Bảng mạch in (PCB) là một thành phần thiết yếu của hầu hết mọi ngành công nghiệp điện tử. Trong những ngày đầu, sản xuất PCB là một phương pháp thông thường, chậm chạp. Khi công nghệ được cải thiện, quá trình này trở nên nhanh hơn, sáng tạo hơn và thậm chí phức tạp hơn. Mỗi khách hàng yêu cầu các thay đổi cụ thể đối với PCB trong thời hạn cụ thể. Trong một số trường hợp, quá trình sản xuất PCB tùy chỉnh mất đến một giờ. Tuy nhiên, nếu PCB tùy chỉnh được kiểm tra chức năng vào cuối quá trình và kiểm tra không thành công, nhà sản xuất và khách hàng có thể không chịu được thiệt hại. Đây là lúc việc tạo mẫu PCB xuất hiện. Tạo mẫu PCB là một bước cơ bản trong sản xuất PCB, nhưng tại sao nó lại quan trọng như vậy? Bài viết này thảo luận chính xác những gì nguyên mẫu phải cung cấp và tại sao chúng lại quan trọng.

Giới thiệu nguyên mẫu PCB

Tạo mẫu PCB là một quá trình lặp đi lặp lại trong đó các nhà thiết kế và kỹ sư PCB thử một số kỹ thuật thiết kế và lắp ráp PCB. Mục đích của những lần lặp lại này là để xác định thiết kế PCB tốt nhất. Trong sản xuất PCB, vật liệu bảng mạch, vật liệu nền, linh kiện, cách bố trí lắp đặt linh kiện, khuôn mẫu, lớp và các yếu tố khác được các kỹ sư cân nhắc nhiều lần. Bằng cách trộn và kết hợp các khía cạnh thiết kế và sản xuất của các yếu tố này, có thể xác định được phương pháp thiết kế và sản xuất PCB hiệu quả nhất. Hầu hết thời gian, các nguyên mẫu PCB được thực hiện trên các nền tảng ảo. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng mạnh mẽ, các nguyên mẫu PCB vật lý có thể được sản xuất để kiểm tra chức năng. Một nguyên mẫu PCB có thể là một mô hình kỹ thuật số, một nguyên mẫu ảo hoặc một nguyên mẫu đầy đủ chức năng (trông giống nhau). Vì quá trình tạo mẫu đã sớm được áp dụng Thiết kế Sản xuất và Lắp ráp (DFMA), nên về lâu dài quá trình lắp ráp PCB có nhiều lợi ích.

Tầm quan trọng của sản xuất nguyên mẫu trong sản xuất PCB

Mặc dù một số nhà sản xuất PCB bỏ qua quá trình tạo mẫu để tiết kiệm thời gian sản xuất, nhưng làm như vậy thường là ngược lại. Dưới đây là một số lợi ích của việc tạo mẫu giúp bước này trở nên hiệu quả hoặc cần thiết.

Một nguyên mẫu xác định quy trình thiết kế cho quá trình sản xuất và lắp ráp. Điều này có nghĩa là tất cả các yếu tố liên quan đến sản xuất và lắp ráp chỉ được xem xét trong quá trình thiết kế PCB. Điều này giảm thiểu các rào cản đối với sản xuất.

Trong sản xuất PCB, các vật liệu phù hợp cho một loại PCB cụ thể được lựa chọn trong quá trình tạo mẫu. Ở bước này, các kỹ sư kiểm tra và thử nhiều loại vật liệu trước khi chọn loại phù hợp. Do đó, các đặc tính của vật liệu như khả năng chống hóa chất, chống gỉ, độ bền,… chỉ được kiểm tra trong giai đoạn đầu. Điều này loại trừ khả năng hỏng hóc do không tương thích vật liệu trong giai đoạn sau.

PCBS thường được sản xuất hàng loạt. PCBS thiết kế đơn được sử dụng để sản xuất hàng loạt. Nếu thiết kế là tùy chỉnh, khả năng xảy ra lỗi thiết kế là cao. Nếu lỗi thiết kế xảy ra, lỗi tương tự sẽ được lặp lại trên hàng nghìn PCBS trong quá trình sản xuất hàng loạt. Điều này có thể dẫn đến tổn thất đáng kể, bao gồm đầu vào nguyên vật liệu, chi phí sản xuất, chi phí sử dụng thiết bị, chi phí lao động và thời gian. Tạo mẫu PCB giúp xác định và sửa lỗi thiết kế ở giai đoạn đầu trước khi sản xuất.

Thông thường, nếu một lỗi thiết kế PCB được phát hiện trong quá trình sản xuất, lắp ráp hoặc thậm chí vận hành, nhà thiết kế phải bắt đầu lại từ đầu. Thông thường, kỹ thuật đảo ngược được yêu cầu để kiểm tra lỗi trong PCBS được sản xuất. Thiết kế lại và tái tạo sẽ lãng phí quá nhiều thời gian. Bởi vì tạo mẫu chỉ giải quyết các lỗi ở giai đoạn thiết kế, nên việc lặp lại được lưu lại.

Chúng đã được thiết kế và sản xuất để trông và hoạt động tương tự so với yêu cầu của sản phẩm cuối cùng. Do đó, tính khả thi của sản phẩm tăng lên do thiết kế nguyên mẫu.