Ưu điểm và nhược điểm của các loại máy làm mạch in khác nhau

Giới thiệu máy làm mạch in

Máy làm mạch in là gì?

Máy làm mạch in là thiết bị chuyên dụng sản xuất các bảng mạch in PCB. Hiện tại máy làm mạch in được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp. Có nhiều loại máy làm mạch in như máy làm mạch in để bàn, máy làm mạch in công nghiệp,…  

Bảng mạch in PCB là gì?

Bảng mạch in PCB là một tổ hợp điện tử sử dụng dây dẫn bằng đồng để tạo kết nối điện giữa các bộ phận. Bảng mạch in cung cấp hỗ trợ cơ học cho các linh kiện điện tử để thiết bị có thể được gắn vào vỏ. Thiết kế bảng mạch in phải bao gồm một bộ các bước cụ thể phù hợp với quy trình sản xuất, đóng gói mạch tích hợp và cấu trúc của bảng mạch trần. CNC VINA chuyên cung cấp các máy gia công chuyên dụng.

Tầm quan trọng của bảng mạch in PCB trong các ngành công nghiệp khác nhau

Ngày nay, hầu hết các thiết bị đều có bảng mạch in (PCB) trong thiết kế bên trong để thiết bị hoạt động bình thường. PCB được làm bằng các sản phẩm dẫn điện và không dẫn điện nhằm cung cấp kết nối cho các thành phần khác nhau như bóng bán dẫn, tụ điện và các thành phần khác cho phép thiết bị hoạt động. Nếu không có PCB, khả năng kết nối bên trong các bộ phận bên trong của thiết bị sẽ không thể thực hiện được và thiết bị sẽ không hoạt động được.

Một tầm quan trọng khác của PCB là tính linh hoạt của nó. Các thiết bị khác nhau cần thiết kế PCB khác nhau để chúng hoạt động. Vật liệu PCB dễ dàng tùy chỉnh theo bất kỳ thông số kỹ thuật nào khiến chúng trở nên linh hoạt và phù hợp với bất kỳ loại ngành nào khi cần thiết. Máy tính văn phòng, dàn âm thanh cho ô tô, thiết bị phát sóng cho đài phát thanh, hầu hết các ngành công nghiệp đều đã và đang sử dụng PCB. Nó có thể được điều chỉnh thành bất kỳ kích thước và hình dạng nào mà chủ nhân của nó muốn. Từ những điều mà PCB có thể làm được dẫn đến máy in bảng mạch là một thiết bị cực kì quan trọng trong các ngành công nghiệp hiện nay.

Tầm nhìn tổng quan

Do hiện nay hầu như tất cả các thiết bị điện tử, từ đồng hồ điện tử, máy tính đến máy tính, thiết bị điện tử liên lạc và hệ thống vũ khí quân sự, miễn là có các linh kiện điện tử như mạch tích hợp, chỉ cần chúng cần kết nối điện thì đều cần sử dụng dòng PCB. Bảng mạch, trong quá trình nghiên cứu sản phẩm điện tử quy mô tương đối lớn, yếu tố thành công cơ bản nhất là thiết kế, tài liệu và sản xuất bảng PCB của sản phẩm. Chất lượng thiết kế và sản xuất của bo mạch PCB cũng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và giá thành của toàn bộ sản phẩm, thậm chí dẫn đến sự thành công trong cạnh tranh thương mại. Vì vậy một chiếc máy làm mạch in chất lượng sẽ ảnh hưởng lớn đến chất lượng thiết kế và sản xuất của bo mạch PCB và ảnh hưởng đến cả các thiết bị sau khi sản suất.

Ưu điểm của máy làm mạch in

Độ chính xác cao

Máy làm mạch in được thiết kế để đánh dấu mã vạch, mã và ký tự 2D, đồ họa và thông tin khác trên bất kỳ loại bảng mạch in nào. Được tích hợp với nguồn laser CO2/Fiber hiệu suất cao, nhập khẩu camera CCD có độ phân giải cao và mô-đun di động cấp micron. Dòng máy khắc laser PCB có khả năng đánh dấu trước định vị tự động và báo cáo phản hồi sau đánh dấu.

Ứng dụng trong nhiều lĩnh vực phức tạp

Phần mềm tự phát triển có thể kết nối trực tiếp hệ thống thông tin của khách hàng. Đánh dấu thông tin đầu vào không chỉ có thể được tạo tự động bằng phần mềm mà còn có thể được nhận qua mạng. Nó có thể được tích hợp với hoạt động trực tuyến SMT và máy trạm tự động ngoài bo mạch.

So sánh với nhãn và in ấn, đánh dấu bằng laser có thể ghi lại thông tin PCB bằng cách đánh dấu số sê-ri và mã vạch để kiểm soát chất lượng sản phẩm điện tử. Máy làm mạch in ở các loại khác nhau phù hợp để đánh dấu PCB trên bảng có diện tích lớn và hình dạng không đều hoặc tấm mỏng cũng như đánh dấu nhiều mặt trên một mặt hoặc nhiều bảng với hiệu quả và tốc độ cao.

·    Laser CO2 / Fiber hiệu suất cao có chùm tia laser chất lượng cao, điểm lấy nét nhỏ và công hiệu suất phân bổ tốt.

·    Camera CCD có độ phân giải cao giúp việc định vị, nhận dạng và báo cáo phản hồi tự động trở thành hiện thực.

·    Cấu trúc giàn và các thanh dẫn hướng truyền động đồng bộ đảm bảo hoạt động ổn định và chính xác.

·    Chức năng tự động lấy nét và điều chỉnh độ rộng rãnh ghi được thiết kế để phù hợp với các dây chuyền sản xuất khác nhau.

Tiết kiệm thời gian và hiệu quả

Bộ phận Vi điện tử PCB HGLASER cung cấp các giải pháp tích hợp cho các ngành công nghiệp thượng nguồn và hạ nguồn của PCB như cắt laser, đánh dấu, tự động hóa và quản lý truy xuất nguồn gốc toàn quy trình.

·    Tập trung vào các ứng dụng laser trong các nhà máy SMT, cung cấp cho khách hàng các giải pháp dây chuyền sản xuất tự động để mã hóa laser, cắt và tách laser, kiểm tra, phân loại tự động, đóng gói tự động.

·    Tập trung vào ứng dụng của ngành FPC, cung cấp cho khách hàng các giải pháp chuyên nghiệp cho quy trình cốt lõi là cắt cuộn màng bọc FPC, cắt hình FPC, khoan tốc độ cao FPC và các ngành công nghiệp khác.

·    Tập trung vào ứng dụng công nghiệp đế IC trong PCB, cung cấp cho khách hàng thiết bị đánh dấu laser cho đế IC lớn, thiết bị đánh dấu Xout cho bo mạch thành phẩm, máy kiểm tra trực quan cho bo mạch thành phẩm, máy kiểm tra AOI, máy phân loại tự động, máy đóng gói tự động và đầy đủ khác -xử lý laser+ giải pháp tự động.

·    Tập trung vào ngành đóng gói tiên tiến, cung cấp cho khách hàng thiết bị đánh dấu laser hoàn toàn tự động sau đóng gói IC.

·    Tập trung vào ngành công nghiệp chất nền gốm, cung cấp cho khách hàng các thiết bị khoan, vẽ nguệch ngoạc, cắt và đánh dấu chất nền gốm hoàn toàn tự động.

·    Ứng dụng trong sản xuất hàng loạt: Với việc tập trung vào các giải pháp dây chuyền tự động khả năng xử lý ở tốc độ cao và cách thiết bị đánh giấu giúp loại bỏ được hầu hết thời gian nghỉ và quy trình sản xuất được tự động hóa.

Hiệu quả kinh tế

Độ đồng đều của máy khắc chân không ≥90%, hệ số khắc ≥3,5 lần. Thiết bị hút chân không làm cho hệ điều hành phun tạo ra áp suất âm, tạo thành lực hút thấp, hấp thụ chất lỏng ăn mòn giàu ion đồng, ngăn chặn hiệu quả "vũng nước". Điều này có thể cải thiện hiệu quả sản xuất, chất lượng, tốc độ khắc và tính đồng nhất của quá trình khắc.

Ứng dụng trong việc tăng tỷ suất lợi nhuận: Việc thay đổi hiệu quả hơn giúp sản lượng đầu ra và chất lượng sản phẩm tăng đồng thời giảm chi phí sản xuất.

Nhược điểm của máy in bảng mạch

Đầu tư ban đầu

·    Với chi phí đầu tư ban đầu lớn ta có thể sử dụng máy làm mạch in với công suất lớn hơn. Độ chính xác cao và tốc độ sản xuất tăng.

·    Với chi phí nhỏ ta có thể sử dụng những kiểu máy làm mạch in để bàn như máy làm mạch in BUNGRAD CCD/2 ATC. Vẫn có khả năng tự động nhưng với kích thước nhỏ hơn.

Chi phí bảo trì và vận hành

·    Những chiếc máy làm mạch in có độ chính xác cao, tốc độ làm việc lớn sẽ càng tốn chi phí bảo trì định kì do chỉ cần có một sai số nhỏ trong xử lý hoặc hoạt động sẽ gây ra sai số trong sản phẩm.

·    Thông thường những chiếc máy có độ chính xác cao, tốc độ làm việc lớn khi sản xuất cũng được chế tạo vô cùng chính xác nên việc hỏng hóc cũng khó xảy ra trừ việc tuổi thọ máy lớn.

So sánh các loại máy làm mạch in khác nhau

Máy phay bản mạch CNC

Là máy làm mạch in gia công CNC loại bỏ vật liệu từ phôi để tạo thành một chi tiết dạng lưới.

Ưu điểm

·    Nói chung đảm bảo dung sai kích thước tốt và độ nhám bề mặt rất thấp, khi được tích hợp với các bước hoàn thiện.

·    Tốt cho sản xuất khối lượng thấp đến trung bình.

·    Có thể đạt được các hình dạng cơ bản tùy chỉnh bằng cách sử dụng các bước gia công tùy chỉnh.

·    Thời gian thực hiện ngắn đến trung bình.

·    Bắt đầu với một khối, các thuộc tính sẽ giống nhau theo mọi hướng, đạt được các phần đẳng hướng.

·    Lựa chọn vật liệu rất rộng (kim loại, polyme, vật liệu tổng hợp, gỗ, gốm sứ).

Nhược điểm

·    Nhiều chất thải: trong một số trường hợp khó tái chế do dầu chế biến. Trong một số lĩnh vực, như hàng không, chất thải có thể chiếm tới 90% tổng lượng. Khi nói về những vật liệu tốn nhiều chi phí, chất thải càng thấp thì mức tiết kiệm càng cao. Vì công nghệ này tạo ra lượng phế liệu lớn nên không phải lúc nào cũng là phương pháp sản xuất hiệu quả.

·    Hình học phức tạp đắt tiền vì chúng yêu cầu nhiều bước định vị lại.

·    Các ràng buộc về hình học, không có hình học rỗng và các đường cắt rất khó đạt được và tốn kém.

·    Do giới hạn về độ phức tạp của thiết kế, không có tổ hợp tích hợp nào có thể sản xuất được.

·    Tốc độ phụ thuộc vào độ phức tạp của bộ phận, do đó các bộ phận phức tạp sẽ mất nhiều thời gian hơn để sản xuất.

·    Tốn nhiều nhân công và thời gian cho việc định vị lại nhiều lần: người vận hành cần định hướng lại và cố định lại phôi cho mỗi lần định vị lại (nếu không có CNC 5 trục), điều này có thể dẫn đến mất độ chính xác, thường được khắc phục bằng cách sử dụng thiết bị định tâm.

·    Cần tuyển công nhân đã qua đào tạo để vận hành máy móc.

·    Độ khó, thông số máy và dụng cụ được xác định bởi vật liệu cần gia công. Các thông số cần thiết lập là cách cố định chi tiết, số bước gia công, dụng cụ cắt, tốc độ và tốc độ tiến dao: do đó cần có kỹ thuật viên được đào tạo để thiết kế quy trình, mất tới 7 giờ. Thời gian chuẩn bị cho thiết bị và lập trình các thao tác cắt tăng lên khi độ phức tạp của đối tượng tăng lên.

·    Chi phí thiết bị cao về mặt đầu tư máy móc ban đầu cũng như chi phí cho đồ đạc và dụng cụ.

·    Trong trường hợp không có hệ thống hoàn toàn tự động, cần có sự hiện diện của người vận hành chuyên biệt trong toàn bộ quá trình để họ có thể thay đổi công cụ và định vị lại vật thể trên mặt phẳng bất cứ khi nào dụng cụ cắt không thể tiếp cận được mặt cần gia công.

·    Chi phí chuẩn bị và vận hành có thể cao, do đó chi phí sản xuất tổng thể mang lại lợi ích cho số lượng bộ phận được sản xuất lớn hơn.

Máy khắc

Máy khắc là loại máy làm mạch in loại bỏ vật liệu khỏi bề mặt của một bộ phận bằng dung dịch hóa chất axit hoặc kiềm.

Ưu điểm

·    Với máy khắc chất lượng cao, bạn có thể đáp ứng hầu hết mọi yêu cầu thiết kế, với khả năng khắc chính xác nhiều loại vật liệu (tùy thuộc vào thiết bị) bao gồm kim loại, gỗ, xốp, da, gốm sứ và thậm chí cả vải. Là quá trình không tiếp xúc, chùm tia chỉ tác động lên vùng đang được làm nóng mà không gây ra bất kỳ sự mài mòn hay hư hại nào cho vùng xung quanh của vật liệu. Vì vậy, bạn được đảm bảo nhãn hiệu rõ ràng và sản phẩm cuối cùng có chất lượng cao. 

·    Quá trình đánh dấu bằng rất an toàn. Đối với nhiều doanh nghiệp, đây là lý do chính để đầu tư vào những chiếc máy như vậy. Bạn có thể ngay lập tức tạo ra một môi trường an toàn hơn cho người lao động, đặc biệt là khi tất cả thành viên trong nhóm đã được đào tạo để vận hành máy móc một cách chính xác và hiểu rõ các biện pháp phòng ngừa cần thực hiện đối với một số vật liệu nhất định, cho phép họ thực hiện nhiệm vụ của mình một cách an toàn và đáng tin cậy trong nhiều năm tới. 

·    Bằng cách chuyển từ các quy trình thủ công tẻ nhạt sang khắc tự động, bạn tăng đáng kể tốc độ và rút ngắn thời gian thực hiện dự án. Đổi lại, điều này mang lại thông lượng cao hơn, lợi nhuận theo giờ cao hơn, thời gian thực hiện ngắn hơn, tăng công suất, khả năng cạnh tranh cao hơn và tiết kiệm đáng kể chi phí vốn. 

Nhược điểm

·    Máy khắc có thể đắt tiền để mua.

·    Máy khắc đòi hỏi phải bảo trì và bảo dưỡng thường xuyên.

·    Khắc có thể là một quá trình tốn thời gian.

·    Khắc có thể khó học và thành thạo.

·    Có nguy cơ làm hỏng vật liệu được khắc.

Máy in 3D

Máy in 3D là loại máy làm mạch in thêm vật liệu từng lớp nhằm tạo ra sản phẩm.

Ưu điểm

·    Nó thân thiện với môi trường và sẽ tạo ra ít chất thải hơn.

·    Bạn có nhiều lựa chọn thiết kế khác nhau.

·    Công nghệ in 3D hiện đang tạo ra PCB sản xuất với chi phí thấp hơn so với trước đây khi nó chủ yếu dành cho tạo mẫu.

·    Các nhà sản xuất có được các nguyên mẫu cũng như PCB và các bộ phận sản xuất kịp thời, hoàn thiện và hoàn chỉnh.

·    Thiết kế tệp CAD cho bạn lựa chọn để tạo bất kỳ loại PCB nào bạn cần.

·    Có một số phương pháp khác nhau, bao gồm các vết rỗng, vật liệu dẫn điện và các phương pháp khác.

·    Bạn có quyền truy cập vào các bộ phận mạnh mẽ nhưng nhẹ và bền.

·    Sản lượng nhanh chóng cho phép bạn phục vụ nhiều khách hàng và lợi ích kinh doanh với khối lượng từ nhỏ đến lớn.

·    Các công ty có thể in PCB và các thành phần khác theo yêu cầu với ít chi phí ban đầu và ít trở ngại hơn.

·    Bạn có thể sử dụng bảng ngay sau khi in xong.

·    Công nghệ này có thể tiếp cận được với các nhà sản xuất có trình độ kinh nghiệm khác nhau.

Nhược điểm

·    Chúng tốt hơn cho các lô nhỏ hơn là sản xuất hàng loạt.

·    Nhiều máy in 3D không có phần mềm hỗ trợ đầy đủ.

·    Một số bộ phận không giữ được khi vượt qua các bài kiểm tra sức mạnh.

·    Kích thước xây dựng bị hạn chế.

·    Một số vật liệu kém dẫn điện hơn và không thể áp dụng cho in 3D.

Tổng kết

Máy CNC với giá thành cao, có nhiều nhược điểm về chất thải và rất nhiều chi phí phụ nhưng nó có thể làm được gần như hầu hết các loại bản mạch từ phức tạp đến đơn giản. Máy khắc mang lại sản phẩm chất lượng do lúc gia công không cần tiếp xúc và khá an toàn nhưng chi phí đắt đồng thời khó làm việc. Máy in 3D là loại máy khá phổ biến hiện nay khá thân thiện với môi trường, chi phí thấp, dễ sử dụng và kết hợp được với CAD, nhưng thời gian in lâu, chưa có phần mềm riêng biệt và chỉ dùng cho các loại vật liệu đặc biệt.

Tùy chọn máy dựa trên sản lượng đầu ra mong muốn, chi phí đầu tư của nhà máy và mục đích của nhà máy ta có thể lựa chọn máy làm mạch in phù hợp. Máy CNC cho năng suất lớn phù hợp cho các nhà máy lớn có đủ chi phí đầu tư. Máy in 3D dùng cho các nhà máy vừa và nhỏ do chi phí thấp và dễ sử dụng.

Do PCB đóng vai trò lớn trong các ngành công nghiệp, y tế, khoa học vũ trụ, … nên càng nhà máy có thể phát triển máy làm mạch in chính xác, đem lại lợi nhuận to lớn.