Como tecnología central utilizada en la fabricación de productos electrónicos modernos, constantemente surgen nuevos materiales, nuevas tecnologías y nuevos equipos relacionados con el ensamblaje SMT (Tecnología de Montaje Superficial), a medida que aumenta la densidad de ensamblaje, se incrementa el número de pines y disminuye el paso. Además, cada vez más SMD (Dispositivos de Montaje Superficial) dependen de pines sin visibilidad como encapsulado.
Todos los cambios mencionados anteriormente plantean requisitos más altos para las inspecciones y pruebas aplicadas enProceso de ensamblaje SMTy es cada vez más importante establecer procedimientos de inspección y prueba y seleccionar tecnologías de inspección durante el ensamblaje SMT.
Tecnología de inspección y prueba SMT
Durante el proceso de ensamblaje SMT, las principales inspecciones y pruebas que se suelen utilizar incluyen la inspección visual, AOI (Inspección Óptica Automatizada), la inspección por rayos X e ICT (Prueba en Circuito).
a. Inspección visual
En cuanto a su significado literal, la inspección visual se refiere a la inspección durante la cual el personal determina si la calidad del producto se ajusta al estándar de fabricación directamente observando el producto objetivo a simple vista. La inspección visual se ha aplicado ampliamente debido a su operación sencilla y bajo costo, mientras que su implementación está estrechamente relacionada con la experiencia y la actitud de trabajo del personal. Además, no puede utilizarse en las inspecciones de encapsulados 0603 o 0402 y algunos componentes de paso fino debido a limitaciones físicas. A lo largo de la línea de fabricación SMT, las inspecciones visuales suelen aplicarse después de la impresión de la pasta de soldadura, antes de la soldadura por refusión y después de la soldadura por refusión, entre las cuales la inspección visual realizada antes de la soldadura por refusión es la de mayor importancia cuando se trata de garantizar la calidad del ensamblaje SMT.
b. AOI
Normalmente se utiliza justo después de la inspección visual posterior al refusión,Prueba AOIse aplica para exponer defectos mediante la aplicación de tecnología de procesos ópticos de alta velocidad y alta precisión. Cuando la máquina AOI está funcionando, la cámara captura rápidamente imágenes de los objetivos inspeccionados y las compara con los parámetros adecuados que se han almacenado en la base de datos, de modo que se detecten los defectos de la PCB (Placa de Circuito Impreso) y se marquen automáticamente en el monitor.
Las ventajas del equipo AOI incluyen una programación fácil de aprender y operaciones sencillas. Sin embargo, el AOI no puede utilizarse para inspecciones estructurales de componentes con uniones de soldadura que no son visibles, como el BGA (Ball Grid Array). Además, el AOI tampoco puede mostrar defectos poco evidentes, como la deformación de componentes y PCB.
c. TIC
Los dispositivos para la implementación de ICT incluyen el comprobador de sonda voladora y el comprobador de cama de clavos, y los objetivos de prueba suelen ser módulos que pasan por el ensamblaje SMT. El rendimiento eléctrico de los componentes en la PCB puede probarse mediante ICT y los defectos incluyen piezas faltantes, piezas incorrectas, componentes defectuosos, cortocircuitos, circuitos abiertos y ensamblajes defectuosos, etc.
d. Inspección por rayos X
Inspección por rayos Xse utiliza para inspeccionar la calidad de las uniones de soldadura mediante el escaneo en la PCB. La calidad de la soldadura puede reflejarse claramente gracias a la penetración de los rayos X. En comparación con el AOI, la inspección por rayos X es más capaz de mostrar más dimensiones de las uniones de soldadura, pero presenta un costo más elevado.
Las inspecciones presentadas anteriormente tienen sus propios atributos y deben seleccionarse adecuadamente de acuerdo con los objetivos específicos que se van a inspeccionar durante el montaje SMT. La aplicación integral de múltiples métodos de inspección ayuda a reducir los costos de retrabajo y a mejorar el porcentaje de aprobación.
Ajustes de colocación de inspección SMT
Las inspecciones se llevan a cabo principalmente en los siguientes pasos durante todo el procedimiento de ensamblaje SMT, desde la recepción de la materia prima hasta la finalización del ensamblaje.
a. Inspección de entrada antes del montaje
La misión principal de la inspección de recepción tiene como objetivo llevar a cabo el control de calidad de todos los materiales que participan en el ensamblaje SMT, incluyendo las placas base de PCB desnudas,plantilla, componentes, pasta de soldadura, etc.
b. Inspección de procesos durante el ensamblaje SMT
La inspección de procesos durante el ensamblaje SMT se utiliza para probar el rendimiento, analizar y tratar los defectos, incluyendo la impresión de pasta de soldadura, el montaje de componentes y la soldadura por refusión.
c. Inspección y retrabajo del módulo después de la soldadura por refusión
La calidad del ensamblaje y la función de los módulos ensamblados se inspeccionan después de la soldadura por refusión y se pueden tomar medidas de retrabajo a tiempo para corregir los defectos.
Inspección de recepción
La inspección de entrada suele realizarse a simple vista, es decir, mediante inspección visual, y sus objetivos de inspección incluyen placas PCB desnudas, componentes y pasta de soldadura.
a. Inspección de entrada en placa base PCB
Inspección de tamaño y apariencia
Los elementos de inspección del tamaño de la placa desnuda incluyen la relación de aspecto, el espacio y la tolerancia, así como el tamaño del borde de la PCB. Su apariencia puede ser inspeccionada por el inspector de PCB con objetivos de inspección que presentan capas internas/externas dePCB multicapa, PCB de una o doble cara y elementos de inspección: circuitos abiertos, cortocircuitos, raspaduras, ancho de línea, trazado y otros defectos.
Inspección de alabeo
El método de medición manual de la deformación de la PCB consiste en medir la distancia desde la cuarta esquina hasta la superficie de la mesa mientras se presionan firmemente las otras esquinas de la placa contra la superficie de la mesa.
Inspección de soldabilidad
El enfoque de la inspección de soldabilidad SMT se centra en la inspección de las almohadillas y de los orificios pasantes metalizados, e incluye la prueba de inmersión de borde a borde, la prueba de inmersión con rotación, la prueba de inmersión en ola y la prueba de bolas de soldadura.
Inspección interna de defectos
La tecnología de microsección se aplica normalmente a la inspección de defectos internos de PCB, abarcando elementos de inspección como el espesor del cobre con aleación de estaño-plomo, la alineación entre capas conductoras, la laminación, etc.
b. Inspección de entrada de componentes
En primer lugar, se deben realizar inspecciones de recepción de los componentes de acuerdo con las normas y reglamentos correspondientes. Los aspectos relativos a la inspección de componentes incluyen lo siguiente: si el rendimiento, las especificaciones y el embalaje de los componentes cumplen con los requisitos del pedido, con los requisitos de fiabilidad del producto, con los requisitos de la tecnología y del equipo de ensamblaje, y con los requisitos de almacenamiento. Además de las inspecciones generales anteriores, se deben inspeccionar la coplanaridad de las patillas y el espesor de la capa de recubrimiento de las patillas para garantizar que sean compatibles con los requisitos tecnológicos y capaces de soportar 10 ciclos de calentamiento.
c. Inspección de entrada de la pasta de soldadura
La pasta de soldadura calificada debe presentar un porcentaje de metal en el rango de 85% a 92%, una resistencia de curado de la unión de soldadura calificada y una adhesión en el rango de 200 Pa·s a 800 Pa·s, etc.
Inspección en proceso
La fabricación de ensamblaje SMT abarca principalmente los siguientes procedimientos: impresión de pasta de soldadura, montaje de componentes y soldadura por refusión. Para mejorar el porcentaje de aprobación, es necesario realizar inspecciones durante todo el proceso de fabricación del ensamblaje SMT. Como resultado, debe llevarse a cabo un control de calidad después de cada procedimiento significativo, de modo que los defectos que se produzcan en el último procedimiento puedan detectarse a tiempo y se evite que productos no conformes entren en la siguiente etapa.
a. Inspección de impresión de pasta de soldadura
Las normas de inspección de la impresión de pasta de soldadura incluyen los siguientes aspectos:
•La pasta de soldadura debe imprimirse de manera uniforme;
•La imagen de la pasta de soldadura debe alinearse con la almohadilla tanto en tamaño como en forma;
•La cantidad y el espesor de la pasta de soldadura deben ser compatibles con los requisitos;
•La pasta de soldadura debe moldearse sin colapsos ni grietas;
•El área de la almohadilla cubierta por la pasta de soldadura debe ser compatible con la norma.
b. Inspección de montaje de chips
Los defectos de montaje de chips incluyen desalineación, piezas faltantes, exceso de pegamento, error de componentes, dirección incorrecta, flotación y rotación. Tan pronto como se presenten los defectos anteriores, se deben modificar oportunamente los parámetros correspondientes para obtener un resultado de montaje de chips ideal.
c. Inspección de soldadura por refusión
Los defectos de soldadura que ocurren con frecuencia incluyen efecto tumba, soldadura insuficiente, oxidación, soldadura con vacíos, esferas de soldadura, soldadura fría, etc. El efecto tumba se refiere al fenómeno de que los componentes quedan de pie después de la soldadura; la soldadura insuficiente se refiere al fenómeno de que el espesor de la pasta de soldadura es menor que una cuarta parte del espesor del componente; la oxidación se refiere al fenómeno de que la forma de la pasta de soldadura es irregular; la soldadura con vacíos se refiere al fenómeno de que no hay pasta de soldadura entre el componente y la almohadilla; las esferas de soldadura se refieren a pequeñas o irregulares esferas de soldadura formadas por la fusión de la soldadura en el proceso desoldadura por refusión; la soldadura fría se refiere al fenómeno en el que no se genera una IMC confiable entre la superficie de soldadura y la almohadilla y, una vez que se aplica una fuerza externa, es posible que los componentes se aflojen.
Inspección y retrabajo de productos
a. Inspección de productos
Después de completar la fabricación de ensamblaje SMT, el producto calificado entrará en el siguiente eslabón de prueba: ICT y prueba funcional.
Hasta ahora, el equipo de TIC de uso común es el comprobador de sonda voladora, que depende de sondas para sustituir el útil de clavos en el comprobador de cama de clavos. La prueba se lleva a cabo mediante sondas de alta velocidad en movimiento y el procedimiento de prueba puede capturarse directamente a través del software CAD. Mientras el comprobador de sonda voladora está funcionando, se verifica la conexión eléctrica entre los componentes y la placa basándose en posiciones de coordenadas con ubicaciones específicas marcadas, de modo que todo tipo de defectos invisibles puedan detectarse con precisión.
Después del ICT viene la prueba de funcionamiento, que se utiliza para evaluar todo el sistema y garantizar que este sea capaz de implementar todo tipo de funciones de acuerdo con el objetivo de diseño. Durante el proceso de prueba de funcionamiento, se suministran energía y señales de entrada a algunos módulos funcionales del producto ensamblado para comprobar si las señales de salida pueden alcanzar los índices de funcionamiento u observar determinadas funciones.
b. Retrabajo
El retrabajo presenta dos tipos cuando se trata de módulos no calificados: retrabajo manual y retrabajo en estación. El retrabajo manual exige requisitos muy altos en cuanto a las herramientas de retrabajo y al nivel de operación del personal de retrabajo. Cuando se trata de retrabajo en PCB con alta densidad de componentes, comoQFP o BGA, normalmente se utiliza una estación de retrabajo profesional.
Retrabajo de componentes de chips
Los defectos de soldadura de los componentes de chip suelen incluir efecto tumba, pasta de soldar insuficiente, cortocircuitos, desplazamientos, grietas, etc. Los componentes que presenten defecto de efecto tumba deben retirarse con un soldador eléctrico y luego volver a soldarse. Los componentes que presenten pasta de soldar insuficiente deben corregirse añadiendo pasta de soldar con un soldador eléctrico. Los componentes que presenten cortocircuitos deben separarse mediante el uso de un soldador eléctrico y los que presenten grietas deben sustituirse.
Retrabajo de componentes IC
Los defectos de soldadura en componentes IC suelen incluir puentes, falta de estaño y desplazamiento. Los puentes pueden solucionarse utilizando un soldador eléctrico para separarlos; la falta de pasta de soldadura puede corregirse añadiendo pasta de soldadura adicional; los componentes IC que presenten un alto nivel de desplazamiento deben retirarse y volver a soldarse manualmente.
La fabricación de productos electrónicos ha experimentado una expansión significativa, especialmente en el ensamblaje SMT de componentes electrónicos, lo que requiere materiales y técnicas novedosas para densidades de montaje y problemas de pines sin guía visual. La aplicación de tecnologías de inspección robustas como la inspección visual, AOI, la inspección por rayos X y el ICT es fundamental. Estos instrumentos proporcionan un monitoreo esencial durante el proceso SMT, desde la inspección inicial de materiales hasta las pruebas del producto final, para minimizar los defectos y garantizar que la fiabilidad del producto sea óptima.
PCBCart se destaca por su superior capacidad de ensamblaje SMT de PCB, basada en métodos de inspección avanzados que garantizan una calidad y fiabilidad superiores. Todos nuestros procedimientos de inspección de calidad están diseñados adecuadamente para satisfacer las exigencias del complejo ensamblaje SMT moderno y asegurar un rendimiento óptimo. PCBCart aportará excelencia a cada producto.
Solicite su cotización personalizada para ensamblaje SMT
Recursos útiles:
•Proceso de ensamblaje de placas de circuito impreso (PCBA) - PCBCart
•Proceso de fabricación de PCB: una guía paso a paso
•Servicio avanzado de ensamblaje de PCB llave en mano - Múltiples opciones de valor añadido
•Consejos de diseño de PCB para aprovechar mejor las capacidades de ensamblaje de PCBCart y ahorrar costos
•Servicios de ensamblaje de prototipos de PCB
