SẢN XUẤT LẮP RẮP ĐIỆN THOẠI VÀ BO MẠCH ĐIỆN TỬ HOÀNG KIM EIC SẢN XUẤT, LẮP RÁP ĐIỆN THOẠI VÀ BO MẠCH ĐIỆN TỬ Công ty cổ phần Thuận Phát IMOSO Khu Công nghệ cao Hòa Lạc - 2007 Các sản phẩm chủ yếu sản xuất điện thoại di động bo mạch chủ, hai sản phẩm chiếm tới 96% cấu sản phẩm, bên cạnh dự án sản xuất điện thoại cố định số lượng không lớn, chiếm 4% I QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 1.1 Mô tả quy trình công nghệ 1.1.1 Công nghệ hàn dán linh kiện điện tử Bảng mạch điện thoại di động bảng mạch in (PCBs) sản xuất theo công nghệ SMT - công nghệ hàn dán linh kiện điện tử SMT giải pháp cấu tạo nên vi mạch điện tử theo linh kiện (SMX hay linh kiện hàn dán) dán trực tiếp vào bề mặt bảng mạch in Linh kiện SMT thường nhỏ gọn linh kiện gắn dây SMT dây có dây nhỏ SMT có đầu nối ngắn hay dây nối theo nhiều kiểu đa dạng, bề mặt nối phẳng tổ hợp chip dán viên bi hợp kim siêu nhỏ (BGAs) hay cổng kết nối thân linh kiện 1.1.2 Quy trình in dán hợp kim Tấm dán hợp kim hỗn hợp chất gây chảy kim loại phần tử hợp kim cực tiểu Những phần tử hợp kim trước hỗn hợp chì thiếc, yêu cầu bảo vệ môi trường, nhà máy Thuận Phát IMOSO thay hỗn hợp hỗn hợp không chì Tấm dán hợp kim in hai mặt bảng mạch in PCBs Màn chắn và/hoặc khuôn thường xuyên làm để trì độ xác cao in 1.1.3 Thiết bị dùng công nghệ nhặt - đặt (pick and place) Quy trình nhặt đặt thực chuỗi máy định vị Mỗi máy nhặt linh kiện từ dây chuyền cung cấp nguyên liệu (nhặt) đặt chúng vào vị trí xác định trước bảng mạch Ở nhà máy Thuận Phát IMOSO, sử dụng dây chuyền công nghệ SIPLACE nhặt - đặt Siemens với thiết bị SIPLACE HS-50 SIPLACE F5 HM Các linh kiện gắp nhặt bảng mạch in PCBs vận chuyển đến vùng định vị Quy trình (định vị) tối ưu hóa với tốc độ cao Trong đầu cần Thu gom & Đặt đặt linh kiện, đầu cần thứ hai nhặt chuỗi để dây chuyền hàn dán linh kiện điện tử đảm bảo suất cao Nguyên lý điều biến cho phép điều chỉnh nhanh tối ưu hóa quy trình sản xuất 1.1.4 Lò nung chảy mối hàn hợp kim Nung chảy mối hàn hợp kim cách phổ biến để dán linh kiện điện tử vào bảng mạch in Mục tiêu quy trình làm nóng chảy phân tử dán hợp kim, với bề mặt thiết bị bảng in gắn kết sau làm cô đặc hợp kim tạo liên kết luyện kim bền vững Trong quy trình nung chảy hợp kim truyền thống có công đoạn bao gồm khâu: khâu làm nóng; ngâm thấm nhiệt nung chảy làm nguội 1.1.5 Kỹ thuật tháo gỡ khối mạch in Tháo gỡ khối mạch in công đoạn dây chuyền sản xuất linh kiện điện tử quy mô lớn, để tăng khối lượng đầu vào bảng mạch in công nghiệp sản xuất dây chuyền hàn dán linh kiện điện tử, bảng mạch in PCBs thường thiết kế cho bảng mạch lớn bao gồm nhiều bảng mạch đơn nhỏ dùng đến sản phẩm cuối Khối mạch in thường gọi khối pano hay đa khối Khối mạch in tách nhỏ hay "tháo gỡ khối pano" - công đoạn cụ thể trình sản xuất - tùy thuộc vào loại sản phẩm, tháo gỡ khối bảng mạch in tiến hành sau quy trình hàn dán linh kiện điện tử , sau trình kiểm tra thử nghiệm vi mạch Sau hàn dán thiết bị có lỗ - xuyên - xuốt, hay trước trình cuối dây chuyền sản xuất Ở nhà máy Thuận Phát IMOSO, công đoạn tiến hành sau trình hàn dán, trước công đoạn kiểm tra thử nghiệm vi mạch Kỹ thuật tháo gỡ khối bảng mạch in chính: có công cụ thường xuyên ứng dụng tháo gỡ mạch in sau: Công cụ cầm tay, Kéo cắt pizza/kéo cắt hình chữ V, Kìm bấm, Máy bào, Cưa Công cụ tháo gỡ khối mạch in DEpanellizer công ty Đức Rohwdder ứng dụng nhà máy Thuận Phát IMOSO có cấu hình phù hợp với kỹ thuật dùng máy bào máy cưa 1.1.6 Điều chỉnh bảng mạch in kiểm tra thử nghiệm Sau quy trình sản xuất vật lý bảng mạch điện thoại di động hoàn tất, mạch in kết nối tự động với thiết bị đo lường lập chương trình Ở đây, bảng mạch điều chỉnh để phù hợp với sức chịu đựng cấu kiện đơn Công đoạn tiến hành cách đo lường tín hiệu đầu bảng mạch (ví dụ: tần suất, điện năng, quang phổ) phụ thuộc vào giới hạn số phần mềm cài đặt bảng mạch in ảnh hưởng đến số Cùng lúc tính mạch kiểm tra thử nghiệm Tất quy trình tự động hóa Những mạch không đủ tiêu chuẩn chuyển lại khu vực sửa chữa 1.2 Dây chuyền lắp ráp thiết bị nhà máy Một bảng mạch lắp ráp vào máy điện thoại di động khác tùy thuộc vào thương hiệu, chủng loại khác Vì vậy, dây chuyền lắp ráp thiết bị vận hành độc lập tách khỏi dây chuyền sản xuất bảng mạch Dây chuyền bao gồm công đoạn sau: 1.2.1 Lắp ráp thiết bị Trong dây chuyền lắp ráp thiết bị, công đoạn gắn kết linh kiện (mà không qua nung chảy) với bảng mạch tiến hành, ví dụ: hình, tai nghe, loa, bàn phím khối gắn kết vào bề mặt thân điện thoại di động Có dây chuyền lắp ráp thiết bị thủ công, bán - tự động hóa tự động hóa, loại có ưu nhược điểm riêng Dây chuyền lắp ráp thiết bị tự động sử dụng Dự án công ty Đức Baumann bao gồm phần tử "phân tử lắp ráp" Mỗi phân tử lắp ráp tiến hành hay vài bước trình lắp ráp Hầu hết phần tử có 1-2 cánh tay robot sản xuất Công ty Thụy Sĩ (Staubli) Giữa phân tử lắp ráp này, có phân xưởng thủ công với chức kiểm tra tiến hành bước lắp ráp mà robot không thực (ví dụ: dây cáp quang có tính linh hoạt cao) Dây chuyền bán tự động - tự động sử dụng nhiều công đoạn thủ công robot Trong hai loại dây chuyền công đoạn vít chặt vào thân máy tiến hành máy vít tự động công ty Đức Weber Những cỗ máy tự động đảm bảo cac đinh vít vít chặt, không chặt để tránh cho thân máy không bị vỡ Cả hai loại dây chuyền có ưu/nhược điểm khác nhau: - Ưu điểm trội dây chuyền lắp ráp thiết bị tự động: tốc độ độ xác cao, lỗi so với dây chuyền thủ công; thích hợp với quy mô sản xuất tương đối lớn - Các ưu điểm trội dây chuyền lắp ráp thiết bị bán tự động: linh hoạt, không cần phải điều chỉnh để thích ứng với đặc điểm riêng sản phẩm, thích hợp với quy mô sản xuất nhỏ Từ uu điểm hai loại mà Thuận Phát IMOSO sử dụng hai loại dây chuyền để tận dụng ưu điểm loại dây chuyền 1.2.2 Kiểm tra thử nghiệm thiết bị Sau lắp ráp điện thoại di động, sản phẩm kiểm tra tự động Không tính điện tử mạch kiểm tra, mà bao gồm thành phần khí (bàn phím, kết nối anten) âm (micro, loa) Một loạt thiết bị tiên tiến điều khiển máy tính Công ty danh tiếng Rohweder & Schwarz, HP, Agilent, Hameg áp dụng vào công đoạn Những sản phẩm không đạt tiêu chuẩn chuyển tới phận sản xuất, sản phẩm đủ tiêu chuẩn có nhán dãn với số IMEI in áp dụng 1.2.3 Cài đặt Phụ thuộc vào nhu cầu khách hàng, sản phẩm cần phần mềm khác giới hạn phần mềm khác cài đặt máy: quốc gia khác cần ngôn ngữ khác nhau; Logo khác nhau, hệ thống cài đặt mạng khác nhau, files khác phụ thuộc vào nhà cung cấp; Có thể có tính khóa mạng/khóa máy phụ vào nhà cung cấp Vì vậy, trước đóng gói sản phẩm, phần mềm cài đặt "boot" vào điện thoại di động Công đoạn cần tiến hành khu vực "boot" độc lập, cài đặt cho 80 máy điện thoại di động lúc 1.2.4 Đóng gói Sau cài đặt, sản phẩm điện thoại di động phụ kiện kèm pin, sạc pin, tài liệu hướng dẫn sử dụng, đặt vào hộp Dây chuyền đóng gói hoàn toàn tự động, bao gồm phân tử đóng gói, tương tự phân tử lắp ráp, gấp hộp, đặc thiết bị vào hộp, đóng hộp, in dán nhãn lên hộp, sau đặt hộp vào khay vận chuyển, sẵn sàng cho công đoạn vận chuyển lưu kho II THIẾT BỊ SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY Toàn dây chuyền gồm ba phần: lắp ráp bo mạch chủ; lắp ráp máy điện thoại; cấu hình đóng gói 2.1 Thiết bị lắp ráp bo mạch chủ (Mainboard assembly line) Kích thước thiết bị: dài 30m, rộng 3m cần người để vận hành Bo mạch phận quan trọng điều khiển hoạt động điện thoại di động Bo mạch mạch trung tâm, đóng vai trò trung gian giao tiếp nhớ phận khác điện thoại Bo mạch chủ lắp ráp dây chuyền hoàn toàn tự động, có khoảng 300 500 linh kiện Sau hoàn thành, bo mạch chuyển lên khay để tự động đưa đến phần dây chuyền Dự án sản xuất bo mạch chủ yếu nhằm phục vụ gia công xuất sang nước : Đức, Hàn Quốc, Malaixia Quy trình sản xuất bo mạch chủ thể đơn giản hình 4: Linh kiện điện tử, nguyên liệu Bo mạch Hình Quy trình sản xuất bo mạch chủ nhà máy 2.2 Thiết bị lắp ráp máy điện thoại (Cellphone assembly line) Kích thước thiết bị: chiều dài 25m, chiều rộng 5m cần người để vận hành Công đoạn lắp đặt nhiều chủng loại sản phẩm khác nhau, điện thoại di động Đối với loại sản phẩm khác, cài đặt phần cứng phần mềm phù hợp với đặc tính máy Điểm bắt đầu phần bo mạch chủ hoàn thiện tự động đưa vào Sau đó, bo mạch chủ chạy qua nhiều công đoạn khác để gắn kết linh kiện, ví du: camera, tai nghe để trở thành máy điện thoại di động hoàn chỉnh Điểm cuối phần vỏ điện thoại lắp ráp bắt ốc vít Từ đây, máy điện thoại đưa qua phận kiểm tra kỹ thuật điện điện tử Toàn dây chuyền lắp ráp kiểm tra hoàn toàn tự động Sau đó, điện thoại hoàn chỉnh đưa đến phần dây chuyền Điện thoại di động: Dây chuyền có khả sản xuất loại điện thoại di động có kết cấu chức điện thoại di động Siemens, ví dụ: - Các loại điện thoại sử dụng hệ điều hành GMS Bao gồm: Siemens A52; Siemens C35i; Siemens C45; Siemens CL50; Siemens M55; Siemens MC60; Siemens ME46; Siemens S40; Siemens S45; Siemens S46; Siemens SL 55; Siemens SL 45; Siemens ST55; Siemens SX45 A; Siemens SX1; Siemens Xelibri, Siemens Xelibri 2; Siemens Xilibri 3; Siemens Xilibri 4; Siemens Xilibri - Siemen Bluetooth: bao gồm: Siemens S55; Siemens SX1; Siemens HHB500 Điện thoại cố định: - Gồm loại điện thoại có kết cấu tương ứng với: Siemens C25; Siemens C35; Siemens S35; Siemens SL45; Siemens M35; Siemens ME45 - Quy trình sản xuất điện thoại di động điện thoại cố định thể hình Linh kiện điện tử, nguyên liệu Hệ thống lắp ráp điện thoại tự động Bo mạch Đóng gói Hình Quy trình sản xuất điện thoại cố định điện thoại di động 2.3 Thiết bị lắp ráp đóng gói Kích thước thiết bị: chiều dài 20m chiều rộng 5cm, cần người để vận hành phần cấu hình người vận hành phần đóng gói Ở phần này, nhãn mác sản phẩm gắn lên máy điện thoại Tùy thuộc vào nhu cầu khác khách hàng, phần mềm tích hợp vào máy điện thoại Sau kiểm tra, sản phẩm chuyển qua khâu đóng gói Các phụ kiện như: tai nghe, máy xạc pin, sách hướng dẫn đóng gói đồng thời Tỷ lệ tự động hóa toàn dây chuyền khoảng 95% III CÁC YÊU CẦU CHO SẢN XUẤT 3.1 Nhu cầu nguyên liệu bán thành phẩm Các nguyên vật liệu đầu vào phụ kiện chủ yếu nhập Bảng Danh mục nguyên liệu TT 10 11 12 13 Nguyên liệu Filde effects transistor Filde - emitter microtube Cầu chì Gender of connector and fastenertors Kiểm soát IC IGBT transitor Bộ phận cảm điện Insulation displacement connector Bàn phím Klytron Diot laze cực Lead - free solder paster Điện trở phụ thuộc vào ánh sáng TT 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 Nguyên liệu Vỏ bọc kim loại Yagi: Điện trở RF kết nối Chuông RJ - XX kết nối Ống nixie Đĩa Parabolic Peltier cooler: Bộ phận làm mát Peltier R-TNC kết nối cho ăng ten wifi Lưỡng cực Scholttky Đinh vít Mối hàn 14 15 16 Diot đầu ánh sáng cực Màn hình tinh thể lỏng Loa 46 47 48 17 18 19 20 Màn hình khuếch đại lưỡng cực Bộ khuếch đại lưỡng cực Micro MOS composite static induction thyritor/CMSTPhased array: Transitor ảnh Photo lưỡng cực Ống nhân quang Ống quang Tinh thể số điện áp Phích cắm ổ cắm Phích cắm Chỉ dẫn điểm Vặn đa giác Kết nối lượng Bảng mạch in Ăng ten radio 49 50 51 52 Vỏ bọc kim loại Silicon controlled rectifier : (SCR): SIT/SiTh (static induction transistor/thyristor) Ổ cắm Bộ phận đo sức căng Nút vặn Blog cuối 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 Nhiệt nhôm Cặp nhiệt điện Thyristor: Máy biến Máy nối Vacuum tube or thermionic valve Điện dung lưỡng cực Varistor: Báo rung Chỉ dẫn sóng ốc kim loại Zener diode, etc 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 ...SẢN XUẤT, LẮP RÁP ĐIỆN THOẠI VÀ BO MẠCH ĐIỆN TỬ Công ty cổ phần Thuận Phát IMOSO Khu Công nghệ cao Hòa Lạc - 2007 Các sản phẩm chủ yếu sản xuất điện thoại di động bo mạch chủ, hai sản phẩm... bao gồm phần tử "phân tử lắp ráp" Mỗi phân tử lắp ráp tiến hành hay vài bước trình lắp ráp Hầu hết phần tử có 1-2 cánh tay robot sản xuất Công ty Thụy Sĩ (Staubli) Giữa phân tử lắp ráp này, có... điện thoại cố định thể hình Linh kiện điện tử, nguyên liệu Hệ thống lắp ráp điện thoại tự động Bo mạch Đóng gói Hình Quy trình sản xuất điện thoại cố định điện thoại di động 2.3 Thiết bị lắp ráp