Những tệp nào cần thiết cho lắp ráp PCB?

Khi chuẩn bị bảng mạch in (PCB) để lắp ráp, một trong những bước quan trọng nhất là cung cấp cho nhà sản xuất tài liệu chính xác và đầy đủ. Mỗi tệp bạn gửi đều có mục đích cụ thể, giúp kỹ sư và người lắp ráp chế tạo, lắp đặt và kiểm tra bảng mạch của bạn một cách chính xác. Thiếu hoặc không đầy đủ tệp có thể dẫn đến sự chậm trễ tốn kém, xây dựng sai hoặc thậm chí thất bại hoàn toàn trong lắp ráp.

Bài viết này giải thích chi tiết những tệp nào cần thiết cho lắp ráp PCB, tại sao mỗi tệp lại quan trọng và trả lời một số câu hỏi thường gặp nhất về tài liệu PCB.

Hiểu về Tài liệu Lắp ráp PCB

Lắp ráp PCB (PCBA) là quá trình hàn các linh kiện điện tử lên bảng mạch in đã chế tạo để biến nó thành một thiết bị điện tử hoạt động. Trước khi bắt đầu lắp ráp, nhà sản xuất yêu cầu một số loại tệp để:

• Chế tạo bảng PCB trống
• Xác định và tìm nguồn cung cấp linh kiện điện tử phù hợp
• Đặt và hàn từng linh kiện đúng cách
• Xác minh tính toàn vẹn điện và cơ học của bảng

Nếu không có những tệp này, ngay cả một PCB được thiết kế tốt cũng không thể lắp ráp chính xác.

1. Tệp Gerber

Tệp Gerber là tiêu chuẩn ngành cho chế tạo PCB. Chúng xác định mọi đặc điểm vật lý của bảng, bao gồm các đường dẫn đồng, lỗ thông, mặt nạ hàn, màn hình lụa và đường viền.

Những gì tệp Gerber bao gồm:

• Lớp Đồng: Thông tin về các lớp định tuyến đồng trên, dưới và bên trong.
• Lớp Mặt Nạ Hàn: Các khu vực cần hoặc không cần áp dụng mặt nạ hàn.
• Lớp Màn Hình Lụa: Các ký hiệu tham chiếu, đường viền linh kiện và các ký hiệu được in trên bảng.
• Tệp Khoan: Dữ liệu cho các lỗ, lỗ thông và khe dùng cho chân linh kiện hoặc gắn cơ học.
• Đường Viền Bảng: Hình dạng và kích thước cạnh của PCB.

Phần mở rộng tệp thông thường: .gbr, .gbx, .art, .pho

Ví dụ tên tệp:

Tệp Gerber cho nhà sản xuất PCB biết cách sản xuất vật lý bảng trước khi lắp ráp bất kỳ linh kiện nào. Chúng đảm bảo căn chỉnh chính xác các đường dẫn đồng và các lớp, ngăn ngừa ngắn mạch hoặc kết nối hở.

2. Danh Sách Vật Liệu (BOM)

Danh sách Vật liệu liệt kê mọi linh kiện điện tử sẽ được đặt trên PCB. Đây là một tài liệu chi tiết hướng dẫn cả việc mua sắm và lắp ráp.

Những gì BOM bao gồm:

• Ký Hiệu Tham Chiếu: Xác định vị trí của linh kiện (ví dụ: R1, C3, U2).
• Giá Trị Linh Kiện: Các thuộc tính điện như điện trở, điện dung hoặc loại IC.
• Loại Gói: Dấu chân vật lý (ví dụ: 0805, SOT-23, QFN).
• Số Phần Nhà Sản Xuất (MPN): Mã duy nhất xác định chính xác linh kiện.
• Thông Tin Nhà Cung Cấp: Tên nhà phân phối hoặc số phần nhà cung cấp.
• Số Lượng: Số lượng mỗi linh kiện cần thiết cho mỗi bảng.

Dưới đây là một ví dụ về danh sách BOM:

Định dạng tệp thông thường: .xlsx, .csv, .xls

Tại sao nó quan trọng:

BOM đảm bảo rằng các phần đúng được tìm nguồn và lắp ráp. Thiếu hoặc sai MPN có thể gây ra sự chậm trễ, thay thế sai hoặc thậm chí bảng không hoạt động.

3. Tệp Pick and Place (Tệp Centroid)

Tệp pick-and-place chỉ định nơi mỗi thiết bị gắn bề mặt (SMD) nên được đặt trên PCB. Máy đặt tự động sử dụng nó để định vị linh kiện với độ chính xác.

Những gì nó bao gồm:

• Ký Hiệu Tham Chiếu (ví dụ: R1, C5, U1)
• Tọa Độ X, Y (vị trí trên bảng)
• Góc Xoay (hướng của linh kiện)
• Mặt Bảng (trên hoặc dưới)

Định dạng tệp thông thường: .csv, .txt

Tại sao nó quan trọng:

Thiết bị lắp ráp tự động phụ thuộc vào dữ liệu này để đặt linh kiện chính xác. Tọa độ sai hoặc thiếu giá trị xoay có thể dẫn đến linh kiện bị đặt sai hoặc lỗi hướng.

4. Bản Vẽ Lắp Ráp

Bản vẽ lắp ráp cung cấp một tham chiếu trực quan cho thấy cách các linh kiện được sắp xếp trên PCB. Nó giúp kỹ thuật viên xác nhận rằng tất cả các linh kiện được đặt đúng và hướng đúng.

Những gì nó bao gồm:

• Đường viền linh kiện trên và dưới
• Ký hiệu tham chiếu và nhãn linh kiện
• Dấu phân cực cho điốt, LED và tụ điện
• Chỉ báo chân 1 cho ICs
• Ghi chú cho xử lý đặc biệt hoặc linh kiện hàn tay

Định dạng tệp thông thường: .pdf, .dwg

Tại sao nó quan trọng:

Bản vẽ lắp ráp đóng vai trò như một hướng dẫn cho kiểm tra và kiểm soát chất lượng, đặc biệt là đối với lắp ráp thủ công hoặc hỗn hợp (SMT và xuyên lỗ).

5. Sơ Đồ Nguyên Lý

Sơ đồ nguyên lý cho thấy các kết nối điện giữa tất cả các linh kiện trong mạch. Nó đại diện cho thiết kế logic hơn là bố trí vật lý.

Những gì nó bao gồm:

• Tất cả các linh kiện với giá trị của chúng
• Kết nối điện và mạng
• Tham chiếu nguồn và đất
• Điểm kiểm tra hoặc đầu nối

Định dạng tệp thông thường: .pdf, .sch, .dsn (tùy thuộc vào phần mềm thiết kế)

Tại sao nó quan trọng:

Mặc dù sơ đồ nguyên lý không được sử dụng trực tiếp trong lắp ráp máy, nhưng nó rất cần thiết cho kiểm tra điện, gỡ lỗi và xác minh sản phẩm cuối cùng.

6. Tệp Readme hoặc Ghi Chú Lắp Ráp

Tệp này chứa bất kỳ thông tin hoặc hướng dẫn bổ sung nào không phù hợp với các tệp khác nhưng cần thiết cho lắp ráp thành công.

Những gì nó có thể bao gồm:

• Hướng dẫn hàn (không chì so với có chì)
• Xử lý linh kiện nhạy cảm với độ ẩm
• Hồ sơ nhiệt độ reflow
• Trình tự lắp ráp hoặc thứ tự linh kiện đặc biệt
• Quy trình kiểm tra hoặc lập trình

Định dạng tệp thông thường: .txt, .pdf

Tại sao nó quan trọng:

Ghi chú lắp ráp giúp tránh hiểu lầm và làm rõ các yêu cầu đặc biệt có thể ảnh hưởng đến chức năng hoặc chất lượng của bảng.

7. Tệp Mô Hình 3D (Tùy chọn nhưng Được Khuyến nghị)

Tệp mô hình 3D cho phép người lắp ráp và kỹ sư cơ khí hình dung PCB đã lắp ráp trong ba chiều. Điều này đảm bảo phù hợp cơ học chính xác trong vỏ bọc và xác minh các vấn đề về chiều cao hoặc khoảng cách của linh kiện.

Định dạng tệp thông thường: .step, .stp, .wrl, .3DXML

Tại sao nó quan trọng:

Mô hình 3D đặc biệt hữu ích cho các dự án liên quan đến vỏ bọc tùy chỉnh hoặc tích hợp cơ học, đảm bảo không có xung đột giữa PCB và vỏ bọc của nó.

8. Tệp Tùy chọn hoặc Nâng cao

Loại Tệp	Mô Tả
Tệp Netlist	Được sử dụng để xác minh tất cả các kết nối điện trên PCB đã lắp ráp.
Tệp Quy trình Kiểm tra	Hướng dẫn cho kiểm tra trong mạch hoặc chức năng.
Tệp Firmware hoặc Lập trình	Cần thiết cho vi điều khiển hoặc thiết bị lập trình được.
Bản Vẽ Panel hóa	Cho thấy cách nhiều bảng được sắp xếp trên một bảng đơn để sản xuất hiệu quả.

Danh Sách Kiểm Tra Tệp Lắp Ráp PCB Hoàn Chỉnh

Loại Tệp	Mô Tả	Định Dạng
Tệp Gerber	Dữ liệu lớp PCB và chế tạo	.gbr, .gbx, .pho
Tệp Khoan	Dữ liệu lỗ và lỗ thông	.txt, .drl
Danh Sách Vật Liệu (BOM)	Danh sách linh kiện và thông tin nguồn	.csv, .xlsx
Tệp Pick and Place	Tọa độ đặt SMD	.csv, .txt
Bản Vẽ Lắp Ráp	Hướng dẫn đặt linh kiện	.pdf
Sơ Đồ Nguyên Lý	Logic mạch và kết nối	.pdf, .sch
Readme/Ghi Chú Lắp Ráp	Hướng dẫn bổ sung	.txt, .pdf
Tệp Mô Hình 3D (Tùy chọn)	Xác minh cơ học	.step, .stp

Câu hỏi thường gặp (FAQs)

1. Tôi có thể chỉ gửi tệp thiết kế của mình thay vì tệp Gerber không?

Hầu hết các nhà sản xuất yêu cầu tệp Gerber vì chúng là tiêu chuẩn toàn cầu. Một số nhà lắp ráp có thể chấp nhận tệp thiết kế từ phần mềm như Altium Designer, KiCad hoặc Eagle, nhưng điều này phụ thuộc vào khả năng của nhà sản xuất.

2. Điều gì xảy ra nếu BOM của tôi không bao gồm số phần nhà sản xuất?

Nếu không có số phần, người lắp ráp không thể đảm bảo các linh kiện chính xác, điều này có thể gây ra sự chậm trễ trong việc tìm nguồn hoặc thay thế sai. Luôn bao gồm số phần nhà sản xuất trong BOM.

3. Tôi có cần cả sơ đồ nguyên lý và bản vẽ lắp ráp không?

Có. Sơ đồ nguyên lý được sử dụng để xác minh điện, trong khi bản vẽ lắp ráp đảm bảo đặt linh kiện và phân cực đúng trong quá trình lắp ráp.

4. Tôi nên gửi tệp của mình cho người lắp ráp ở định dạng nào?

Tốt nhất là nén tất cả các tệp cần thiết vào một tệp ZIP duy nhất. Gói này nên chứa tất cả các tệp Gerber, tệp khoan, BOM, tệp pick-and-place, bản vẽ lắp ráp, sơ đồ nguyên lý và bất kỳ ghi chú bổ sung nào.

5. Tôi có thể bao gồm các linh kiện xuyên lỗ trong lắp ráp của mình không?

Có. Hãy chắc chắn xác định các linh kiện nào là xuyên lỗ trong BOM hoặc ghi chú lắp ráp của bạn để người lắp ráp có thể chuẩn bị cho các hoạt động hàn tay hoặc hàn sóng.