EN
Sai lệch thành phần trong tự động hóa chọn và đặt
Nguyên nhân: Mòn đầu hút và lỗi hệ thống thị giác
Khi các bộ phận bị lệch khỏi vị trí trên máy gắp và đặt (pick and place), nguyên nhân thường gặp là do vòi phun bị mài mòn hoặc vấn đề liên quan đến hệ thống thị giác. Các vòi phun này dần bị hao mòn theo thời gian do quá trình gắp và đặt linh kiện lặp đi lặp lại liên tục, đặc biệt là khi thao tác có sử dụng lực. Khi chúng bắt đầu xuất hiện dấu hiệu mài mòn, khả năng gắp chính xác linh kiện sẽ giảm sút, gây ra nhiều rắc rối cho dây chuyền sản xuất. Linh kiện sẽ không còn được đặt đúng vị trí trên bảng mạch, dẫn đến việc phải làm lại và trì hoãn tiến độ. Vì lý do đó, hầu hết các nhà sản xuất đều lên lịch kiểm tra định kỳ các vòi phun này. Việc phát hiện sớm tình trạng mài mòn giúp thay thế chúng trước khi gây ra sự cố nghiêm trọng, từ đó tiết kiệm được cả thời gian lẫn chi phí trong dài hạn.
Vấn đề lệch trục thường xảy ra do sự cố liên quan đến hệ thống thị giác. Phần lớn các trường hợp, nguyên nhân nằm ở các thiết lập hiệu chuẩn không chính xác hoặc lỗi phần mềm ngẫu nhiên. Điều kiện ánh sáng kém và độ phân giải của camera không đủ sắc nét càng làm cho tình hình trở nên tồi tệ hơn, gây ra nhiều rắc rối trong việc xác định và gắp chính xác các bộ phận trong quá trình vận hành tự động. Để khắc phục các sự cố về thị giác này đòi hỏi phải thực hiện hiệu chuẩn cẩn thận và đảm bảo môi trường xung quanh thiết bị được thiết lập đúng cách. Tuy nhiên, việc thiết lập hoàn hảo không phải lúc nào cũng dễ dàng, bởi vì những thay đổi nhỏ về ánh sáng hoặc nhiệt độ cũng có thể làm sai lệch hệ thống đã được hiệu chuẩn tốt trước đó.
Giải pháp: Hiệu chuẩn lại Hệ thống Thị giác Máy móc và Thay thế Cổng Nguồn Mòn
Khi gặp phải các vấn đề lệch lạc linh kiện trong quá trình vận hành gắp và đặt, việc lấy lại chính xác thường có nghĩa là phải hiệu chỉnh lại thiết lập hệ thống thị giác máy. Quy trình này thường đòi hỏi việc điều chỉnh các yếu tố như thiết lập tiêu cự của camera, mức ánh sáng và tinh chỉnh độ tương phản để hệ thống có thể xác định và định vị chính xác những linh kiện nhỏ bé đó mà không xảy ra lỗi. Phần lớn các nhà sản xuất đều tuân theo hướng dẫn của ISO cho những điều chỉnh này, nhưng một số xưởng sản xuất nhận thấy họ cần thực hiện kiểm tra này vài tuần một lần thay vì chỉ một lần mỗi tháng. Bảo trì định kỳ không chỉ giúp dây chuyền sản xuất vận hành trơn tru mà còn tiết kiệm chi phí lâu dài bằng cách giảm lượng phế phẩm do các linh kiện bị đặt sai vị trí – những linh kiện sau đó sẽ phải loại bỏ.
Vòi phun bị mòn cần được thay thế định kỳ như một phần trong kế hoạch bảo trì tốt. Khi các công ty tuân thủ lịch trình thay thế các bộ phận này, họ giảm thiểu được những sự cố bất ngờ xảy ra khi vòi phun cuối cùng bị hỏng. Máy móc tiếp tục vận hành trơn tru mà không gặp phải những lần dừng máy khó chịu. Ngoài việc tránh thời gian dừng máy, vòi phun mới còn giúp duy trì chất lượng sản phẩm tốt hơn. Những vòi phun cũ, bị hư hỏng có thể làm lệch vị trí đặt linh kiện theo thời gian, dẫn đến nhiều vấn đề căn chỉnh sai lệch về sau. Đối với các nhà sản xuất phụ thuộc vào công nghệ gắn linh kiện bề mặt và hệ thống tự động đặt linh kiện, việc bảo trì định kỳ không phải là lựa chọn mà là yếu tố giúp họ vận hành hiệu quả nhất mỗi ngày.
Hiện tượng nối chì trong hoạt động của thiết bị SMT
Tại sao việc căn chỉnh stencil lại quan trọng
Việc căn chỉnh chính xác tấm khuôn (stencil) đóng vai trò rất quan trọng khi làm việc với thiết bị SMT, bởi vì nó đảm bảo lượng kem hàn được in đúng vị trí cần thiết và ngăn chặn hiện tượng cầu hàn (solder bridges) hình thành. Khi cầu hàn xảy ra, nó tạo ra hiện tượng chập điện, làm rối loạn hoàn toàn hoạt động của các mạch điện. Điều này dẫn đến nhiều vấn đề nghiêm trọng về sau, bao gồm sản phẩm hoạt động không đúng chức năng và chi phí sửa chữa tăng cao. Nếu tấm khuôn không được đặt đúng vị trí trong giai đoạn in kem hàn, tình hình sẽ còn tồi tệ hơn nữa, dẫn đến các lỗi nghiêm trọng. Theo nghiên cứu trong ngành công nghiệp này, riêng lỗi lệch tấm khuôn như vậy có thể làm tăng chi phí sản xuất lên khoảng 20%. Đó chính là lý do tại sao các nhà sản xuất cần đặc biệt chú ý đến việc quản lý tấm khuôn của họ nếu muốn vừa vận hành hiệu quả, vừa đảm bảo chất lượng sản phẩm đầu ra tốt mà không phát sinh chi phí sửa chữa quá lớn về sau.
Sửa chữa sự mất cân bằng trong hồ sơ reflow
Khi có sự mất cân bằng trong hồ sơ nhiệt (reflow profile), điều này thường dẫn đến việc gia nhiệt không đều trên bảng mạch và gây ra những vấn đề khó chịu như hiện tượng nối tắt mối hàn (solder bridge) trong quy trình SMT. Việc đạt được các mối hàn chất lượng thực sự phụ thuộc vào việc theo dõi sát sao cả mức nhiệt độ và thời gian duy trì nhiệt độ trong quá trình reflow. Nếu các linh kiện không được gia nhiệt đều đặn, chúng ta sẽ gặp phải các mối nối hàn yếu, dẫn đến nhiều bảng mạch lỗi và các linh kiện không thể hoạt động ổn định theo thời gian. Chính vì lý do đó, hầu hết các nhà máy hiện nay đều đầu tư vào thiết bị đo nhiệt độ (thermal profiling equipment). Những công cụ này cho phép kỹ thuật viên quan sát chính xác những gì đang xảy ra bên trong lò nhiệt và thực hiện các điều chỉnh cần thiết. Điều tuyệt nhất là chúng giúp giảm đáng kể các lỗi do kỹ thuật hàn kém, nhờ đó toàn bộ dây chuyền sản xuất vận hành trơn tru hơn mà không còn phải đối mặt với tình trạng sửa chữa liên tục.
Hiệu ứng Manhattan: Giải thích về Hiện tượng Tombstoning
Mất cân bằng Nhiệt trong Máy Lấy và Đặt Tự động
Khi có sự mất cân bằng nhiệt trong quá trình hàn, điều này thường dẫn đến hiện tượng gọi là tombstoning – cơ bản là khi một đầu của linh kiện bị nâng lên khỏi miếng đệm của nó. Vấn đề xảy ra do nhiệt không được phân bố đều trên bảng mạch, khiến một bên chảy trước bên kia. Việc kiểm soát sự phân bố nhiệt độ một cách hiệu quả đóng vai trò rất quan trọng nếu chúng ta muốn ngăn chặn hiện tượng tombstoning trong các dây chuyền lắp ráp tự động. Các nghiên cứu cho thấy rằng những yếu tố như lượng kem hàn được áp dụng và kích thước thực tế của các linh kiện thực sự ảnh hưởng đến việc hiện tượng này có xuất hiện hay không. Điều chỉnh các yếu tố này trong cả quy trình thiết kế và sản xuất sẽ giúp giảm đáng kể các lỗi tombstoning. Khắc phục các vấn đề về nhiệt này giúp các linh kiện đặt đúng vị trí trên các miếng đệm, giữ cho mạch điện hoạt động ổn định và tiết kiệm chi phí nhờ giảm nhu cầu sửa chữa mất thời gian và công sức.
Biện pháp Phòng ngừa: Thiết kế Đệm Hàn và Hồ Sơ Nhiệt
Việc lựa chọn đúng thiết kế miếng hàn (pad) phù hợp có thể giảm đáng kể các vấn đề về hiện tượng 'mộ đá' (tombstoning). Thiết kế miếng hàn tốt giúp phân bố đều lượng thiếc hơn và kiểm soát hiệu quả các lực nhiệt phức tạp khi quá trình hàn diễn ra ở nhiệt độ cao. Ngoài ra, việc thiết lập hồ sơ nhiệt (thermal profiling) cũng rất quan trọng để duy trì sự ổn định trong vùng hàn, đảm bảo nhiệt độ đồng đều trên tất cả các linh kiện. Khi các nhà sản xuất điều chỉnh cẩn thận hình dạng miếng hàn và áp dụng các phương pháp thiết lập hồ sơ nhiệt hiệu quả, họ sẽ gặp ít hiện tượng 'mộ đá' hơn, dẫn đến tỷ lệ sản phẩm đạt yêu cầu cao hơn và độ bền của sản phẩm cũng được cải thiện. Chú ý đến các chi tiết này không chỉ giúp quy trình SMT trở nên dễ dàng hơn mà còn mang lại kết quả tốt hơn rõ rệt khi lắp ráp các bo mạch PCB.
Hiện tượng Solder Balling trong đặt linh kiện tốc độ cao
Rủi ro ô nhiễm độ ẩm
Hiện tượng các hạt hàn vẫn là một trong những vấn đề đau đầu lớn nhất đối với bất kỳ ai làm việc với thiết bị đặt linh kiện tốc độ cao, thường xảy ra khi có quá nhiều độ ẩm xung quanh trong quá trình hàn chảy. Điều thường xảy ra là nước bị giữ lại bên trong kem hàn, sau đó chuyển thành hơi nước khi nhiệt độ tăng lên, tạo thành những hạt hàn nhỏ li ti gây rối loạn quá trình chảy đều của mối hàn. Những vấn đề này tạo ra các kết nối kém, có thể khiến các mạch điện bị lỗi hoàn toàn. Một số nghiên cứu chỉ ra rằng khoảng 40% tất cả các vấn đề liên quan đến mối hàn thực chất có liên quan đến việc độ ẩm xâm nhập vào quy trình ở một khâu nào đó. Đối với các nhà sản xuất phải đối mặt với những thách thức này hàng ngày, việc theo dõi mức độ ẩm trở nên cực kỳ quan trọng nếu họ muốn các bo mạch hoạt động ổn định sau khi được lắp ráp. Những biện pháp đơn giản như bảo quản vật liệu đúng cách và giám sát điều kiện môi trường có thể đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa những sai sót tốn kém trên các dây chuyền sản xuất hoạt động liên tục.
Tối ưu hóa việc lưu trữ và sử dụng keo hàn
Việc lưu trữ đúng cách đối với kem hàn là rất quan trọng để tránh những hạt hàn phiền phức xuất hiện trong quá trình đặt linh kiện diễn ra nhanh trên dây chuyền sản xuất. Giữ nhiệt độ ở mức phù hợp khoảng 25°C và độ ẩm được kiểm soát trong khoảng 40-60% sẽ giúp kem hàn không bị hỏng và hình thành các hạt cầu không mong muốn. Lượng kem hàn sử dụng cũng rất quan trọng – nếu quá nhiều sẽ chỉ tạo ra nhiều vấn đề phát sinh về sau. Hầu hết các nhà máy nhận thấy rằng thiết bị in stencil của họ cần được kiểm tra và điều chỉnh định kỳ để đảm bảo lượng kem hàn in ra đồng đều trên các bo mạch. Khi các nhà sản xuất thực hiện nghiêm túc các biện pháp quản lý cả về lưu trữ và quy trình bôi kem hàn, tỷ lệ lỗi giảm rõ rệt. Việc chú ý đến từng chi tiết này mang lại hiệu quả cho thiết bị điện tử hoạt động tốt hơn và bền hơn, đó là lý do nhiều xưởng gia công PCB đã đưa các biện pháp kiểm soát này vào quy trình vận hành tiêu chuẩn của họ.
Các mối hàn không đủ và Mở điện
Những ThựcRACTICE Bảo Trì Stencil Tốt Nhất
Việc giữ các tấm stencil trong tình trạng tốt giúp tránh các vấn đề về mối hàn yếu trong quá trình lắp ráp công nghệ gắn bề mặt (SMT). Khi kỹ thuật viên vệ sinh các tấm stencil định kỳ, họ ngăn chặn việc tích tụ bụi bẩn gây cản trở hỗn hợp hàn không đến được vị trí cần thiết. Các tấm stencil bị bẩn hoặc mài mòn không thể cung cấp đủ lượng hỗn hợp hàn cho các pad linh kiện nhỏ, dẫn đến hiện tượng thiếu hàn, làm gián đoạn mạch điện và khiến chúng không hoạt động đúng cách. Hầu hết các nhà sản xuất đều tuân theo lịch trình bảo trì tiêu chuẩn vì không ai mong muốn chất lượng hàn không đồng đều trên các bo mạch. Những lần kiểm tra định kỳ này thực tế giúp tiết kiệm chi phí trong dài hạn, bởi các mối hàn kém chất lượng sẽ dẫn đến chi phí sửa chữa và nguy cơ sản phẩm bị lỗi sau này. Các xưởng sản xuất thông minh hiểu rằng việc đầu tư thời gian vào việc bảo quản stencil đúng cách sẽ mang lại lợi ích là giảm số lượng sản phẩm lỗi và tạo ra các cụm điện tử đáng tin cậy hơn từ dây chuyền sản xuất.
Các kỹ thuật hiệu chỉnh biến dạng PCB
Khắc phục độ cong vênh của PCB rất quan trọng vì nó ngăn chặn các lỗi điện gián đoạn gây ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của mạch. Các nhà sản xuất thường điều chỉnh hồ sơ nhiệt của họ và sử dụng các đồ gá đặc biệt để giữ bo mạch phẳng trong quá trình hàn, nhờ đó giảm đáng kể vấn đề cong vênh. Nhiều chuyên gia trong ngành khuyến khích áp dụng các kỹ thuật kiểm tra tiên tiến nhằm phát hiện sớm tình trạng cong vênh trước khi lắp ráp linh kiện, giúp các mối hàn trở nên đáng tin cậy hơn theo thời gian. Về cơ bản, tất cả các phương pháp này đều bảo vệ các kết nối điện khỏi bị hư hại, đảm bảo quá trình lắp ráp SMT diễn ra trơn tru và giảm thiểu các lỗi gây tốn kém chi phí sửa chữa hoặc dẫn đến thất bại toàn bộ sản phẩm trong tương lai.