La aplicación constante y creciente de la fabricación de ensamblaje SMT (Tecnología de Montaje Superficial) en la industria electrónica hace que el rendimiento y la fiabilidad se conviertan en la principal preocupación de las personas respecto a los productos electrónicos. La calidad de la fabricación de ensamblaje SMT no solo representa el nivel del taller de producción, sino que también garantiza el desarrollo a largo plazo de los productos electrónicos. Para asegurar sustancialmente el rendimiento de los productos y conducir el proceso de fabricación hacia la racionalidad, la regulación y la estandarización, es necesario establecer un sistema de control de procesos racional y eficaz que sea compatible con los requisitos prácticos de fabricación. La fabricación de ensamblaje SMT debe comenzar con un riguroso control de procesos que desempeña un papel fundamental en todo el proceso de producción, ya que un control eficaz es capaz de revelar los problemas de calidad a tiempo para minimizar el rendimiento de productos rechazados y así evitar pérdidas económicas derivadas de la descalificación. Por lo tanto, es de gran importancia llevar a cabo medidas de control de procesos en el proceso de ensamblaje SMT.
El proceso de ensamblaje SMT consta principalmente de tres pasos: impresión de pasta de soldadura, colocación de componentes y soldadura por refusión. Es necesario implementar medidas de control del proceso en cada paso para obtener una alta fiabilidad.
Medidas de control de procesos en la impresión de pasta de soldadura
• Control de calidad de PCB
Antes de la impresión de la pasta de soldadura, se debe realizar una inspección por muestreo en todos los lotes de PCB. Los elementos de inspección incluyen:
a. Si se produce deformación en la PCB;
b. Si se produce oxidación en la almohadilla de la PCB;
c. Si se producen rayaduras, cortocircuitos y exposición de cobre en la superficie de la PCB;
d. Si la impresión es uniformemente suave o no.
En el proceso de control del rendimiento de las PCB, se debe prestar suficiente atención de principio a fin. En primer lugar, se deben usar guantes al manipular las placas PCB. En segundo lugar, cuando se realiza la inspección visual, la distancia entre los ojos desnudos y las placas inspeccionadas debe estar en el rango de 30 cm a 45 cm, con un ángulo de aproximadamente 30° a 45°. Las placas PCB deben manipularse con cuidado durante la inspección para evitar golpes o caídas y no deben apilarse ni colocarse en posición vertical para evitar que se corten los circuitos. Al mismo tiempo, se deben inspeccionar los orificios de ubicación en las placas para garantizar que las aberturas del esténcil sean compatibles con las almohadillas de la PCB.
• Aplicación y almacenamiento de la pasta de soldadura
En el proceso de ensamblaje SMT, la validez de la pasta de soldadura debe ser rigurosamente controlada para mantener su alta fiabilidad. No se debe aplicar pasta de soldadura vencida y la pasta de soldadura adquirida debe conservarse en el compartimento frío del refrigerador. La pasta de soldadura destapada debe utilizarse en el plazo de una semana. Durante el proceso de aplicación de la pasta de soldadura, la temperatura del taller debe controlarse aproximadamente a 25 ℃ y la HR (Humedad Relativa) debe mantenerse entre el 35 % y el 75 %. La pasta de soldadura que no se utilice temporalmente debe colocarse fuera del taller para evitar que se mezcle con la pasta de soldadura en uso. Cuando sea necesario mezclar pasta de soldadura “nueva” con pasta de soldadura “vieja”, la proporción de mezcla debe ser de 3:1.
• Algunas medidas de control en la impresión de pasta de soldadura
La impresión exitosa de pasta de soldadura debe ser compatible con el siguiente requisito:
a. La impresión debe estar completa;
b. No se produce ningún puente;
c. El grosor de la impresión debe ser uniformemente liso;
d. No se produce un borde doblado hacia abajo en la almohadilla;
e. No se produce ninguna desviación en la impresión.
Si se detecta que la impresión de la pasta de soldadura está incompleta, se deben ajustar la placa PCB, la plantilla y la cuchilla de raspado para que quede completa. Si se produce puenteo en la impresión de la pasta de soldadura, se deben inspeccionar los chips con el paso más fino, normalmente la CPU. Si la impresión de la pasta de soldadura no queda uniforme y lisa, se debe ajustar la presión de raspado. Si se encuentra un borde doblado en el pad, se debe inspeccionar la abertura de la plantilla para asegurarse de que no haya obstrucciones. Si se detecta desviación en la impresión de la pasta de soldadura, se debe ajustar a tiempo la posición de la plantilla.
Medidas de control de procesos en el montaje de chips
Como equipo clave aplicado en la fabricación de ensamblaje SMT, el montador de chips es capaz de colocar componentes de forma rápida y precisa sobre las almohadillas correspondientes mediante una serie de acciones que incluyen absorber, mover, posicionar y colocar.
• Requisito de montaje
a. Todos los SMD (dispositivos de montaje superficial) deben estar garantizados para ser utilizados de manera suficiente y correcta;
b. La programación debe editarse con precisión para que los parámetros correspondientes sean compatibles con los requisitos de programación;
c. Los SMD y los alimentadores deben combinarse con precisión para evitar la recurrencia de errores;
d. El montador de chips debe ajustarse con precisión antes del montaje de los chips y las averías deben solucionarse a tiempo duranteProceso de ensamblaje SMT.
• Soluciones a los defectos en el montaje de chips
El montador de chips presenta una estructura tan compleja que consta de un mecanismo de transmisión, un sistema servo, un sistema de reconocimiento y sensores. A continuación se analizarán los diferentes defectos que suelen aparecer en el montaje de chips y las medidas para hacerles frente:
a. Se debe analizar la secuencia de trabajo del montador de chips y conocer la lógica entre las partes de transmisión;
b. En el proceso de funcionamiento del equipo, se pueden conocer los defectos en cuanto a su posición, conexión y alcance, y se pueden detectar a través de sonidos extraños;
c. El proceso de operación debe aclararse antes de los defectos;
d. Se deben aclarar los defectos para determinar si ocurren en posiciones fijas, como el cabezal de montaje o la boquilla;
e. Se deben aclarar los defectos para determinar si ocurren en el alimentador de componentes o en los SMD;
f. Se debe estudiar la redundancia de defectos para determinar si ocurre en una cantidad o momento particulares.
Como equipo electrónico de alta densidad, el montador de chips SMT es responsable del montaje de chips SMT y debe ser inspeccionado todos los días para garantizar un proceso fluido en la fabricación de ensamblajes.
Medidas de control de proceso en la soldadura por refusión
La soldadura por refusión se refiere al proceso en el que el gas alcanza una temperatura elevada mediante un flujo de circulación interna para hacer que los SMC y SMD queden adheridos a las PCB.
La soldadura por refusión debe ser compatible con el siguiente requisito:
a. Se debe establecer una curva de temperatura de soldadura por refusión razonable y realizar pruebas prácticas a intervalos regulares;
b. En el proceso de soldadura por refusión, la dirección de refusión debe ajustarse a lo que está diseñado para la PCB;
c. Se debe evitar la vibración en la cinta de transferencia enproceso de soldadura por reflujo.
En lo que respecta a la pasta de soldadura, un mayor contenido de óxidos metálicos siempre conduce a una mayor resistencia de combinación entre el polvo metálico. Posteriormente, se produce una humectabilidad insuficiente entre la pasta de soldadura, las almohadillas y los SMD, lo que reduce su soldabilidad. Se ha resumido que la aparición de esferas de soldadura es directamente proporcional al óxido metálico. Por lo tanto, el óxido debe controlarse rigurosamente por debajo del 0,05% en la pasta de soldadura para evitar que se generen esferas de soldadura.
Al finalizar la soldadura por refusión, el efecto de la soldadura puede determinarse mediante los siguientes aspectos de inspección:
→ Para comprobar si la parte de soldadura en los componentes está completa;
→ Confirmar si las uniones de soldadura presentan una superficie lisa;
→ Para comprobar si las uniones de soldadura presentan una forma semilunar;
→ Para determinar si hay residuos disponibles en la superficie de la PCB;
→ Verificar mediante microscopio si se producen puentes y soldaduras frías.
La curva de temperatura flexible puede aplicarse y modificarse en cualquier momento durante el proceso de soldadura por refusión para adaptarse a diferentes cambios en cuanto al entorno y al rendimiento del producto.
El ensamblaje SMT es la piedra angular para producir productos electrónicos confiables. Lo más importante en este proceso es la aplicación de un riguroso control de proceso en cada etapa: impresión de pasta de soldadura, colocación de componentes y soldadura por reflujo. Estos controles evitan defectos, garantizan la consistencia y protegen contra posibles pérdidas económicas, asegurando así la fiabilidad y el rendimiento a largo plazo de los productos electrónicos.
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Recursos útiles
•Requisito de diseño de PCBs SMT Parte Uno: Diseño de almohadillas de soldadura de algunos componentes ordinarios
•Requisito de diseño de PCBs SMT Parte Dos: Configuración de la conexión pad-pista, orificios pasantes, punto de prueba, máscara de soldadura y serigrafía
•Requisito de diseño de PCBs SMT Parte Tres: Diseño de distribución de componentes
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