ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGÀNH TỰ ĐỘNG HÓA file đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
Hà nội, ngày….. tháng….. năm2018
Giáo viên hướng dẫn

1


Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................

.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
Hà nội, ngày….. tháng….. năm2018
Giáo viên phản biện

2


Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

MỤC LỤC

3


Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
DANH MỤC HÌNH ẢNH

4


Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay tự động hóa đóng vai trò quan trọng trong đời sống và công nghiêp,
tự động hóa đã phát triển đến trình độ cao nhờ những tiến bộ của lý thuyết điều
khiển tự động, tiến bộ của ngành điên tử, tin học…Chính vì vậy mà nhiều hê thống
điều khiển ra đời, nhưng phát triển mạnh và có khả năng ứng dụng rộng là Bộ điều
khiển lập trình PLC.
Trong những đầu thập niên 1970, với sự phát triển của phần mềm, bộ lập trình
PLC không chỉ thực hiên các lênh Logic đơn giản mà còn có thêm các lênh về định
thì, đếm sự kiên, các lênh về xử lý toán học, xử lý dữ liêu, xử lý xung, xử lý thời
gian thực…
Trong đề tài này, nhóm chúng em tìm hiểu về quy trình sản xuất ra một sản
phẩm điên tử , cụ thể là cục WiFi và tìm hiểu vai trò, ứng dụng và vị trí của PLC
trong dây truyền thực tế. Trong đó các thành phần chính gồm: Vật liêu, máy móc,
công nghê và con người.
Đồ án hướng đến tìm hiểu quy trình sản xuất một thiết bị Wifi, trong đó lựa
chọn một dây truyền công nghê có ứng dụng của PLC. Vì thế, đồ án có tên đề tài
là: “ Thiết kế hệ điều khiển thống dây truyền lắp ráp linh kiện cho thiết bị wifi
sử dụng PLC S7-300 ”.

Quy
trình sản xuất

Dây truyền công nghê Bài toán công nghêGiải bài toán công nghê

Hình 1-1: Hướng tìm hiểu của đồ án thực hiện

5


Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ QUY TRÌNH LẮP RÁP

THIẾT BỊ WIFI
1

Giới thiệu về thiết bị Wifi và vai trò của Wifi trong cuộc sống hiện đại.
1Khái niệm
Wifi là mạng Internet không dây, là từ viết tắt của Wireless Fidelity, sử dụng

sóng vô tuyến để truyền tín hiêu. Loại sóng vô tuyến này tương tự như sóng điên
thoại, truyền hình và radio. Và trên hầu hết các thiết bị điên tử ngày nay như máy
tính, laptop, điên thoại, máy tính bảng... đều có thể kết nối Wifi.
Hình 1-1: Kết nối Wifi với các thiết bị điện tử thông qua thiết bị phát Wifi

2Vai trò và phạm vi ứng dụng của Wifi trong cuộc sống hiện đại.
Sóng Wifi ngày nay được sử dụng rộng rãi phục vụ đời sống con người, đặc
điểm của sóng Wifi là thu phát ở tần số từ 2.4 GHz đến 5 GHz cao hơn so với sóng
vô tuyến truyền hình, sóng điên thoại và radio nên khá an toàn trong vấn đề bảo
toàn thông tin khi truyền và nhận dữ liêu.

6


Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Thiết bị phát Wifi là thiết bị có khả năng phát wifi đồng thời có thể cho phép
kết nối mạng có dây với các thiết bị thông qua các cổng mạng trên thiết bị phát.

Hình 1-2: Cách kết nối mạng không dây và có dây thông qua thiết bị Wifi
- Thiết bị phát wifi chia làm hai loại chính: loại cố định và loại di động
Loại cố định thường sử dụng với mục đích mà người dùng cố định một chỗ,
khi người dùng đi quá giới hạn phát sóng của thiết bị thì tín hiêu sẽ yếu và mất tín
hiêu kết nối.

Hình 1-5: Thiết bị phát wifi cố định hãng TP-Link

7


Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Loại di động được sử dụng với mục đích di chuyển liên tục, khi người dùng
đem theo thiết bị phát wifi di động theo người thì có thể dùng wifi mọi chỗ trên
quá trình di chuyển.

Hình 1-3: Thiết bị phát wifi di động của hãng HUAWEI
2

Lưu trình sản xuất thiết bị wifi trong nhà máy.
Hình 1-4. Lưu trình lắp ráp thiết bị Wifi trong nhà máy

 Quản lý chất lượng vật liệu đến IQC ( Incoming Quality Control )

8


Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Để một sản phẩm đạt chất lượng tốt thì không thể coi thường viêc kiểm tra
chất lượng của vật liêu cấu thành lên sản phẩm đó, đặc biêt là quản chế với số
lượng lớn. Chất lượng có tốt thì mới giảm được các chi phí tổn thất cho các công
đoạn phát sinh khi xảy ra như “ thanh lọc , làm lại, báo phế và nguy cơ dừng
chuyền sản xuất,…”, sản phẩm tốt sẽ được khách hàng tin dùng và trả với giá
thành thỏa đáng. Bởi vậy, công đoạn quản chế chất lượng của vật liêu đến là rất
quan trọng, nó quyế định về cả chất lượng về mặt chức năng và mặt ngoại quan

của sản phẩm đó.
 Nhà kho WH (Ware House)
Sau khi vật liêu được kiểm tra và quản chế từ công đoạn IQC thì vật liêu sẽ
được chuyển đến khu nhà kho để lưu trữ và chờ có công lênh phát đến Kitting.
 Phát liệu Kitting
Sau khi có công lênh sản xuất thì liêu được chuyển từ nhà kho sang Kitting để
kiểm tra và chờ phát liêu cho lắp ráp ở công đoạn tiếp theo. Các dữ liêu quản chế
được update lên hê thống quản lý của nhà máy từ công đoạn đầu vào cho đến khi
xuất hàng.
 Công nghệ dán bề mặt SMT ( Surface Mount Technology )
Sau khi liêu được phát ra Kitting thì tiếp túc chuyển đến SMT để cấp liêu cho
truyền SMT lắp ráp. Ở chuyền SMT gồm có bản mạch PCB và các vật liêu, linh
kiên dán.
Viêc quản chế vật liêu, máy móc ở công đoạn này phải có lưu trình chặt chẽ,
đây là công nghê hiên đại tiến tiến, đang được áp dụng ở rất nhiều nhà máy lắp ráp
điên tử trên thế giới.

9


Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
 Kiểm tra lắp ráp AOI sau lò hàn hồi lưu.
Ở công đoạn này là viêc kiểm tra linh kiên đã được dán đúng vị trí chưa và có
bị thừa hay thiếu linh kiên lắp ráp không thông qua máy kiểm tra AOI sẽ kiểm tra
và thông báo hiển thị lên màn hình máy tính chính xác mọi thông tin của từng linh
kiên trên bản mạch. Từ đó có con người có thể tìm cách khắc phục và sửa chữa lại
sản phẩm một cách nhanh chóng.
 Cắm linh kiện PTH ( Plug Through Hole)
Ở công đoạn này công nhân sẽ thực hiên thao tác cắm các linh kiên chân cắm
vào bản mạch PCBA, đồng thời công nhân sẽ dùng khay gá để gá linh kiên cho

đứng vững và không bị cao chân hay lêch… Sau khi đã gá xong linh kiên thì bản
sẽ được chuyển đến công đoạn kiểm tra để xem có bị thiếu linh kiên hay bị lêch
linh kiên hay không, sau đó các chân linh kiên sẽ được phủ một lớp chất trợ hàn
Flux để cho chất lượng mối hàn được tốt hơn, tiếp theo bản mạch sẽ được đi qua lò
hàn sóng để hàn các linh kiên cắm đó.
 Kiểm tra ( Test)
Sau khi linh kiên được hàn thì công nhân sẽ thực hiên thao tác tháo khuôn gá
bản, sau đó sẽ kiểm tra ngoại quan các vị trí quan trọng để xem mối hàn có bị lỗi
hay không, sau đó tiến hành test các chức năng hoặc test độ đảm bảo của mạch
điên tử đã được hay chưa, sau
khi test xong thì tiến hành đến công đoạn lắp ráp.
 Lắp ráp ASSY ( Assembly)
Tại công đoạn này, sản phẩm sẽ được lắp ráp hoàn thiên theo thiết kế, chủ yếu
lắp ráp vỏ bảo vê, vắt ốc vít, dán tem nhãn,… nếu có yêu cầu test các chức năng
hay chương trình nâng cao thì người kỹ sư sẽ bổ sung thêm trạm test.

10


Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
 Kiểm tra ngoại quan VI ( Visual Inspection)
Ở công đoạn này, sản phẩm được kiểm tra về ngoại quan, kiểm tra về các lỗi
ví dụ như xước, sứt, vỡ, hay bẩn,…vv. Khách hàng là người rất khó tính, và khi
nhìn vào sản phẩm của mình thì điều đầu tiên là nhìn vào ngoại quan bên ngoài. Vì
vậy công đoạn này rất quan trọng trong vấn đề chất lượng của sản phẩm.
 Đóng gói, đóng pallet ( Packing)
Ở công đoạn này sản phẩm sau khi hoàn thiên sẽ được đóng gói dán tem mác,
sau đó sẽ được đóng thùng, số lượng sản phẩm trong một thùng sẽ được quy định
theo tiêu chuẩn tùy vào từng loại sản phẩm.
Sau khi đóng thùng xong sản phẩm sẽ đóng thành các palet và dán tem mác

palet, để chờ rút kiểm hàng.
 Kiểm tra thành phẩm đã hoàn thiện đóng gói OBA ( Out of Box Audit)
Công đoạn này là công đoạn quan trọng, sản phẩm sau khi được đóng palet sẽ
được chuyển đến khu vực chờ OPA rút kiểm. OPA sẽ thực hiên rút kiểm theo tiêu
chuẩn rút kiểm, ví dụ như: một palet rút bao nhiêu thùng, mỗi thùng lấy bao nhiêu
sản phẩm .v.v.
Nếu phát hiên sản phẩm lỗi thì OPA sẽ không cho palet này đi xuất hàng
được. Vậy muốn xuất hàng được thì phải kiểm tra tất cả các palet xem có lỗi
tương tự như thế không và thống kê số lượng và tỉ lê lỗi, sau đó thực hiên rework.
Sau khi rework xong OPA lại tiến hành rút kiểm lại lần nữa, nếu OK thì cho
xuất hàng.
 Nhà kho chờ xuất hàng WH ( Ware House )
Sau khi hàng được OPA rút kiểm OK thì sẽ được chuyển đến nhà kho chờ
xuất hàng.
11


Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Mỗi lô hàng đều được ghi đầy đủ thông tin như mã lô hàng, mã hàng, mã
khách hàng, biển số xe vận chuyển .v.v.
 Xuất hàng Shipping
Đây là công đoạn cuối cùng để giao sản phẩm đến khách hàng, mỗi chuyễn xe
hàng đều được quy định về độ an toàn theo tiêu chuẩn.
Tất cả các dữ liêu của lô hàng đều được lưu trữ trên hê thống để quản lý dễ
dàng, chính xác từng sản phẩm.
Trong các công đoạn trên, chúng em chọn công đoạn SMT( công nghê dán
linh kiên bề mặt) để tìm hiểu và nghiêm cứu. Vì công nghê SMT là công nghê lắp
giáp linh kiên điên tử tiên tiến nhất hiên nay và áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực sản
xuất các thiết bị điên, điên tử ở trên toàn thế giới.
3

Giới thiệu về công nghệ dán linh kiện bề mặt SMT
1Khái niệm
Công nghê dán linh kiên bề mặt SMT là phương pháp gắn các linh kiên điên

tử trực tiếp lên trên bề mặt của bo mạch (PCB). Các linh kiên điên tử dành riêng
cho công nghê này có tên viết tắt là SMD.
Trong công nghiêp điên tử, SMT đã thay thế phần lớn công nghê đóng gói
linh kiên trên tấm PCB xuyên lỗ theo đó linh kiên điên tử được cố định trên bề mặt
PCB bằng phương pháp xuyên lỗ và hàn qua các bể chì nóng.
Tất cả các linh kiên ở tất cả các chủng loại đều phải có chân đủ dài để có thể
cắm xuyên qua bo mạch và mối hàn sẽ được thực hiên ở mặt bên kia.

12


Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Hình 1-5: So sánh phương pháp hàn linh kiện dán với xuyên qua lô
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 viêc ứng dụng công nghê này. Lúc đó linh kiên
điên 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 kiên được
giảm xuống khá nhiều và viêc gắn linh kiên lên trên cả hai mặt của PCB làm cho
công nghê SMT trở lên thông dụng hơn là công nghê gắn linh kiên bằng phương
pháp xuyên lỗ, cho phép làm tăng mật độ linh kiên. Thông thường, mỗi linh kiên
được cố định trên bề mặt mạch in bằng một diên tích phủ chì rất nhỏ, và ở mặt kia
của tấm PCB linh kiên cũng chỉ được cố định bằng một chấm kem hàn tương tự.
Vì lý do này, kích thước vật lý của linh kiên ngày càng giảm. Công nghê SMT có

mức độ tự động hóa cao, không đòi hỏi nhiều nhân công, và đặc biêt làm tăng công
suất sản xuất.
2Ưu điểm khi sử dụng công nghệ SMT
•

Linh kiên nhỏ hơn
13


Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
•

Cần phải tạo ra rất ít lỗ trong quá trình chế tạo PCB

•

Quá trình lắp ráp đơn giản hơn

•

Những lỗi nhỏ gặp phải trong quá trình đóng gói được hiêu chỉnh tự động
(sức căng bề mặt của kem hàn nóng chảy làm lêch vị trí của linh kiên ra khỏi
vị trí của chân hàn trên bo mạch)

•

Có thể gắn linh kiên lên trên hai mặt của bo mạch

•

Làm giảm trở và kháng của lớp chì tiếp xúc (làm tăng hiêu năng của các linh
kiên cao tần)

•

Tinh năng chịu bền bỉ hơn trong điều kiên bị va đập và rung lắc

•

Giá linh kiên cho công nghê SMT thường rẻ hơn giá linh kiên cho công nghê
xuyên lỗ

•

Các hiêu ứng cao tần (RF) không mong muốn ít xảy ra hơn khi sử dụng công
nghê SMT so với các linh kiên cho dùng công nghê hàn chì, tạo điều kiên
thuận lợi cho viêc dự đoán các đặc tuyến của linh kiên.
Công nghê SMT ra đời, thay thế dần dần công nghê đóng gói xuyên lỗ, điều

này không có nghĩa là SMT hoàn toàn lý tưởng. Những điểm cần phải khắc phục ở
công nghê này là quá trình công nghê chế tạo SMT công phu hơn nhiều so với viêc
sử dụng công nghê đóng gói xuyên lỗ, đầu tư ban đầu tương đối lớn và tốn thời
gian trong viêc lắp đặt hê thống.
Do kích thước linh kiên rất nhỏ, độ phân giải của các linh kiên trên bo là rất
cao nên viêc nghiên cứu, triển khai công nghê này một cách thủ công sẽ làm cho tỷ
lê sai hỏng tương đối lớn và tốn kém.
Hiên nay các sản phẩm SMT tương đối đa dạng đáp ứng đủ các nhu cầu từ thủ
công tới tự động hóa hoàn toàn. Hầu như các hãng sản xuất thiết bị SMT hàng đầu
thế giới đều tham gia triển lãm lần này như Samsung-SMT, Speedline (Mỹ) hay
14

Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Juki (Nhật bản). Với sự xuất hiên của sản phẩm SMT, với xu hướng dịch chuyển
đầu tư, Viêt Nam chắc chắn sẽ trở thành những quốc gia có nền công nghiêp điên
tử phát triển trong khu vực và trên thế giới trong tương lai không xa.
4

Lưu trình lắp ráp công nghệ SMT

Hình 1-6: Hình ảnh dây truyền SMT

Input PCB

Screen

AOI/SPI

Printer

OK

Out Put &

PCBA

Repair

AOI

Chips

IC

Placement

Placement

Reflow

AOI

Hình 1-7: Lưu trình lắp ráp công nghệ SMT
 Input PCB: Công đoạn này có nhiêm vụ đưa bản mạch PCB trần vào máy
quét kem hàn.
 Screen Printer: Có nhiêm vụ quét kem hàn lên bề mặt chân linh kiên dán
của bản PCB thông qua mặt lạ kim loại được thiết kế theo bản vẽ sẵn.
 AOI/SPI: Có nhiêm vụ kiểm tra xem các vị trí chân linh kiên dán đã được
quét đủ kem hàn chưa.
 Chips Placement: Có nhiêm vụ lấy linh kiên từ các khay đựng liêu gắn
vào vào bản mạch.
 IC placement: Có nhiêm vụ lấy linh kiên IC từ các khay đựng IC gắn vào
vào bản mạch.
15


Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
 AOI trước lò hàn: Kiểm tra các linh kiên, IC đã được đặt đúng vị trí
chưa, có thiếu hay không trước khi đưa qua lò hàn.
 Reflow: Lò hàn hồi lưu, gồm các khoang nhiêt độ khác nhau, có nhiêm vụ

làm cho kem hàn co lại và bám chặt vào chân linh kiên sau lò hàn để linh
kiên được gắn chặt vào bản mạch.
 AOI sau lò hàn: Kiểm tra các linh kiên, IC sau khi hàn có bị lêch khỏi vị
trí theo thiết kế hay không.
 Output & Repair: Bản mạch sau khi đã gắn linh kiên sẽ được công nhân
kiểm tra và nếu có sản phẩm lỗi sẽ mang đi sửa chữa.
 Ok PCBA: Bản mạch lắp ráp Ok sẽ được chuyển đến công đoạn tiếp theo
để lắp ráp.
5

Giới thiệu về các thiết bị trong dây truyền
+ Quét hợp kim hàn ( Thông thường là quét thiếc)

16


Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Trên bề mặt mạch in không đục lỗ, ở những nơi linh kiên được gắn vào, người
ta đã mạ sẵn các lớp vật liêu dẫn điên như thiếc-chì, bạc hoặc vàng – những chi tiết
này được gọi là chân hàn (hay lớp đêm 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

nghê và đối tượng hàn) và các hạt vật liêu 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 biêt 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 bo mạch-bằng cách này, kem hàn sẽ được quét vào
các vị trí mong muốn. Nếu cần phải gắn linh kiên lên mặt còn lại của bo mạch,
người ta phải sử dụng một thiết bị điều khiển số để đặt các chấm vật liêu có tính
bám dính cao vào các vị trí đặt linh kiên. Sau khi kem hàn được phủ lên trên bề

mặt, bo mạch sẽ được chuyển sang máy đặt chíp (pick-and-place machine).

17


Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Hình 1-8: Hình ảnh máy quét thiếc SMP200 của SAMSUNG

Hình 1-9: Hình ảnh của mặt nạ hàn hay stencil SMT
+ Máy AOI/ SPI/ X-RAY：
Kiểm tra PCB sau khi cắm thường có hai nhóm chính nhóm dùng ánh sáng
soi chiếu với hỗ trợ của công nghê xử lý hình ảnh, nhóm này có AOI, SPI, AXI,
tương ứng là Auto Optical Inspection hoặc Advanced Optical Inspection, Solder
Paste Inspection, Auto Xray Inspection

18


Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
+ AOI (Automated Optical Inspection): Kiểm tra quang học tự động
tình trạng thực tế linh kiên đã cắm vào PCB. Kiểm tra chất lượng bên
ngoài mối hàn, tình trạng cắm, đọc giá trị, đọc nhãn và đọc mã vạch

Hình 1-10: Hình ảnh công nghệ kiểm tra lôi ngoại quan bằng công nghệ
quang học tự động bằng máy AOI

+ SPI ( Solder Paste Inspection ):
Kiểm tra quang học tự động kem hàn trên PCB sau khi in vào các mạch đồng,
thực tế đây cũng chính là 1 dạng AOI nhưng chỉ chuyên cho kiểm kem hàn trên
PCB. Kiểm tra lượng thiếc hàn, tình trạng in sắc cạnh hay lem nhòe gây chập hoặc

mức độ in chính xác trên mạch.
19


Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Hình 1-11: Kiểm tra quang học tự động kem hàn trên PCB bằng máy SPI
+ Gắn chíp, gắn IC
Các linh kiên SMD, kích thước nhỏ, thường được chuyển tải tới dây truyền
trên băng chứa (bằng giấy hoặc nhựa) xoay quanh một trục nào đó. 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. Các linh kiên ở mặt dưới của bo mạch được gắn lên trước, và các chấm
keo được sấy khô nhanh bằng nhiêt hoặc bằng bức xạ UV. Sau đó bo mạch được
lật lại và máy gắn linh kiên thực hiên nốt các phần còn lại trên bề mặt bo.

20


Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Hình 1-12: Máy gắn chip
+ Gia nhiệt – làm mát
Sau khi quá trình gắp, gắn linh kiên hoàn tất, bo mạch được chuyển tới lò sấy.
Đầu tiên các bo tiến vào vùng sấy sơ bộ nơi mà ở đó nhiêt độ của bo và mọi linh
kiên tương đối đồng đều và được nâng lên một cách từ từ. Viêc này làm giảm thiểu
ứng suất nhiêt khi khi quá trình lắp ráp kết thúc sau khi hàn. Bo mạch sau đó tiến
vào vùng với nhiêt độ đủ lớn để có thể làm nóng chảy các hạt vật liêu hàn trong
kem hàn, hàn các đầu linh kiên lên trên bo mạch. Sức căng bề mặt của kem hàn
nóng chảy giúp cho linh kiên không lêch vị trí, và nếu như bề mặt địa lý của chân

21


Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
hàn được chế tạo như thiết kế, sức căng bề mặt sẽ tự động điều chỉnh linh kiên về
đúng vị trí của nó.
Có nhiều kỹ thuật dùng cho viêc gia nhiêt, ủ bo mạch sau quá trình gắp, gắn.
Những kỹ thuật mà ta thường gặp sử dụng đèn hồng ngoại, khí nóng. Trường hợp
đặc biêt người ta có thể sử dụng chất lỏng CF4 với nhiêt độ sối lớn. kỹ thuật này
được gọi là gia. Phương pháp này đã không còn là ưu tiên số một khi xây dựng các
nhà máy. Hiên nay người ta sử dụng nhiều khí nitơ cho hoặc khí nén giầu ni-tơ
trong các lò ủ đối lưu. Dĩ nhiên, mỗi phương pháp có những ưu điểm và nhược
điểm riêng. Với phương pháp ủ dùng IR, kỹ sư thiết kế phải bố trí linh kiên trên bo
sao cho những linh kiên thấp hơn không rơi vào vùng của các linh kiên cao hơn.
Nếu người thiết kế biết trước được các chu trình nhiêt hoặc quá trình hàn đối lưu
thì anh ta sẽ dễ dàng hơn trong viêc bố trí các linh kiên gắn trên bo. Với một số
thiết kế, người ta phải hàn thủ công hoặc lắp thêm các linh kiên đặc biêt, hoặc là tự
động hóa bằng cách sử dụng các thiết bị hồng ngoại tập trung. Sau quá trình hàn
các bo mạch phải được “rửa” để gỡ bỏ những phần vật liêu hàn còn dính trên đó vì
bất kỳ một viên vật liêu hàn nào trên bề mặt bo cũng có thể làm ngắn mạch của hê
thống. Các vật liêu hàn khác nhau được rửa bằng các hóa chất khác nhau được tẩy
rửa bằng các dung môi khác nhau. Phần còn lại là dung môi hòa tan được rửa bằng
nước sạch và làm khô nhanh bằng không khí nén. Nếu không chú trọng tới hình
thức và vật liêu hàn không gây hiên tượng ngắn mạch hoặc ăn mòn, bước làm sạch
này có thể là không cần thiết, tiết kiêm chi phí và giảm thiểu ô nhiễm chất thải.

22

Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Hình 1-13: Một loại máy ra nhiệt và làm mát REFLOW
+ Kiểm tra và sửa lỗi
Cuối cùng bo mạch được đưa sang bộ phận kiểm tra quang học để phát hiên
lỗi bỏ sót linh kiên hoặc sửa các lỗi vị trí của linh kên. Trong trường hợp cần thiết,
chúng ta có thể lắp đặt thêm một số trạm kiểm tra quang học cho dây truyền công
nghê sao cho có thể phát hiên lỗi sau từng mỗi công đoạn..

Hình 1-14: Hình ảnh kiểm tra sản phẩm sau quá trình hàn nhiệt bằng X-ray
23


Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Ở công đoạn này chúng ta có thể sử dụng các máy AOI (automated Optical
Inspection) quang học hoặc sử dụng X-ray. Các thiết bị này cho phép phát hiên các
lỗi vị trí, lỗi tiếp xúc của các linh kiên và kem hàn trên bề mặt của mạch in.
6

Ứng dụng PLC S7-300 trong dây truyền SMT
Trong đề tài này, nhóm chúng em tìm hiểu ứng dụng điều khiển băng tải sử

dụng PLC S7-300 trong dây truyền SMT.
Nhiêm vụ của PLC là tiếp nhận các tín hiêu đầu vào như : cảm biến, tín hiêu
của các máy móc, nút ấn để điều khiển các thiết bị chấp hành từ đó điều khiển các
đối tượng như Xilanh khí nén để đẩy bản PCB vào, động cơ băng tải để điều khiển
vị trí của băng tải.

24

Đồ án tốt nghiệp Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ PLC S7-300
VÀ CÁC THIẾT BỊ LIÊN QUAN
7

Giới thiệu về PLC S7-300
1Tổng quan về PLC S7-300
Hình 2-1: Hình ảnh PLC S7-300

PLC là viết tắt của tiếng Anh: Programmable Logic Controller là một bộ
điều khiển logic lập trình được. PLC dùng để thay thế các mạch relay (rơ le) trong
thực tế. PLC hoạt động theo phương thức quét các trạng thái trên đầu ra và đầu
vào. Khi có sự thay đổi ở đầu vào thì đầu ra sẽ thay đổi theo. Ngôn ngữ lập trình
của PLC có thể là Ladder hay State Logic. Hiên nay có nhiều hãng sản xuất ra PLC
như Siemens, Allen-Bradley, Mitsubishi Electric, General Electric,Omron,
Honeywell....
PLC S7-300 là thiết bị điều khiển logic khả trình cỡ trung bình.
Thiết kế dựa trên tính chất của PLC S7-200 và bổ sung các tính năng mới
Kết cấu theo kiểu các module sắp xếp trên các thanh rack.
S7-300 được thiết kế theo kiểu module. Các module này sử dụng cho nhiều
ứng dụng khác nhau. Viêc xây dựng PLC theo cấu trúc module rất thuận tiên cho
25