Como un tipo clave deEnsamblaje de PCBEn la fabricación, el ensamblaje SMT (tecnología de montaje superficial) se ha aplicado ampliamente en la industria electrónica debido a su capacidad para reducir los costos de materiales, mano de obra y tiempo, así como a sus ventajas de alta fiabilidad y alta frecuencia. Hasta ahora, el ensamblaje SMT se ha utilizado en casi todas las industrias, incluidas la aeroespacial, la atención médica, la informática, las telecomunicaciones y la automotriz, mejorando sustancialmente la vida de las personas y la fiabilidad de los productos electrónicos.
Sin embargo, toda moneda tiene dos caras. El ensamblaje SMT impulsa a que los productos electrónicos presenten una mayor fiabilidad e integridad, mientras que la calidad del producto final tiende a disminuir si se producen ciertos problemas durante el proceso de ensamblaje SMT. Desde la creación de PCBCart en 2005, la calidad ha sido el objetivo central de nuestro negocio y, gracias a la acumulación de más de veinte años de experiencia en fabricación de productos electrónicos, en nuestro taller se han resumido algunas medidas eficaces para mejorar la calidad del ensamblaje SMT.
El proceso general de ensamblaje SMT abarca principalmente la impresión de pasta de soldadura, la colocación, la soldadura y la inspección, entre los cuales la impresión de pasta de soldadura, la colocación y la soldadura ocupan el primer lugar.
• Defectos causados en el proceso de impresión de pasta de soldadura
Al comienzo deProceso de ensamblaje SMT, la impresión de pasta de soldadura desempeña un papel directo en la determinación de la calidad tanto de la PCB como del producto final. Si no se aplica un control riguroso durante la impresión de la pasta de soldadura, es posible que se generen bolas de soldadura en el procedimiento posterior del ensamblaje SMT. Por ejemplo, la falta de humectación provocará que las partículas metálicas se oxiden o que las partículas metálicas puedan presentar formas irregulares debido a una cantidad insuficiente de pasta de soldadura. Además, es posible que se generen bolas de soldadura debido a la evaporación rápida del disolvente o a la oxidación de las partículas metálicas.
• Defectos causados en el proceso de colocación
La colocación, también llamada montaje de chips, se considera la etapa de fabricación más complicada en lo que respecta al ensamblaje SMT, de modo que el nivel de colocación indica el rendimiento de la fabricación de ensamblajes SMT. Por lo tanto, la calidad del montaje de chips representa el nivel de SMT. Sin embargo, en esta etapa tienden a producirse la mayoría de los defectos, lo que conduce a la mayor tasa de fallos del equipo de fabricación. Por ejemplo, pueden faltar componentes debido a un mal funcionamiento de la boquilla; la orientación incorrecta de un componente puede deberse a errores por parte de los proveedores de componentes; o bien, una colocación errónea puede producirse debido a una alineación incorrecta.
• Defectos causados en el proceso de soldadura
La soldadura se refiere a un proceso durante el cual los dispositivos se fijan a la placa PCB mediante la fusión de soldadura metálica, que se enfriará y se endurecerá una vez completada la adhesión. La soldadura afecta en la mayor medida el rendimiento de los productos electrónicos, por lo que la mejora de la calidad de la soldadura sienta las bases para garantizar el rendimiento del producto. En lo que respecta al proceso general de soldadura, todos los elementos esenciales deben tenerse seriamente en cuenta, incluyendo la limpieza de la superficie, el ajuste de la temperatura de soldadura y la calidad de la soldadura. El principal defecto causado en el proceso de soldadura por refusión durante el procedimiento de fabricación de ensamblaje SMT son las bolas de soldadura, que son pequeñas partículas metálicas generadas en la superficie de los componentes durante la soldadura por refusión. Las bolas de soldadura pueden provocar cortocircuitos en los CI (Circuitos Integrados), lo que conduce directamente al fallo de los circuitos ensamblados. Además, si las PCB más pequeñas tienen que pasar por una segunda soldadura, también se producirán cortocircuitos en la placa de circuito debido al rodamiento de las bolas de soldadura, o bien toda la placa o el producto se quemará.
Además de las causas de defectos mencionadas anteriormente durante el proceso de ensamblaje SMT, el control de costos o una limpieza insuficiente también harán que las PCB vean degradado su rendimiento. Demasiados residuos en la superficie de la placa tenderán a hacer que las uniones de soldadura estén lejos de ser completas y brillantes.
De acuerdo con las causas que afectan la calidad del producto de ensamblaje SMT, se pueden resumir algunas medidas para mejorar la calidad del producto de ensamblaje SMT durante el proceso de fabricación.
Medida n.º 1: Tecnología de impresión de pasta de soldadura y gestión de la calidad
En términos de ensamblaje SMT, la pasta de soldadura desempeña un papel clave en la fabricación del ensamblaje. Después de todo, el 70% de los defectos de calidad en productos electrónicos que utilizan ensamblaje SMT se deben a una impresión de pasta de soldadura de baja calidad. Por lo tanto, mejorar el rendimiento de la impresión de pasta de soldadura es una medida importante para aumentar la calidad de la fabricación del ensamblaje SMT. En concreto, se pueden tomar medidas centradas en la calidad de la pasta de soldadura, la colocación del esténcil y el ajuste de los parámetros de impresión.
a. Calidad de la pasta de soldadura
Antes de su aplicación, la pasta de soldadura debe colocarse en el refrigerador a una temperatura de 5 ℃ y no puede sacarse hasta que esté lista para su uso en la fabricación. Una vez que la pasta de soldadura contiene demasiada humedad, se producirá fácilmente salpicadura debido a la evaporación, lo que a su vez provocará la generación de bolas de soldadura. Además, antes de su aplicación, el envase de la pasta de soldadura debe abrirse a temperatura ambiente y su temperatura debe aumentar de forma natural. La temperatura óptima de aplicación de la pasta de soldadura es de aproximadamente 20 ℃ y la humedad del 30 % al 50 %. Por lo tanto, tanto la temperatura como la humedad deben controlarse rigurosamente en el entorno de fabricación del ensamblaje SMT.
b. Colocación de la plantilla
La plantilla debe colocarse correctamente de acuerdo con las marcas indicadas en ella. La alineación suele lograrse de forma automatizada mediante el equipo de impresión antes de imprimir, por lo que un ajuste adecuado de los parámetros de alineación puede ayudar a mejorar la calidad de impresión.
c. Configuración de parámetros de impresión
Durante el proceso de impresión de pasta de soldadura, si la cuchilla de raspado se mueve demasiado rápido, se depositará muy poca pasta de soldadura sobre la almohadilla, lo que provocará defectos, y viceversa. La velocidad óptima de desplazamiento del rascador debe ser de 12 a 40 mm/s. La presión de raspado debe ajustarse adecuadamente, porque una presión excesiva exprimirá la pasta de soldadura provocando colapsos, mientras que una presión de raspado demasiado baja hará que la pasta de soldadura se deslice, causando contaminación de la plantilla. Además, la trayectoria de la cuchilla de raspado y la velocidad de separación deben ajustarse apropiadamente. Una trayectoria demasiado larga de la cuchilla de raspado reducirá la eficiencia de fabricación, y la velocidad de separación desempeña un papel crucial en la forma de la unión de soldadura y un papel decisivo en la calidad de la soldadura.
Medida n.º 2: Tecnología de colocación y gestión de la calidad
La tecnología de colocación es el núcleo de la tecnología de montaje superficial. Además, a medida que los componentes y dispositivos se miniaturizan cada vez más, el ensamblaje de PCB tiene que enfrentarse a una complejidad creciente y a un nivel de tecnología más alto. El montaje de chips depende de montadoras de chips que se caracterizan por un rápido pick and place y una colocación veloz. La calidad de la colocación depende de la selección de componentes, la posición de montaje y la presión de montaje. Por ejemplo, el reconocimiento de componentes se logra mediante la montadora de chips a través del tamaño del componente, por lo que una pequeña diferencia puede provocar una colocación incorrecta del componente, lo que finalmente conducirá a un defecto de puenteado. En cuanto a la presión de colocación, una presión demasiado baja posiblemente dará lugar a una altura excesiva del componente, mientras que una presión demasiado alta posiblemente provocará el colapso de la pasta de soldadura, lo que causará daños y desalineación del componente. Además, las posiciones de los componentes deben ser correctas para que estos puedan adherirse con precisión a las posiciones correspondientes en la placa. Una vez que se excede la tolerancia, debe realizarse una segunda soldadura después del ajuste manual.
Medida n.º 3: Tecnología de soldadura y gestión de la calidad
El rendimiento de la soldadura por refusión determina el rendimiento y la calidad de la PCB. Si la PCB presenta un diseño inadecuado en cuanto a almohadillas, esténcil, grosor de la placa, etc., se producirán algunos defectos, como puentes de soldadura, componentes faltantes y bolas de soldadura. Las curvas de temperatura deben establecerse científicamente y en la soldadura por refusión se utilizan cuatro fases de temperatura: precalentamiento, aumento de temperatura, refusión y enfriamiento. El objetivo del precalentamiento y del aumento de temperatura es elevar la temperatura hasta un valor regulado en un intervalo de 60 a 90 segundos, lo que no solo reduce el choque térmico a la PCB y a los componentes, sino que también hace que la pasta de soldadura fundida se volatilice parcialmente. Además, el precalentamiento y el aumento de temperatura pueden evitar que el disolvente salpique debido a un aumento rápido de la temperatura, de modo que se puedan evitar las bolas de soldadura. Además, el esténcil debe diseñarse con un grosor y un tamaño de abertura apropiados. En términos generales, el área de la abertura del esténcil debe ser el 90% del área de la almohadilla en la PCB.
Todas las medidas han sido recopiladas por los ingenieros de procesos SMT de PCBCart gracias a sus más de veinte años de experiencia en el taller y a sus estrictos requisitos sobre la fiabilidad de los productos.
El ensamblaje SMT es una tecnología clave en la mayoría de las industrias, que proporciona beneficios significativos como bajo costo y mayor fiabilidad de los componentes electrónicos. El ensamblaje SMT se ha aplicado en todo el espectro, desde las telecomunicaciones hasta la industria aeroespacial, para ayudar al desarrollo de la funcionalidad y la fiabilidad de sistemas electrónicos complejos. El ensamblaje SMT sí presenta algunos problemas que pueden afectar la calidad del producto, incluidos problemas en la impresión de la pasta de soldadura, la colocación de componentes y los procesos de soldadura. La identificación y corrección de estas posibles debilidades son cruciales para determinar resultados de calidad superior, así como para prevenir fallos en el producto final.
En PCBCart, aprovechamos más de dos décadas de experiencia en la fabricación de PCB para ofrecer una mayor calidad en el ensamblaje SMT. Nuestros meticulosos pasos incluyen la optimización de la calidad de la pasta de soldadura, la mejora de las técnicas de colocación y la oferta de procesos de soldadura robustos.
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