PCBA là bảng mạch lắp ráp (PCBA): bo mạch trần với các linh kiện được hàn lên trên. Đặt hàng PCBA trông như một lần mua duy nhất, nhưng thực tế gồm hai công việc sản xuất và một công việc mua hàng phải hoàn thành cùng một thời điểm. Bài viết này trình bày các công việc theo thứ tự, để rõ cần chuẩn bị gì và chậm trễ có thể bắt đầu ở đâu.
Ba công việc phía sau một đơn hàng
- Gia công. Nhà máy sản xuất bo mạch trần từ file Gerber và file khoan.
- Linh kiện. Mọi linh kiện trong danh sách linh kiện (BOM) đều phải được mua, hoặc do khách hàng cung cấp, và phải có sẵn trên kệ trước khi lắp ráp bắt đầu.
- Lắp ráp. Linh kiện được hàn lên bo mạch, kết quả được kiểm tra và thử nghiệm, sau đó đóng gói và vận chuyển.
Gia công và mua linh kiện chạy song song. Lắp ráp không thể bắt đầu cho đến khi cả hai hoàn thành, vì vậy công việc chậm hơn trong hai công việc quyết định lịch trình.
Hình vẽ đặt ba công việc trên một dòng thời gian. Các thanh không theo tỷ lệ: thời gian của mỗi công việc phụ thuộc vào bo mạch, linh kiện và mùa vụ.
- Gia công hoàn thành trước trong hình này. Bo mạch trần đã sẵn sàng và chờ.
- Linh kiện là công việc dài hơn ở đây. Đường viền màu hổ phách đi theo chuỗi quyết định ngày giao: linh kiện, rồi lắp ráp và thử nghiệm, rồi vận chuyển.
- Lắp ráp và thử nghiệm chỉ bắt đầu khi gia công và linh kiện đều hoàn thành.
- Vận chuyển bắt đầu khi lắp ráp và thử nghiệm hoàn thành.
- Đường đứt nét là thời gian chờ: bo mạch đã hoàn thành và chưa thể đi tiếp. Gia công nhanh hơn không rút ngắn thời gian chờ này.
Bước 1. Chuẩn bị file
Cần có, tối thiểu:
- File Gerber và file khoan cho bo mạch trần (một file cho mỗi lớp đồng, mặt nạ hàn và in lụa, cùng với dữ liệu khoan và đường viền bo mạch).
- Danh sách linh kiện (BOM) liệt kê mọi linh kiện kèm số hiệu linh kiện của nhà sản xuất.
- File vị trí (còn gọi là file pick-and-place hoặc file centroid) với vị trí, góc xoay và mặt của mọi linh kiện.
Sai sót phát hiện ở giai đoạn này gần như không tốn chi phí để sửa. Cùng một sai sót phát hiện sau khi bo mạch đã sản xuất sẽ tốn chi phí bằng chính bo mạch. Hai bài viết trình bày sâu hơn: File cho gia công và lắp ráp và Viết BOM để nhà máy có thể mua.
Bước 2. Kiểm tra file
Kiểm tra file tìm những gì một người rà soát file sẽ tìm: thiếu một lớp, đường viền bo mạch chưa khép kín, lỗ không nằm đúng trên pad, đồng gần nhau hơn giới hạn quy trình có thể sản xuất. Kiểm tra này nhanh hơn nhiều so với chờ kỹ sư đọc email. Kiểm tra có thể cho thấy file đầy đủ và nhất quán. Kiểm tra không thể cho thấy mạch có hoạt động hay không, và không có kiểm tra file nào làm được điều đó.
Bước 3. Chọn tùy chọn và nhận báo giá
Chọn số lớp, độ dày bo mạch, độ dày lớp đồng, xử lý bề mặt, màu mặt nạ hàn và số lượng. Đối với lắp ráp, cũng cần chọn mặt nào mang linh kiện và linh kiện được cung cấp theo cách nào. Báo giá đi theo các lựa chọn này, vì vậy việc biết yếu tố nào ảnh hưởng đến giá sẽ hữu ích. Xem Yếu tố nào quyết định giá PCBA.
Bước 4. Kiểm tra của kỹ sư
Kỹ sư của nhà máy đọc đơn hàng trước khi bất cứ thứ gì được mua hoặc sản xuất. Kỹ sư tìm những điều file không nêu rõ: linh kiện không còn hàng, footprint không khớp với tài liệu kỹ thuật của linh kiện, thiết kế pad khiến linh kiện nhỏ bị nghiêng, dấu cực tính bị thiếu trên in lụa. Cần dự kiến có câu hỏi ở giai đoạn này. Trả lời câu hỏi nhanh là cách tiết kiệm lịch trình rẻ nhất hiện có.
Bước 5. Gia công
Bo mạch trần được sản xuất, thử nghiệm điện và kiểm tra. PCB được sản xuất như thế nào liệt kê các bước và những gì có thể sai ở mỗi bước.
Bước 6. Linh kiện
Nhà máy mua linh kiện trong BOM, hoặc khách hàng tự gửi linh kiện (linh kiện ký gửi). Linh kiện hiếm, đang bị phân bổ hoặc đã qua giai đoạn cuối vòng đời là nguyên nhân thường gặp khiến đơn hàng bị chậm. Linh kiện cũng cần được mua nhiều hơn số lượng chính xác: cuộn có số lượng tối thiểu, và máy làm mất một vài linh kiện trong khi nạp. Xem Thời gian sản xuất và cách lập kế hoạch.
Bước 7. Lắp ráp
Kem hàn được in lên pad qua stencil, máy gắp đặt đặt linh kiện lên, bo mạch đi qua lò reflow làm chảy kem hàn, và mọi linh kiện xuyên lỗ được hàn sau đó. Bo mạch được lắp ráp như thế nào mô tả từng bước.
Bước 8. Kiểm tra và thử nghiệm
Kiểm tra tìm lỗi hàn và lỗi đặt linh kiện. Thử nghiệm tìm xem bo mạch có làm đúng việc cần làm hay không. Hai việc này khác nhau, và việc nhận được kiểm tra hay thử nghiệm nào phụ thuộc vào nội dung đặt hàng và nội dung cung cấp: quy trình thử nghiệm, file lập trình, đồ gá. Xem Kiểm tra và thử nghiệm.
Bước 9. Đóng gói và vận chuyển
Bo mạch được đóng gói chống ẩm và chống tĩnh điện, rồi vận chuyển. Đối với đơn hàng từ Trung Quốc, hộp hàng thường đi qua biên giới, và có bên phải trả thuế hải quan và thuế nhập khẩu. Cần quyết định trước khi đặt hàng bên đó là ai. Xem Vận chuyển và nhập khẩu bo mạch.
Ai làm gì
| Bước | Quý khách | Nhà máy |
|---|---|---|
| File | Xuất file, đặt tên các lớp rõ ràng | Kiểm tra file có sản xuất được hay không |
| BOM | Cung cấp số hiệu linh kiện chính xác, đánh dấu linh kiện thay thế | Tìm nguồn linh kiện, báo vấn đề tồn kho và vòng đời |
| Tùy chọn | Chọn, và nêu điều quan trọng (trở kháng, xử lý bề mặt) | Nêu điều có thể thực hiện |
| Kiểm tra | Trả lời câu hỏi | Đặt câu hỏi |
| Sản xuất | Không làm gì | Gia công, lắp ráp, kiểm tra |
| Thử nghiệm | Cung cấp quy trình hoặc đồ gá nếu cần thử nghiệm chức năng | Thực hiện thử nghiệm |
| Nhận hàng | Trả thuế hải quan và thuế nhập khẩu, nếu là bên nhập khẩu | Vận chuyển |
Thời gian và chi phí nằm ở đâu
Thời gian chủ yếu đi vào chờ đợi: chờ linh kiện, chờ câu trả lời cho câu hỏi của kỹ sư, chờ vận chuyển. Chi phí đi vào số lượng bo mạch và linh kiện, công việc chuẩn bị giống nhau cho một bo mạch hay năm mươi bo mạch (stencil, lập trình máy, chuẩn bị thử nghiệm), và các lựa chọn khiến bo mạch trần khó sản xuất hơn, chẳng hạn nhiều lớp hơn hoặc chi tiết chặt hơn.
Đơn hàng rẻ nhất là đơn hàng có file sạch, BOM mà mọi dòng đều mua được, và không có bất ngờ cho kỹ sư.
Cách quá trình này thể hiện khi đặt hàng tại đây
Trên Ulike Technology, Quý khách tải file lên tại trang tải lên. 25 kiểm tra chạy khi tải lên, trước khi thanh toán, và cho thấy phát hiện cùng các kiểm tra không chạy được. Báo giá đi theo tùy chọn đã chọn và hiển thị bằng đô la Mỹ. Kỹ sư xác nhận mọi đơn hàng trước khi sản xuất bắt đầu. Bo mạch được vận chuyển bằng DHL Express từ Thâm Quyến, và người nhận trả thuế hải quan và thuế nhập khẩu. Các tùy chọn và giới hạn đang áp dụng được liệt kê trên trang năng lực sản xuất. Nội dung kiểm tra bao phủ có trên trang kiểm tra file.