Una introducción completa a la PCBA

PCBA, abreviatura deensamblaje de placa de circuito impresose refiere a la combinación de PCB, componentes y accesorios electrónicos. En pocas palabras, PCBA es en realidad la PCB con los componentes ensamblados. Este artículo ofrece una introducción completa de PCBA de la que todos aprenderán mucho.

Tipos de ensamblaje de PCBA

Los principales tipos de ensamblaje de PCBA se muestran en la Tabla 1 a continuación.

Hasta ahora, los SMD de un solo lado únicamente y los SMD de doble lado únicamente se aplican principalmente a paneles de alimentación y backplanes de comunicación, mientras que los otros tipos de ensamblaje se utilizan para dispositivos complejos como computadoras, reproductores de DVD, teléfonos móviles, etc.

Procedimiento SMT

El procedimiento SMT pertenece a un tipo de técnica de soldadura en la que la pasta de soldadura, distribuida de antemano en las almohadillas del PCB, se funde mediante un horno de refusión para que se establezca la conexión mecánica y eléctrica entre los puntos de soldadura o pines de los SMD y las almohadillas del PCB. Es adecuado para la soldadura de todo tipo de SMD. Los pasos principales del SMT incluyen la impresión de pasta de estaño, el montaje de componentes y la soldadura por refusión.

• Estación de impresión de pasta de soldadura

Esta estación se compone principalmente de pasta de soldadura, modelo yimpresora de pasta de soldadura. La pasta de soldadura se imprime primero en la posición correspondiente de las PCB mediante una plantilla profesional de pasta de soldadura a través de una impresora de pasta de soldadura. Luego, la soldadura de los componentes electrónicos se completa mediante el montaje de componentes y la soldadura por refusión.

• Estación de montaje de componentes

Esta estación se compone principalmente de SMD, cargador y montadora. Los SMD se montan en posiciones específicas de las PCB mediante un cargador de componentes y un programa de software de montaje profesional, y se sueldan mediante refusión. Las montadoras se clasifican en montadora de alta velocidad y montadora general. La primera se utiliza para el montaje de chips de cristal y componentes pequeños, mientras que la segunda se emplea para el montaje de CI, componentes irregulares y de gran tamaño.

• Estación de soldadura por refusión

Esta estación consiste principalmente en un horno de refusión. La soldadura de los SMD se realiza haciendo que las PCB con los componentes montados pasen por el horno de refusión con los parámetros de soldadura configurados para llevar a cabo la soldadura de los componentes. El horno de refusión incluye principalmente calentamiento por infrarrojos y calentamiento por aire caliente.

Procedimiento de soldadura por ola

En el proceso de soldadura por ola, la soldadura fundida se transforma en la ola de soldadura requerida mediante un impulso mecánico o un impulso electromagnético que presenta un flujo a chorro. Luego, las PCB con los componentes ensamblados deben pasar a través de la ola de soldadura para que se realice la unión mecánica y eléctrica entre los puntos de soldadura de los componentes o las almohadillas de la PCB.

Los pasos clave de la soldadura por ola incluyen el moldeo de componentes, la inserción o montaje de componentes, la soldadura y el enfriamiento a través de la ola de soldadura. Esto significa que los componentes moldeados se insertan en la PCB según los requisitos. Luego, la PCB cargada con componentes se introduce en el sistema de soldadura por ola mediante un dispositivo de transmisión. A continuación, se rocía el flux de soldadura y la PCB se somete a un precalentamiento en la zona de precalentamiento. El paso final consiste en la soldadura por ola y el enfriamiento.

• Moldeo de componentes y componentes enchufables

La tarea principal de esta estación es preformar algunos componentes para que cumplan con los requisitos de montaje, conexión y soldadura por ola.

• Soldadura por ola

La tarea principal de la soldadura por ola es insertar los componentes moldeados en los lugares requeridos de acuerdo con ciertas especificaciones. Luego, la PCB cargada con componentes entra en el sistema de soldadura por ola mediante un dispositivo de transmisión. Primero se rocía el flux de soldadura y la PCB se somete a un precalentamiento en la zona de precalentamiento. A continuación se realiza la soldadura por ola, siendo el enfriamiento el paso final.

Conceptos básicos de soldadura

La soldadura puede clasificarse en las siguientes tres categorías: soldadura por fusión, soldadura a presión y soldadura fuerte, que se muestran en la Figura 3.

Además, la soldadura tiene otras categorías, como la soldadura por presión ultrasónica, la unión por bola de oro y la soldadura por láser.

La soldadura fuerte también puede clasificarse en soldadura fuerte dura y soldadura fuerte blanda. La primera se refiere a la soldadura a alta temperatura y a gran escala, mientras que la segunda se refiere a la soldadura a temperatura relativamente baja y a pequeña escala, como la soldadura de componentes. En cuanto a algunos aspectos de la soldadura fuerte blanda, se complementa el siguiente contenido.

a. Definición: El brasado blando se refiere a la soldadura con una temperatura inferior a 450 °C.

b. Características: La siguiente figura indica las características del brasado blando.

c. Teoría básica

Cuando el metal se está soldando y el metal soldado se calienta hasta cierto rango de temperatura, la capa de óxido y los contaminantes se eliminan bajo la acción del fundente de soldadura y la superficie del metal obtiene suficiente energía de activación. La soldadura se funde, moja, se expande y se une metalúrgicamente. A medida que se forma la unión entre la soldadura y la superficie del metal a soldar, la soldadura se solidifica después del enfriamiento y se forman los puntos de soldadura. La resistencia a la tracción está relacionada con la estructura de la red cristalina y el espesor de la capa de unión entre los metales.

d. Procedimiento de soldadura fuerte: El procedimiento principal de la soldadura blanda incluye humectación, difusión, disolución y unión metalúrgica.

En conclusión, comprender las complejidades del Ensamblaje de Placa de Circuito Impreso (PCBA) es clave para lograr la calidad y la fiabilidad de los dispositivos electrónicos. Desde la delimitación de la PCBA como la integración de las PCB con accesorios y componentes hasta la explicación de los procesos de SMT y soldadura por ola, esta explicación exhaustiva identifica las etapas involucradas en el proceso de ensamblaje. Cada etapa, desde la impresión de la pasta de soldadura y el montaje de componentes hasta el refusión y la soldadura por ola, es vital para crear conexiones robustas que ofrezcan tanto estabilidad mecánica como funcionalidad eléctrica. Al optimizar estos procesos, los fabricantes son capaces de construir dispositivos complejos, desde teléfonos móviles hasta backplanes de comunicación, con eficiencia y precisión.

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