KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)

KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT

KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)

Tác giả PHAN XUÂN HẢI

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu

Cấp bằng kỹ sư ngành Điều Khiển Tự Động

Giáo viên hướng dẫn:

KS: Lý TRUNG KHANG

Tháng 6 năm 2012

ii

LỜI CẢM ƠN

Để đạt được kết quả như ngày hôm nay, đầu tiên con xin cảm ơn cha mẹ đã sinh

ra, nuôi dưỡng, chăm sóc, động viên, thương yêu và là chỗ dựa vững chắc cho con trong suốt chặng đường học tập

Tiếp theo, em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh đã truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích trong suốt thời gian học tập tại trường Mà đặc biệt là thầy cô bộ môn Điều Khiển Tự Động cùng toàn thể thầy cô trong khoa Cơ Khí - Công Nghệ đã giảng dạy cho em những kiến thức bổ ích trong suốt những năm học tại trường

Em xin được tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy ThS Lê Văn Bạn trưởng bộ môn Điều Khiển Tự Động đã trực tiếp giúp đỡ, hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Em xin gửi lời cảm ơn đến công ty Jabil Việt Nam đã tạo điều kiện cho em thực tập Em xin gửi lời cảm ơn KS Lý Trung Khang cùng các anh chị ở bộ phận ME, QE… đã giúp đỡ, dạy bảo, hướng dẫn tận tình cho em trong suốt thời gian ở công ty

Cuối cùng, mình xin cảm ơn tập thể các bạn trong lớp DH08TD nói riêng và các bạn nói chung đã động viên, giúp đỡ mình trong suốt những năm học vừa qua và trong thời gian thực hiện khóa luận

Kính chúc thầy, cô anh chị và các bạn sức khỏe và thành đạt trong cuộc sống

TPHCM, tháng 6 năm 2012 Sinh viên thực hiện:

Phan Xuân Hải

TÓM TẮT

Tự động hoá đóng vai trò quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hóa nền kinh

tế Đây là ngành tích hợp các bộ môn khoa học rất phát triển như cơ khí, cơ điện tử, robot, công nghệ điều khiển, công nghệ thông tin, … Phát triển Tự động hóa tức là phát triển hệ thống các loại công nghệ cao, tạo nền tảng cơ bản để đẩy mạnh quá trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa Công nghệ SMT được phát triển vào những năm 1960

và được áp dụng một cách rộng rãi vào cuối những năm 1980 Tập đoàn IBM của Hoa

kỳ có thể được coi là người đi tiên phong trong việc ứng dụng công nghệ này Lúc đó linh kiện điện tử phải được gia công cơ khí để đính thêm một mẩu kim loại vào hai đầu sao cho có thể hàn trực tiếp chúng lên trên bề mặt mạch in Kích thước linh kiện được giảm xuống khá nhiều và việc gắn linh kiện lên trên cả hai mặt của PCB làm cho công nghệ SMT trở lên thông dụng hơn là công nghệ gắn linh kiện bằng phương pháp xuyên lỗ, cho phép làm tăng mật độ linh kiện Thông thường, mỗi linh kiện được cố định trên bề mặt mạch in bằng một diện tích phủ chì rất nhỏ, và ở mặt kia của tấm PCB linh kiện cũng chỉ được cố định bằng một chấm kem hàn tương tự Vì lý do này, kích thước vật lý của linh kiện ngày càng giảm Công nghệ SMT có mức độ tự động hóa cao, không đòi hỏi nhiều nhân công, và đặc biệt làm tăng năng suất sản xuất

So với sự phát triển chung của thế giới, ngành Tự động hóa Việt Nam tuy chưa ở mức phát triển cao nhưng cũng đã đạt được những thành quả nhất định Việc khảo sát, tìm hiểu một cách đầy đủ về dây chuyền này để có thể làm chủ công nghệ, về điều hành cũng như bảo trì sửa chữa là rất cần thiết Xuất phát từ yêu cầu đó, đề tài “khảo sát dây chuyền SMT” được tiến hành nhằm mục đích: khảo sát, tìm hiểu về công nghệ mới trong lĩnh vực điện tử Phân tích, đánh giá, có hướng cải tiến cho phù hợp với điều kiện sản xuất ở nước ta Sau quá trình hiện đề tài đã đạt được những kết quả sau:

 Nắm bắt được quy trình sản xuất chung

iv

 Kết quả khảo sát và phân tích kết cấu, nguyên lý hoạt động và bảo trì máy móc trong dây chuyền

 Khảo sát hệ thống tự động sử dụng trong dây chuyền sản xuất

 Khảo sát nguyên nhân gây lỗi và tìm hướng giải quyết

MỤC LỤC

Trang Trang tựa i

Lời cảm ơn ii

Tóm tắt iii

Mục lục iv

Danh sách các hình vi

Danh sách bảng viii

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

2.1 Đặt vấn đề 1

2.2 Mục tiêu đề tài 2

2.3 Giới hạn đề tài 2

Chương 2 TỔNG QUAN 3

2.1 Sơ lược về công ty jabil Việt Nam 3

2.2 Công nghệ SMT 4

2.2.1 Khái niệm SMT 4

2.2.2 Nguyên liệu 4

2.3 Quy trình SMT 5

2.3.1 Quét hợp kim hàn 7

2.3.2 Gắn linh kiện 7

2.3.3 Hàn linh kiện 7

2.3.4 Kiểm tra và sửa lỗi 8

2.4 Các thiết bị 8

2.4.1 Khuôn (stencil) in chì của máy dek 8

2.4.2 Dây, cuộn và máy cấp linh kiện (tape, reel và feeder) 8

2.5.1 Tầm quan trọng của điều khiển quá trình trong SMT 11

2.5.2 Tìm hiểu về hệ thống MES 11

2.5.3 Hiện tượng phóng tĩnh điện 14

2.6 Cặp nhiệt điện (thermocouple) và cảm biến 15

2.6.1 Cặp nhiệt điện 15

2.6.2 Hiệu ứng Peltier 16

2.6.3 Hiệu ứng Thomson 16

2.6.4 Hiệu ứng Sheebek 16

2.6.5 Vật liệu chế tạo cặp nhiệt điện 17

2.6.6 Các vấn đề khi dùng cặp nhiệt điện 17

2.6.7 Cảm biến quang 18

Chương 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 19

3.1 Thời gian nghiên cứu 19

3.2 Đối tượng nghiên cứu 19

3.3 Phương pháp thực hiện 19

3.4 Phương tiện thực hiện 20

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 20

4.1 Quy trình sản xuất dây chuyền GE 21

4.2 Các máy sử dụng trong dây chuyền 22

4.2.1 Cấu tạo và hoạt động của máy dek 22

4.2.2 Cấu tạo chung và hoạt động của máy NXT 24

4.2.3 Cấu tạo chung của máy relow 30

4.3 Những lỗi thường xảy ra trong quá trình sản xuất ở dây chuyền SMT 35

4.4 Công nghệ xuyên lỗ 36

4.5 Tổng kết ưu điểm và nhược điểm của công nghệ SMT 39

Chương 5 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 5.1 Kết Luận 40

5.2 Đề nghị 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

A Tài liệu trong nước 42

B Tài liệu nước ngoài 42

vi

C Trang web 42

PHỤ LỤC 43

DANH SÁCH CÁC HÌNH Trang Hình 2.1 Board mạch điện tử 3

Hình 2.2 Một số nguyên liệu dùng cho SMT 5

Hình 2.3 Quy trình SMT 6

Hình 2.4 Một số khuôn 8

Hình 2.5 Dây và cuộn chứa linh kiện 9

Hình 2.6 Các loại feeder 10

Hình 2.7 Màn hình giao diện MES 11

Hình 2.8 Linh kiện bị hư do quá điện áp 14

Hình 2.9 Cặp nhiệt điện 15

Hình 2.10 Một số cảm biến quang 17

Hình 4.1 Quy trình sản xuất 21

Hình 4.2 Các máy trong dây chuyền 22

Hình 4.3 Cấu tạo của máy dek 23

Hình 4.4 Quá trình in chì lên board 24

Hình 4.5 Tổng quan máy NXT 25

Hình 4.6 Cấu tạo chung cho máy NXT 26

Hình 4.8 Giao diện màn hình máy NXT 26

Hình 4.9 Một số cỡ vòi hút 27

Hình 4.10 Một số trạm vòi hút 27

Hình 4.11 Mạch điện điều khiển vòi hút 28

Hình 4.12 Một số đầu cắm linh kiện 28

Hình 4.13 Camera trong máy NXT 29

Hình 4.14 Giao diện kết nối máy tính và máy NXT 29

Hình 4.15 Hình tổng quát của máy reflow 30

Hình 4.16 Những phần chính của máy 31

Hình 4.17 Bộ phận khoang nhiệt 31

Hình 4.18 Bộ phận lọc gió trước khi thổi vào 32

Hình 4.19 Một số lỗi từ máy NXT 36

Hình 4.20 Lỗi qua máy reflow 36

Hình 4.21 Tổng quan về máy wave 37

Hình 4.22 Quy trình hàn board 37

Hình 1 Công nghệ point to point

Hình 2 Hình cấu tạo của máy dek mới

viii

DANH SÁCH BẢNG

Trang

Bảng 4.1: Biểu đồ thời gian và nhiệt độ của máy reflow 33

Bảng 4.2: Profile nhiệt độ của máy reflow 34

Bảng 4.3: Thời gian gắn linh kiện của công nhân 38

Bảng 4.4: Thời gian gắn linh kiện của máy NXT 39

Bảng 4.5: So sánh công nghệ 39

CÁC TỪ VIẾT TẮT

AI: Auto Insert (chèn tự động)

AOI: Automatic Optical Inspection (tự động kiểm tra lỗi)

AS: Auto Sembly (gắn tự động)

ESD: Electrostatic Discharge (chống tĩnh điện)

FDI: Foreign Direct Investment (đầu tư trực tiếp nước ngoài)

HMI: Human Machine Interface (giao diện người máy)

IC: Integrated Circuit (tổ hợp mạch)

ICT: In Circuit Test (thiết bị thử mạch)

LCD: Liquid Crystal Display (màn hình tinh thể lỏng)

PCB: Printed Circuit Board (bảng mạch in trống)

PCBA: Printed Circuit Board Assembly (bảng mạch đã lắp ráp linh kiện)

PLC: Programmable Logic Controller (chương trình lập trình)

ME: Manufacturing Engineer (kỹ sư sản xuất)

MES: Manufacturing Execution System (hệ thống sản quản lý sản xuất)

QE: Quality Engineer (kỹ sư chất lượng)

QA: Quality Assurance (sự đảm bảo chất lượng)

SMT: Surface Mount Technology (công nghệ dán bề mặt)

SMD: Surface Mount Device (dán bề mặt)

TE: Test Engineer (kỹ sư kiểm tra)

Khái niệm SMT không còn mới lạ với những người trong lĩnh vực điện tử Nhưng để nói đến dây chuyền SMT tự động hóa ở nước ta thì hoàn toàn thì có nhiều mới lạ Những quốc gia lớn trên thế giới đã đem vào sản xuất từ khá lâu Một số tập đoàn nước ngoài đang đầu tư mạnh mẽ dây chuyền sản xuất hiện đại vào nước ta Công nghệ SMT mới thực sự phát triển ở Việt Nam khoảng 10 năm trở lại đây Việc áp dụng công nghệ mới đang là hứa hẹn lớn cho sự phát triển của ngành điện tử trong nước

Hiện nay tất cả những thiết bị, máy móc đều phải nhập khẩu từ nước ngoài, trong nước chưa đáp ứng được những yêu cầu đó Tuy nhiên hiện nay nước ta là một trong số những quốc gia có môi trường đầu tư thu hút trên thế giới Các tập đoàn lớn đang đầu tư mạnh vào nước ta Do đó tương lai không xa công nghệ này sẽ phát triển mạnh Với những sản phẩm ra đời ngày càng nhiều ưu điểm hơn điều đó càng chứng

tỏ tầm quan trọng của SMT trong lĩnh vực sản xuất sản phẩm điện tử

Được sự cho phép của khoa Cơ khí – Công nghệ trường đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh, công ty Jabil Việt Nam, sự hướng dẫn của KS Lý Trung Khang tôi thực hiện đề tài: “Khảo sát dây chuyền SMT tại công ty Jabil Việt Nam”

2.2 Mục tiêu đề tài

2

Khảo sát dây chuyền SMT quy trình sản xuất board mạch điên tử Những tính năng, công nghệ và chất lượng của sản phẩm điện tử sử dụng công nghệ này Đưa ra cách nhìn khái quát về công nghệ SMT đang được sử dụng ở Việt Nam Tìm hiểu về chung về máy móc sản xuất ở nhà máy Tìm những nguyên nhân lỗi trong quá trình sản xuất, cố gắng đưa ra phương pháp hạn chế nguyên nhân đó Trên cơ sở khảo sát, phân tích đánh giá hệ thống, đồng thời đề ra những hướng cải tiến cho phù hợp với sản xuất ở Việt Nam

2.3 Gới hạn đề tài

Đề tài được thực hiện ở công ty Jabil Việt Nam Trong khoảng thời gian ngắn chưa thể tìm hiểu được sâu hơn kỹ hơn về máy móc và dây chuyền sản xuất nên đề tài chỉ thực hiện giới hạn ở những nội dung sau:

- Chỉ dừng lại ở mức khảo sát các bộ phận chính của máy móc

- Tìm hiểu về quá trình sản xuất và chất lượng sản phẩm

- Việc bố trí theo dõi các quá trình điều khiển được thực hiện theo kế hoạch sản xuất của công ty cơ hội tham gia học hỏi về máy móc khi thay đổi sản phẩm, sản xuất dừng và tham gia bảo trì

Chương 2

TỔNG QUAN

2.1 Sơ lược về công ty Jabil Việt Nam

Công ty TNHH Jabil Việt Nam, là thành viên của tập đoàn Jabil, một tập đoàn

đa quốc gia chuyên cung cấp các giải pháp về điện tử, bao gồm từ thiết kế, sản xuất, quản lý sản xuất điện tử toàn diện cho đến các công ty điện tử và công nghệ trên quy

mô toàn cầu Với trên 85.000 nhân viên và văn phòng tại trên 21 quốc gia, Jabil cung cấp các giải pháp toàn diện, cụ thể hóa, tập trung cho các khách hàng thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau

Vào việt Nam năm 2007 đến nay Jabil phát triển khá mạnh ban đầu với 3 dây chuyền sản xuất đến nay tăng lên 6 dây chuyền và tương lai gần sẽ tăng nhiều hơn nữa Nhà máy Jabil đang xây dựng cơ sở hạ tầng mạnh mẽ ở khu công nghệ cao TPHCM Năng lực sản xuất trong lĩnh vực điện tử của công ty đang phát triển mạnh Trong tương lai Jabil sẽ đầu tư mạnh mẽ ở Việt Nam trong lĩnh vực điện tử

đã thay thế phần lớn công nghệ đóng gói linh kiện trên tấm PCB xuyên lỗ theo đó linh kiện điện tử được cố định trên bề mặt PCB bằng phương pháp xuyên lỗ và hàn qua các

bể chì nóng

Lắp ráp linh kiện trên PCB

a) Theo công nghệ xuyên lỗ b) Theo công nghệ SMT

Hình 2.1 Board mạch điện tử

2.2.2 Nguyên liệu

 PCB: là những Board mạch trống được xác định trước vị trí gắn linh kiện Board mạch được xuyên lỗ (nếu cần sử dụng cho linh kiện cắm tay)

Trên PCB tạo sẵn sơ đồ mạch theo yêu cầu như hình 2.2.a

 SMD: là linh kiện dán có kích thước cực kì nhỏ sử dụng cho công nghệ SMT Hình 2.2.b,c,d,e là một số linh kiện dùng trong công nghệ SMT

 Chì: loại chì được sử dụng là chì dạng kem sử dụng cho máy dek (hình 2.f) và loại chì hợp kim sử dụng cho máy Wave (tùy theo yêu cầu riêng của loại hàng mà có từng loại hợp kim chì khác nhau)

 Chất xúc tác: Một chất bằng nhựa thông hay tương tự được dùng trong

việc hàn để loại bỏ ôxit khỏi bề mặt được nối và do đó làm tăng tính liên kết Đây là hợp chất trong hệ thống các chất hoạt hóa được dùng trong lĩnh vực điện tử Flux giúp cho những phần nhựa trên board (không có linh kiện) sẽ không dính chì trong khi hàn Giúp cho việc hàn board thuận tiện và hiệu quả hơn

Là quy trình gắn linh kiện lên PCB Đây là quy trình thu gọn của công nghệ SMT

ứng dụng trong các dây chuyền sản xuất của nhà máy (hình 2.3) Quy trình gồm 3

máy làm việc chính ( dek, NXT, reflow) Sau khi chạy xong quy trình qua máy kiểm

tra lỗi AOI

6

Hình 2.3 Quy trình SMT

PCB

Mục đích xác định sản phẩm đang được sản xuất và quản lý sản phẩm đó trên hệ thống MES

Quét mã vạch lên hệ thống

Máy tự động đưa board vào băng tải vận chuyển đến vùng làm việc của máy dek Cung cấp board

Hỗn hợp chì sẽ được máy dek quét lên bề mặt board mạch Quét kem chì

Sau khi board được phủ kem chì lên bề mặt sẽ được chuyển đến máy NXT gắn linh kiện Gắn linh kiện

Board mạch khi được gắn linh kiện xong qua máy reflow sẽ làm nung chảy hợp chất chì và

cố định linh kiện lên board Hàn linh kiện

Sau khi board được lắp ráp sẽ được kiểm tra lỗi bằng máy AOI Kiểm tra lỗi

2.3.1 Quét hợp kim hàn

Trên bề mặt mạch in không đục lỗ, ở những nơi linh kiện được gắn vào, người ta

đã mạ sẵn các lớp vật liệu dẫn điện như thiếc chì, bạc hoặc vàng những chi tiết này được gọi là chân hàn (hay lớp đệm hàn) Sau đó, kem hàn, thường thấy dưới dạng bột nhão là hỗn hợp của hợp kim hàn (có thành phần khác nhau, tùy vào công nghệ và đối tượng hàn) và các hạt vật liệu hàn, được quét lên trên bề mặt của mạch in Để tránh kem hàn dính lên trên những nơi không mong muốn người ta phải sử dụng một dụng

cụ đặc biệt gọi mà mặt nạ kim loại (metal mask hoặc stencil) làm bằng màng mỏng thép không gỉ trên đó người ta gia công, đục thủng ở những vị trí tương ứng với nơi đặt chíp trên board mạch bằng cách này, kem hàn sẽ được quét vào các vị trí mong muốn Nếu cần phải gắn linh kiện lên mặt còn lại của board mạch, người ta phải sử dụng một thiết bị điều khiển số để đặt các chấm vật liệu có tính bám dính cao vào các

vị trí đặt linh kiện Sau khi kem hàn được phủ lên trên bề mặt, board mạch sẽ được chuyển sang máy gắn chíp (pick and place machine)

2.3.2 Gắn linh kiện

Các linh kiện SMD, kích thước nhỏ, thường được đưa vào máy dưới dạng cuộn thông qua feeder Trong khi đó IC lại thường được chứa trong các khay đựng riêng Máy gắp chip được điều khiển số sẽ gỡ các chip trên khay chứa và đặt chúng lên trên

bề mặt PCB ở nơi được quét kem hàn Trên máy được bố trí camera ở những vị trí thuận tiện cho việc kiểm tra và gắn linh kiện

2.3.3 Hàn linh kiện

Sau khi quá trình gắp, gắn linh kiện hoàn tất, board mạch được chuyển tới máy reflow Đầu tiên các board tiến vào vùng sấy sơ bộ nơi mà ở đó nhiệt độ của board và mọi linh kiện tương đối đồng đều và được nâng lên một cách từ từ Việc này làm giảm thiểu ứng suất nhiệt khi khi quá trình lắp ráp kết thúc sau khi hàn Board mạch sau đó tiến vào vùng với nhiệt độ đủ lớn để có thể làm nóng chảy các hạt vật liệu hàn trong kem hàn, hàn các đầu linh kiện lên trên board mạch Sức căng bề mặt của kem hàn

nóng chảy giúp cho linh kiện không lệch vị trí và nếu như bề mặt vị trí của chân hàn được chế tạo như thiết kế, sức căng bề mặt sẽ tự động điều chỉnh linh kiện về đúng vị trí của nó Nếu board chạy 2 mặt sau khi chạy xong một mặt sẽ được đảo mặt trở lại quy trình để tiếp tục chạy cho mặt tiếp theo

2.3.4 Kiểm tra và sửa lỗi

Cuối cùng board mạch được đưa sang bộ phận kiểm tra quang học để phát hiện lỗi bỏ sót linh kiện hoặc sửa các lỗi vị trí của linh kiện Trong trường hợp cần thiết, chúng ta có thể lắp đặt thêm một số trạm kiểm tra quang học cho dây truyền công nghệ sao cho có thể phát hiện lỗi sau từng mỗi công đoạn ở công đoạn này chúng ta có thể

sử dụng các máy AOI quang học hoặc sử dụng X-ray Các thiết bị này cho phép phát hiện các lỗi vị trí, lỗi tiếp xúc của các linh kiện và kem hàn trên bề mặt của mạch in

2.4 Các thiết bị

2.4.1 Khuôn (stencil) in chì của máy dek

Tùy theo từng yêu cầu của mạch mà ta có những khuôn khác nhau Trên khuôn

có định sẵn những vị trí để quét chì như hình 2.5 Khi qua máy dek những vị trí hở của khuôn sẽ được quét chì để gắn linh kiện Việc chế tạo khuôn đòi hỏi sự chính xác cao

Độ chính xác của khuôn phản ánh rất lớn đến chất lượng của board mạch

Hình 2.4 Một số khuôn

2.4.2 Dây, cuộn và máy cấp linh kiện (tape, reel và feeder)

10

Tùy theo kích thước của từng loại linh kiện khác nhau mà ta có những loại cuộn linh kiện khác nhau Hình 2.5.a cấu tạo chung cho cuộn linh kiện (nhãn, mã vạch…) Hình 2.5.b cuộn linh kiện dùng để chứa dây Hình 2.5.c dây chứa linh kiện SMD Trên dây sẽ có những điểm tương ứng để feeder cấp linh kiện cho máy NXT

Tùy từng loại linh kiện sẽ có những điểm gần xa khác nhau Trên feeder sẽ chỉnh bước phù hợp tùy loại linh kiện

Các loại feeder:

Hình 2.6 Các loại feeder

Hình 2.6 các loại feeder sử dụng cho máy NXT W04 là feeder có độ rộng 4mm, tương tự W12 feeder có độ rộng 12mm…mỗi loại feeder có độ rộng khác nhau để sử dụng cho việc cấp những linh kiện khác nhau cho máy

Để feeder chuẩn bị tốt cho quá trình sản xuất cần quan tâm tới những điểm sau:

- Điểm nhận dạng (mark)

- Tọa độ chuẩn của thiết bị cấp linh kiện

- Điểm nhận dạng trên cùng

- Feeder hoạt động ổn định không

- Cấp linh kiện phải đều và chính xác

- Cần gạt giữ cuộn linh kiện chắc chắn đảm bảo cho cuộn chuyển động

Feeder đóng vai trò rất lớn trong việc cấp linh kiện cho máy NXT Nếu tọa độ, điểm nhận dạng, tốc độ không ổn định sẽ ảnh hưởng rất lớn đến việc gắn, hư hỏng và thất thoát linh kiện Do đó việc kiểm tra và bảo trì thường xuyên thiết bị này có ý nghĩa rất quan trọng trong sản xuất

2.5.1 Một số vấn đề liên quan đến chất lượng

2.5.1 Tầm quan trọng của điều khiển quá trình trong SMT

Do khối lượng tương đối nhỏ, SMD có công suất nhiệt rất nhỏ, do đó, rất dễ bị sốc nhiệt bởi vì chỉ có một lượng nhiệt nhỏ là cần thiết để nâng cao nhiệt độ của nó nhanh chóng Ngoài ra, các thiết bị thụ động không có sự bảo vệ của đóng gói cồng kềnh và dễ bị tổn thương cơ học Một yếu tố quan trọng là họ rất dễ bị thất bại gây ra bởi sự xâm nhập của độ ẩm thiết bị thụ động vì thiếu đóng gói và thiết bị hoạt động, bởi vì khoảng cách rất nhỏ giữa các chip riêng của mình Kiểm soát quá trình, do đó, phải được xem xét chi tiết hơn đôi chút hơn là cần thiết cho các thành phần thông thường

2.5.2 Tìm hiểu về hệ thống MES

Hệ thống tự động hoá đóng vai trò kiểm soát và điều khiển thiết bị chức năng hoạch định sản xuất và phân phối công việc Quản lý thiết bị cài đặt trong hệ thống máy tính Có những chức năng chính như

 Quản lý tài nguyên sản phẩm (dụng cụ, thiết bị , khả năng)

 Quản lý định hình sản phẩm (cần bao nhiêu vật liệu, thời gian, sản phẩm

có thực sự hấp dẫn )

 Hoạch định sản xuất, phân phối công việc, thu thập dữ liệu sản phẩm, quản lý nhân công (điều động nhân công thực hiện kế hoạch sản xuất kế tiếp, năng lực của họ )

 Quản lý quy trình (các bước trong quy trình, tham số để vận hành thiết

bị tại mỗi bước) Theo dõi (có bao nhiêu sản phẩm đang được sản xuất hôm nay, tuần rồi hoặc sản phẩm thuộc nhóm nào)

 Quản lý sản phẩm nào bị lỗi và bị lỗi từ trạm nào, nguyên nhân lỗi thông tin về hoạt động của máy móc

Không có MES, người điều khiển phải điều khiển thiết bị bằng tay, người kiểm tra chất lượng phải đến thực địa, thậm chí phải lấy mẫu để thử trong phòng thí nghiệm

Do đó vấn đề kiểm tra, chất lượng của sản phẩm trở nên phức tạp Sản phẩm làm ra sẽ khó đáp ứng được những tiêu chuẩn cao về chất lượng Sản xuất sẽ chậm, dễ gây ra hoặc bỏ sót lỗi

- Không có dữ liệu thời gian thực hỗ trợ những hệ thống cấp cao hơn khó đạt tính đồng bộ chất lượng sản phẩm

- Không có quy trình 24/7 sẽ làm chậm thiết bị và không tận dụng hết tính năng của dây chuyền

- Không có quy trình điều khiển cao cấp

- Không có chuẩn chung nhất kiểm tra chất lượng sản xuất

- Nhà máy không biết sản phẩm có được vận chuyển an toàn không

- Công việc thực tế khác với công việc đặt ra thế nào, nhà máy sử dụng tài sản

có hiệu quả không

- Tổng giá trị thiệt hại do sản xuất chưa hiệu quả, vì sao 2 nhóm như nhau cho kết quả sản xuất khác nhau

Hình 2.7 Màn hình giao diện MES

MES là hệ thống giải pháp phần cứng và phần mềm MES rất quan trọng với những nhà máy quy mô lớn, có sản phẩm chất lượng cao, xuất xưởng số lượng lớn, phạm vi phân phối toàn cầu Các mục tiêu thường là

 Hạn chế sai ngay từ đầu

 Tăng hiệu suất sử dụng tài nguyên

 Tăng chất lượng sản phẩm

 Thông số sản phẩm đồng đều

 Giảm sự tham gia trực tiếp của con người

Để sản xuất nhanh chóng, dễ dàng, nhà sản xuất phải bao quát toàn bộ quy trình, ra những quyết định kịp thời dựa trên thông tin thực tế, sự hiểu biết và tác động của các quyết định đó cũng như luôn tìm kiếm được những giải pháp thay thế phù hợp Với người quản lý, việc ra quyết định sẽ dễ dàng hơn với sự trợ giúp của hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp MES thường đưa ra quy trình và lập kế hoạch sản xuất, quản lý kho bãi nguyên vật liệu và sản phẩm,

14

quản trị nguồn nhân lực Ở cấp điều khiển thiết bị, với những robot sản xuất điều khiển bằng máy tính, những thiết bị cảm biến, kiểm tra, vận chuyển tự động thì hiệu suất, mức độ tin cậy của mỗi bước sản xuất sẽ được cải thiện đáng kể

Ở cấp nhà máy, MES có thể cung cấp khả năng nắm bắt theo thời gian thực trạng thái của công việc, chi tiết lịch làm việc, phân phối công việc và kiểm tra nguồn lực, phân tích hiệu suất sản xuất với một khối lượng dữ liệu khổng lồ Điều đó chỉ đạt được nếu có sự trợ giúp của một hệ thống tự động MES

2.5.3 Hiện tượng phóng tĩnh điện

Phóng tĩnh điện (ESD) hay sốc tĩnh điện là hiện tượng phóng điện cực nhanh không có kiểm soát xảy ra trong một vùng điện áp cao không cân bằng trên một bề mặt phi dẫn (như tay người, tấm thảm, tô-vít …) khi di chuyển về phía một bề mặt dẫn điện, thông qua tiếp xúc trực tiếp hoặc qua điện trường cảm ứng Hiện tượng phóng tĩnh điện xảy ra khi có 2 vật thể có điện tích tiếp cận đủ chặt chẽ với nhau, điện tích truyền từ vật này sang vật khác một cách nhanh chóng điều này xảy ra khoảng vài micro giây hoặc ít hơn Hiện tượng này gây ra cho ta cảm giác bị sốc nhẹ, ví dụ như khi đi qua một sàn nhà có lót thảm hay khi chạm tay vào một nắm cửa Sự phóng điện này tuy chỉ gây sốc nhẹ vô hại đối với con người nhưng lại làm hư hỏng các thiết bị điện tử vốn rất nhạy cảm

Hình 2.8 Linh kiện bị hư do quá điện áp

Biện pháp khắc phục

 Nối đất thiết bị trong dây chuyền sản xuất

 Trang phục chống ESD

 Bảo quản board mạch và linh kiện trong túi ESD

 Kiểm tra ESD và khi nhận kết quả trước khi đưa vào sản xuất

Sau đây là một vài ví dụ về Điện Áp tĩnh

3,000 vôn - dưới mức điện áp này con người thường không cảm nhận thấy

8,000 volts - gây ra do sự cọ sát của quần áo khi ngáp và vươn vai

15-20,000 volts - gây ra khi dùng chân đẩy một hộp nhựa trên thảm lót sàn

18,000 volts - tạo ra khi ngồi dậy và ra khỏi giường phủ nệm xốp có bọc ni-lông

35,000 volts - tạo ra khi đi trên một tấm thảm lót sàn thông thường

2.6 Cặp nhiệt điện (thermocouple) và cảm biến quang

2.6.1 Cặp nhiệt điện

/ -

2.6.3 Hiệu ứng Thomson

Trong một vật dẫn đồng nhất A Nếu ở hai điểm M và N có nhiệt độ khác nhau

sẽ sinh ra một sức điện động Sức điện động này phụ thuộc vào bản chất vật dẫn và nhiệt độ tại hai điểm

– hệ số Thomson

2.6.4 Hiệu ứng Sheebek

Nếu có một mạch kín tạo thành từ hai vật dẫn A,B và hai đầu chuyển tiếp có nhiệt độ khác nhau T1 và T2 Chúng tạo thành một một cặp nhiệt điện và có sức điện động do kết quả của hai hiệu ứng Peltier và Thomson gọi là sức điện động Sheebek

T1 - Nhiệt độ đầu làm việc

T2 - Nhiệt độ đầu tự do (môi trường)

2.6.5 Vật liệu chế tạo cặp nhiệt điện

Vật liệu chế tạo cặp nhiệt cần có sức điện động nhiệt điện lớn, giữ được độ bền khi đốt nóng ở nhiệt độ cao, điện dẫn lớn, hệ số nhiệt độ nhỏ, có tính chất nhiệt độ ổn định

Có khả năng chống được ôxy hoá ở nhiệt độ làm việc.Vật liệu chế tạo cặp nhiệt

có tính đồng nhất và có thành phần ổn định

2.6.6 Các vấn đề khi dùng cặp nhiệt điện

- Tính chất của cặp nhiệt điện theo thời gian

- Có sai số trong phép đo với cặp nhiệt điện

- Nối dài dây nối cặp nhiệt tới thiết bị đo

- Thời gian hồi đáp lâu

Cảm biến quang điện (hình 2.10.b, c) có sẵn bộ khuyếch đại có thể sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau với khoảng cách phát hiện lớn Hình dáng thích hợp cho tất

cả các vị trí lắp đặt

20

Chương 3

PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN

3.1 Thời gian nghiên cứu

Đề tài bắt đầu tiến hành từ ngày 15/03/2012 – 08/06/2012

Từ ngày15/03/2012 đến ngày 25/03/2012: tìm hiểu quy trình quản lý chất lượng

và vấn đề liên quan đến đề tài lập đề cương chi tiết

Từ ngày 25/03/2012 đến ngày 20/04/2012: tìm hiểu tổng quan quy trình sản xuất trong dây chuyền SMT

Từ ngày 25/04/2012 đến ngày 01/06/2012: tìm hiểu về cấu tạo nguyên lý hoạt động của máy móc trong dây chuyền

Từ ngày 01/06/2012 đến ngày 08/06/2012: tổng kết lại những kiến thức học tập được và chỉnh sửa đề tài

3.2 Đối tượng nghiên cứu

Dây chuyền sản xuất tại nhà máy Jabil Việt Nam