (flux làm chất kết dính) rồi dán lên PCB cho qua reflow, chất hàn trên chân linh kiện chảy ra hàn dính lên mạch đồng PCB.

    Có thể hiểu như cách áp dụng cho cách cắm loại IC BGA trong sửa chữa ngày nay.

    Trong điều kiện phát triển công nghệ còn chưa cao ở Việt nam hiện nay, để sản xuất hành loạt sản phẩm với chi phí rẻ nên trên thực tế nhiều công ty vẫn còn áp dụng Auto – Sembly, hay phối hợp cả Au-to Insert với SMT glue, hoặc AI với cả SMT Glue và SMT solder paste, cũng có thể là AI với SMT solder paste, khi đó qui trình sẽ có thay đổi SMT trước AI sau (sẽ giải thích rõ hơn ở phần sau).

    Các công ty nước ngoài với vốn nhiều, cần chất lượng và chủ trương sử dụng ít nhân viên nên đầu tư hiện đại thì áp dụng công nghệ SMT hiện đại hơn đa số họ chỉ dùng SMT solder paste.

    Để hiểu và có thể nắm bắt công việc hiện tại, cũng như đi tắt đón đầu hay học tập, tìm hiểu và bổ sung thêm cho mình cách thức sản xuất mạch điện tử trên PCB trong các nhà máy tại Việt nam các công nhân kỹ thuật, kỹ thuật viên, kỹ sư muốn hiểu công nghệ này nên tìm hiểu toàn bộ các qui trình hiện đang tồn tại trong sản xuất sản phẩm điện tử tại Việt nam, thì tài liệu này là một sự tham khảo góp phần cho mục đích trên.

    Ngoài ra tài liệu này cũng giúp cho các nhà quản lý sản xuất, chất lượng có thể hiểu rõ qui trình công nghệ để góp phần nâng cao công tác quản lý sản xuất cũng như chất lượng

    Trong sản xuất thực tế các nhà máy còn đối mặt với các qui trình phụ, tuy là phụ nhưng các qui trình này đóng góp rất lớn vào việc đảm bảo chất lượng sản phẩm làm ra, đó là các qui trình như xử lý‎‎ độ ẩm không khí, nhiệt độ môi trường lưu trữ/bảo quản linh kiện, bụi, qui trình chống tĩnh điện (anti-static), qui trình xử lý keo dán (glue, bond), xử lý kem hàn (solder paste) trước khi in, LFS, khuôn in (stencil, metal mask), biểu đồ nhiệt máy hàn sóng/reflow (profile), phun flux trong hàn sóng, lưu trữ/vận chuyển/đóng gói PCB thành phẩm/ bán thành phẩm, lưu trữ kem hàn/keo dán… Nên qui trình công nghệ lắp ráp điện tử trong công nghiệp ngày nay không thể chỉ quan tâm duy nhất đến việc chỉ làm sao gắn được linh kiện lên PCB tức chỉ có học SMT mà còn phải có các qui trình phụ bên ngoài nhằm mục đích nâng cao chất lượng.
    PS: chỉ insert dc 5 hình nên khó dien ta them, sorry ca nhà
    Last edited by Ralph Nguyễn; 28-04-2012, 11:35. Lý do: additional pictures
    Ralph Nguyễn


  • #2
    PCBA _ PCB Assembly hay lắp ráp điện tử trên nền tảng PCB thực hiện như thế nào?

    Hiện nay trên diễn đàn cũng như trong thực tế nhiều người hiểu PCBA là SMT. Hôm nay tôi xin nói tổng thể cách thức thực hiện PCBA để chúng ta không bỏ sót kiến thức ngành.

    Trong sản xuất chế tạo nói chung để tạo ra sản phẩm luôn cần 4 yếu tố cơ bản, tiếng Anh dùng 4M : Material (nguyên liệu), Methode (Phương thức , phương pháp), Machine (Máy móc, phương tiện), Man (con người thi hành, vận hành)

    Tức là con người lấy nguyên liệu cho vào máy để thực hiện phương thức theo thiết kế mà tạo ra sản phẩm.

    @Nguyên liệu PCBA gồm có:
    _ Nguyên liệu chính, phụ
    _ Linh kiện AI
    _ Linh kiện SMT
    _ Linh kiện HM
    @Phương thức thực hiện PCBA (xem phần công nghệ)
    @Máy móc PCBA
    @Con người PCBA (không nêu ở đây)

    Như vậy SMT là một công đoạn trong toàn bộ chuỗi PCBA (mục đích là gắn linh kiện SMT lên PCB) và "Nếu ví nhà máy sản xuất sản phẩm điện tử như một quả tim, thì hoạt động SMT trong nhà máy này như là nhịp tim vậy. Hãy nhìn vào chất lượng SMT để biết nhịp tim ấy có bình thường hay không mà biết quả tim ấy khỏe mạnh hay ốm yếu, nhìn vào sản lượng SMT của mỗi nhịp tim mà biết được sức mạnh nhà máy ấy và nhìn vào giá thành SMT mà biết hiệu quả của nhà máy đó".

    Vậy đó SMT là một công đoạn quan trọng trong toàn chuỗi PCBA chứ không phải là PCBA.

    Thân mến
    Ralph Nguyễn

    Comment


    • #3
      Tôi đã merge 2 topic lại cho tập trung!

      Comment


      • #4
        Cảm ơn bạn Ralph Nguyễn. Bài viết của bạn rất hữu ích.

        Comment


        • #5
          Sao tôi viet tiep ma ko dang dc
          qua mat cong khi cu phai gõ lại và insert hinh lại
          bạn merge tiep hộ tôi nhé
          Cám ơn
          Ralph Nguyễn

          Comment


          • #6
            PCBA với mã hóa linh kiện thụ động

            (Không có ý viết chủ đề mới, nhưng viết trả lời tiếp mà quá nhiều khó khăn như chen hình báo lỗi và ko cho update ...nhờ MOD merge hộ thanks )
            Lướt qua diễn đàn, nhận thấy nhiều bạn chưa biết về cách mã hóa linh kiện hoặc nhầm lẫn. Bài viết này sẽ tổng hợp các cách mã hóa mà tác giả biết mời các bạn cùng xem.
            Có thể có bạn sẽ nói “mấy cái này xưa rồi không cần học” nếu một hôm nào đó chúng ta phải sửa một cái máy của thế kỷ trước thì đây cũng là giúp chúng ta biết trị số mà thay chứ
            có bạn bảo “ dùng đồng hồ hiện đại mà đo thì biết chứ gì” xin thưa linh kiện biến chất chẳng lẽ đo bao nhiêu thì thay bấy nhiêu chăng
            Đúng nhất là phối hợp cả hai: giá trị suy từ mã rồi đo lại để kiểm chứng

            Theo tiêu chuẩn của Hiệp hội điện tử công nghiệp gọi tắt là EIA (Electronic Industries Association) linh kiện thụ động được chế tạo trên cơ sở chuẩn thống nhất, có các chuẩn tương ứng với các sai số như sau:

            E3 50% sai số (không còn dùng nữa)
            E6 20% sai số (hiện tại rất ít dùng)
            E12 10% sai số
            E24 5% sai số
            E48 2% sai số
            E96 1% sai số
            E192 0.5, 0.25, 0.1% hoặc sai số cao hơn nữa

            Một qui đổi sai số sang ký tự thường được ghi trên vỏ hộp chứa linh kiện như bảng liệt kê dưới đây, tương ứng với màu chỉ sai số được sơn trên thân linh kiện
            Ký hiệu A B C D F G J K M
            Sai số ±0.05% ±0.1% ±0.25% ±0.5% ±1% ±2% ±5% ±10% ±20%
            Màu Xám Tím Xanh Lục Nâu Đỏ Vàng Bạc (trống)


            Với tiêu chuẩn đó bảng dưới đây sẽ mô tả và cho phép so sách các loại linh kiện thụ động giữa các chuẩn khác nhau cũng như giải thích dãy số ưu tiên của điện trở có trên thực tế.
            http://laprapdientu.vn/Chu_de/AI%20components/EIA%20standard.JPG

            Cách đọc trị số Điện trở
            http://laprapdientu.vn/Chu_de/AI%20components/colorCodeVN.GIF

            Cách đọc trị số điện trở CHIP
            Click image for larger version

Name:	CHIP Resistor Printed.jpg
Views:	1
Size:	30.8 KB
ID:	1360814

            Ở trường hợp 3 (02C) và 4 (15E) chúng ta phải tra bảng dưới đây để lấy giá trị điện trở ở tiêu chuẩn E-96
            Trị số R Trị số R Trị số R Trị số R
            100 01 178 25 316 49 562 73
            102 02 182 26 324 50 576 74
            105 03 187 27 332 51 590 75
            107 04 191 28 340 52 604 76
            110 05 196 29 348 53 619 77
            113 06 200 30 357 54 634 78
            115 07 205 31 365 55 649 79
            118 08 210 32 374 56 665 80
            121 09 215 33 383 57 681 81
            124 10 221 34 392 58 698 82
            127 11 226 35 402 59 715 83
            130 12 232 36 412 60 732 84
            133 13 237 37 422 61 750 85
            137 14 243 38 432 62 768 86
            140 15 249 39 442 63 787 87
            143 16 255 40 453 64 806 88
            147 17 261 41 464 65 825 89
            150 18 267 42 475 66 845 90
            154 19 274 43 487 67 866 91
            158 20 280 44 499 68 887 92
            162 21 287 45 511 69 909 93
            165 22 294 46 523 70 931 94
            169 23 301 47 536 71 953 95
            174 24 309 48 549 72 976 96

            Cách đọc trị số Tụ điện
            Click image for larger version

Name:	Capacitor_Colour_Code_Table.png
Views:	1
Size:	33.6 KB
ID:	1360815

            Cách đọc trị số Cảm kháng

            Loại 4 vòng màu
            Click image for larger version

Name:	Inductor-colour-code 3-4 band.png
Views:	1
Size:	46.6 KB
ID:	1360816


            Loại 5 vòng màu

            Click image for larger version

Name:	Inductor-colour-code 5 band.png
Views:	1
Size:	58.2 KB
ID:	1360817
            Ralph Nguyễn

            Comment


            • #7
              Cảm ơn Ralph Nguyễn chia sẻ những kiến thức rất bổ ích!
              Mình làm trong ngành lắp ráp gần chục năm, nên cũng cảm ơn ngành này lắm, nó nuôi sống mình mà.
              Mong bạn chia sẻ thêm nhiều kiến thức nữa.
              Trong các nhà máy điện tử, mình hay nghe nói về IPC, nhưng không rõ lắm. Nếu được, nhờ bạn chia sẻ thêm.
              Last edited by pphuong; 23-05-2012, 15:20.
              Phương SMT- (+84) 906376747- phamphanphuong@gmail.com

              Comment


              • #8
                Khi nói về IPC (không nhớ chính xác từ viết tắt) là nói về bộ tiêu chuẩn thống nhất các tiêu chí của PCBA về các yếu tố như
                @ Lắp ráp
                @ Thiết kế
                @ Chế tạo PCB
                @ Thử nghiệm
                @ Môi trường
                ...
                Nhằm mục đích cố gắng thống nhất các tiêu chí cho ngành lắp ráp điện tử
                Tham khảo: IPC - Association Connecting Electronics Industries
                Sorry là minh hơi bận nên ko trình bày nhiêu hơn dc, cuối tuần sẽ cố viết thêm sau
                Thân mến
                Ralph Nguyễn

                Comment


                • #9
                  PCB linh kiện mẹ của các linh kiện điện tử, có thể bạn chưa biết

                  Kể từ khi được kỹ sư Paul Eisler làm việc tại Anh quốc dùng PCB như một linh kiện để làm ra chiếc radio lần đầu tiên, PCB đã được coi là một linh kiện quan trọng bậc nhất trong lắp ráp điện tử. Tuy nhiên, sau khi được thương mại hóa PCB mới chính thức lên ngôi “Mẹ của các linh kiện điện tử”. Và cho đến nay PCB vẫn chưa có một khả năng bị thay thế, nên nó xứng đáng hơn với tên linh kiện “Mẫu vương các linh kiện điện tử” hơn.

                  Tại sao PCB lại được ví với danh hiệu vững vàng và hay đến như thế, mời xem bài viết dưới sau đây

                  Dựa trên tài liệu hướng dẫn thiết kế PCB trên cơ sở hằng số điện môi các nguyên vật liệu dùng để cán làm nền tảng PCB và bản chất việc thi công mạch điện tử trên PCB là có mục đích truyền đi một tín hiệu nào đó hoặc xử lý tín hiệu rồi truyền đi. Việc hiểu về hằng số điện môi của PCB luôn là một ẩn số và hầu như là nguồn thông tin mơ hồ nhất của các nhà chế tạo PCB khi cung cấp cho người mua hàng, nên có thể gây nhầm lẫn cũng như có thể áp dụng không đúng gây nhiều sai lệch theo thiết kế, qua đó có thể dẫn đến những sai lầm khi chọn loại PCB cho sản phẩm và làm tăng giá thành vì chọn quá an toàn.

                  Việc chọn lựa loại PCB (tức là chọn hằng số điện môi cho mạch thiết kế) ngày nay càng trở nên khó khăn phức tạp do tần số xung số (clock) này càng cao và chưa hề có dấu hiệu sẽ dừng. Câu hỏi thường trực là liệu nguyên liệu phổ biến của PCB là FR-4 liệu có thể đáp ứng yêu cầu tần số cao như thế, câu trả lời có trong phần tiếp theo sẽ làm sáng tỏ vấn đề này.

                  Mạch điện tử hoạt động với 2 ứng dụng chính: RF/analog (kỹ thuật tương tự/tần số cao) và kỹ thuật số

                  Thành phẩm điện tử được chia thành hai lĩnh vực ứng dụng chính, mỗi một lĩnh vực đều có những yêu cầu mang tính độc đáo riêng. Các yêu cầu của hai loại vật liệu cho mỗi lĩnh vực đều có những phát triển để đáp ứng, hiểu biết lĩnh vực và yêu cầu cơ bản của chúng là cơ sở để chọn lựa nguyên liệu cho lắp ráp mạch sau này.

                  Hai ứng dụng chủ yếu là lĩnh vực là kỹ thuật tương tự tần số cao và kỹ thuật số. Sự khác biệt chính giữa hai lĩnh vực này là khả năng của các mạch liên quan đến chịu sự tổn thất tín hiệu và sự phức tạp của mạch.

                  Mạch kỹ thuật tương tự tần số cao (RF/analog)

                  Mạch kỹ thuật tương tự tần số cao thường là mạch xử lý tín hiệu nhỏ hoặc tín hiệu có độ chính xác. Độ chính xác mà mà 1 mạch thực hiện thành công (hoặc khả năng thành công) là khi xử lý tín hiệu nhỏ mạch đó có tổn hao tín hiệu thấp nhất cho phép, méo dạng tín hiệu bé nhất và tạp nhiễu tín hiệu càng nhỏ càng tốt. Tổn hao tín hiệu xảy ra là do phản xạ với trở kháng thay đổi và từ sự hấp thụ một số tín hiệu vào trong các vật liệu điện môi, đồng thời việc xuyên thấm tín hiệu qua các lớp điện môi gây nhiễu loạn tín hiệu cần xử lý là điều không hề mong muốn. Đây là một yếu tố quan trọng có thể xem xét khi lựa chọn một loại điện môi cho mạch này.

                  Đặc điểm mạch kỹ thuật số

                  Mạch kỹ thuật số có thể chịu thiệt hại tổn thất tín hiệu chút ít mà vẫn thực hiện thành công nhiệm vụ, mạch kỹ thuật số thường khá là phức tạp với yêu cầu vài hoặc nhiều tín hiệu và nhiều mức nguồn cao thấp khác nhau trong nhiều lớp của PCB. Điều này tạo cho việc cán ra PCB, khoan lỗ hay các xử lý khác dễ dàng và do đó nhiều lớp nên PCB khá dày, nhưng việc hàn linh kiện và sửa chữa sau này có thể gây ra nhiều ứng nhiệt/lực tại các mối hàn xuyên thấu giữa các lớp, để đảm bảo PCB không bị hỏng thì PCB sẽ phải có đáp ứng đặc tính nhiệt độ, Tg đủ cao để chịu các công việc này. Kết quả là đặc tính vật liệu quan trọng hơn chuyện tổn thất tín hiệu. Tuy nhiên ngày nay tần số xung clock ngày càng cao thì tổn hao cũng cần quan tâm.

                  Hai loại vật liệu điện môi chính

                  Vật liệu điện môi của PCB ngày nay thường có hai loại chính dựa trên kết cấu gia cố độ bền/cứng được cho vào giữa khối vật liệu. Đó là việc gia cố độ bền/cứng bằng sợi thủy tinh và các loại còn lại, loại sợi thủy tinh thì có giá thành rẻ hơn khi cán PCB, khi sản xuất cũng như xử lý, bởi vì lượng thủy tinh trong trường hợp có sợi dệt luôn ít hơn các loại vật liệu khác, do đó hằng số điện môi của PCB có sợi thủy tinh dệt thường cao hơn các loại còn lại

                  Những thuộc tính nguyên liệu dùng để cán PCB quan trọng

                  Một số thuộc tính cán có thể là quan trọng tùy thuộc vào ứng dụng của mạch và hầu hết các vật liệu đã được phát triển để tối ưu hóa một hoặc nhiều các đặc tính này. Trong số này có:

                  Hằng số điện môi tương đối er Là một thuộc tính chỉ hiệu ứng độ cách điện của vật liệu có giá trị điện dung như một dây dẫn nhúng chìm vào trong hay bao bọc quanh.Chọn hằng số điện môi thấp là gần như luôn là lựa chọn tốt hơn.

                  Hằng số điện môi tương đối của hầu hết chất điện môi cán thành PCB thay đổi theo tần số và thường giảm xuống khi tần số tăng lên. Điều này thể hiện trên dây dẫn truyền tải điện hai chiều, tốc độ của tín hiệu tăng lên khi tần số tăng lên, dẫn đến biến dạng pha trong các bộ khuếch đại băng thông rộng. Các bộ khuyếch đại băng thông rộng và bộ khuyếch đại vi sóng thường cần phải được làm từ nhiều lớp với các hằng số điện môi tương đối ít thay đổi với tần số càng nhiều càng tốt để giảm thiểu vấn đề này.

                  Các biến đổi này đã gây ra sai sót trong tính toán trở kháng và đo lường trở kháng. Ví dụ, nếu các hằng số điện môi tương đối đo tại 1 MHz được sử dụng để tính toán trở kháng và dùng một TDR với một thời gian xung 125 pico giây được sử dụng để đo trở kháng ta sẽ có bất đồng trong sử dụng do thực tế là hai tần số là rất khác nhau. Hình bên dưới minh họa hằng số điện môi tương đối thay đổi theo tần số của một vài vật liệu dùng để cán làm PCB. (xem hình kèm)

                  Một nguồn liên quan khác với hằng số điện môi tương đối là chất tăng độ cứng vững cho PCB được đưa vào resin để cán. Hình dưới là mô tả FR4 cán thành PCB với các tỉ lệ thay đổi % resin và thủy tinh trộn vào, biểu đồ này dựa trên đo đạc tại tần số 1MHz.
                  Click image for larger version

Name:	Hang so dien moi_% resin.png
Views:	1
Size:	55.2 KB
ID:	1362479
                  Tg chuyển hóa nhiệt thủy tinh (Glass Transition Tempurature)

                  Hầu hết các loại nguyên liệu cán PCB đều có hệ số dãn nở khi nhiệt độ tăng lên, chuyển hóa nhiệt thủy tinh hay Tg la nhiệt độ mà tại đó giãn nở nhiệt có giá trị tăng lên, đó là pha chuyển hóa của PCB có chứa sợi thủy tinh.

                  Hãy chú ý rằng giãn nở nhiệt ở nhiệt độ thấp kéo đồng và thủy tinh lại gần nhau hay còn gọi là làm co lại tạo ra hai hướng lực theo hướng X và Y của PCB. Khi nhiệt độ của hỗn hợp trong PCB vượt quá điểm Tg thành phần resin trong đó bắt đầu giãn nở nhiều hơn độ giãn nở của đồng hay thủy tinh. Đến khi không thể giãn nở theo chiều X-Y được nữa, resin bắt đầu giản nở theo chiều dày hay còn gọi là chiều Z, lúc này các mối hàn và các ống xuyên tâm chịu ứng lực theo hướng Z. Sự tổng hợp các độ dày nhiều lớp PCB hay nhiều loại chất hàn có thể tạo ra lỗi trước khi PCB được đưa vào sản xuất vì các giãn nở này, vì thế phải cẩn thận khi chọn PCB có Tg thích hợp với mạch ứng dụng trong môi trương có nhiệt hay mạch sinh ra nhiệt.
                  Click image for larger version

Name:	Nhiet do_ do day.jpg
Views:	1
Size:	71.9 KB
ID:	1362480
                  Đường tiếp tuyến tổn hao (tan) là đường biểu diễn đo được bao nhiêu trường điện từ bị thấm trong điện môi hay còn gọi là bị mất đi trong điện môi, đây là một thuộc tính nữa cần biết tối thiểu về chất liệu cán PCB. Kết quả là vật liệu siêu ít mất tín hiệu là thường được dùng trong ứng dụng kỹ thuật số, điều này làm tăng giá thành PCB.

                  Điện áp đánh thủng điện môi (DBV) là điện áp đo được của một chất cách điện chịu dựng đến khi bị điện áp xuyên qua, thông thường 1mil chịu được 1,000V

                  Độ thấm ẩm Tất cả các họ resin đều thấm ẩm và thấm nước khi bị phơi ra trong môi trường ẩm. Nước có hằng số điện môi tương đối khoảng 80.1, nếu một bảng cán có điện môi bị thấm nước sẽ tạo một hằng số điện môi mới cao hơi ví dụ cao hơi giá trị gốc 4.1 dẫn đến tổng trở và phối hợp tổng trở không khớp nhau được.

                  Một ảnh hưởng khác cũng quan trong không kém là việc thấm ẩm gây ra rò rỉ dòng điện tăng lên, vật liệu với độ thấm ẩm cao có thể gây rò rỉ nhất là những ứng dụng trong gia dụng, với những vật liệu đó do yêu cầu công việc, chúng cần được chặn lại bằng sơn phủ bảo vệ ngay sau khi sấy khô chúng lần đầu. Việc này làm tăng giá và gây khó khăn cho công tác sửa chữa đồng thời cần sơn phủ lại sau khi sửa chữa.

                  Một số loại PCB có sợi thủy tinh làm cứng và các thông số liên quan
                  Click image for larger version

Name:	nguyenlieu 1.png
Views:	1
Size:	29.9 KB
ID:	1362481
                  Một số loại PCB không có và ít sợi thủy tinh làm cứng và các thông số liên quan
                  Click image for larger version

Name:	nguyenlieu 2.png
Views:	1
Size:	29.0 KB
ID:	1362482
                  Tg(oC): Điểm chuyển hóa nhiệt thủy tinh

                  er: Hằng số điện môi tương đối

                  Tan(f): Đường tiếp tuyến tổn hao

                  DBV(V/mil): Điện áp đánh thủng

                  WA(%): Độ thấm nước

                  10 loại PCB thông dụng trên thực tế

                  1. Ceramic PCB (mạch in trên nền sứ)

                  2. Flexible PCB (mạch in mềm gấp lại được)

                  3. FR4 PCB (mạch in nền FR4)

                  4. HDI PCB (mạch in mật độ kết nối cao cho mạch kỹ thuật số)

                  5. Heavy copper PCB (mạch in có lớp đồng dày)

                  6. High Tg PCB (mạch in có chuyển hóa thủy tinh mức cao)

                  7. MC PCB (mạch in có nền kim loại)

                  8. RF PCB (mạch in cho mạch tần số cao

                  9. Rigid Flexible PCB (mạch in mềm kết hợp với board cứng

                  10. Xtra thin PCB (mạch in siêu mỏng)
                  [/FONT]
                  Attached Files
                  Last edited by Ralph Nguyễn; 06-06-2012, 10:20.
                  Ralph Nguyễn

                  Comment

                  Về tác giả

                  Collapse

                  Ralph Nguyễn Tìm hiểu thêm về Ralph Nguyễn

                  Bài viết mới nhất

                  Collapse

                  Đang tải...
                  X