Con lo sviluppo rapido della tecnologia elettronica, i prodotti elettronici tendono a diventare miniaturizzati, con peso e costo drasticamente ridotti. Per quanto riguarda l’assemblaggio SMT (Surface Mount Technology), i componenti SMC (Surface Mount Components) sono per lo più saldati sul PCB tramite saldatura a rifusione, che viene eseguita in un forno di rifusione, un dispositivo automatico. Nonostante l’elevato livello di automazione a cui aderisce l’assemblaggio SMT, la saldatura manuale è ancora assolutamente necessaria nel suo processo di produzione. Pertanto, questo articolo introdurrà l’importanza della saldatura manuale per l’assemblaggio SMT e alcuni suggerimenti a riguardo.
Vantaggi dell'assemblaggio SMT
a. Elevata densità di assemblaggio
Rispetto ai tradizionali componenti a foro passante, i componenti a chip richiedono una superficie di scheda più ridotta. Inoltre, l’applicazione dell’assemblaggio SMT consente ai prodotti elettronici di ridursi del 60% in volume e del 75% in peso.
b. Alta affidabilità
I componenti chip offrono elevata affidabilità e resistenza agli urti grazie alle loro dimensioni ridotte e al peso contenuto. Viene utilizzata una produzione automatizzata affinché la saldatura e il posizionamento garantiscano un’elevata affidabilità. Pertanto, quasi il 90% dei prodotti elettronici è realizzato tramite assemblaggio SMT.
c. Alta frequenza
Poiché i componenti a chip non presentano terminali, sia l’induttanza che la capacità parassita sono ridotte, con un miglioramento della frequenza.
d. Riduzione dei costi
Grazie ai rapidi progressi e alla vasta applicazione dei componenti a chip, il loro costo è diminuito così velocemente che una resistenza a chip ha ormai lo stesso prezzo di una resistenza a foro passante. L’assemblaggio SMT semplifica l’intera procedura di produzione e riduce i costi di fabbricazione. Per quanto riguarda gli SMC, i loro terminali non devono essere riorganizzati, piegati o tagliati, così l’intero processo produttivo viene abbreviato e l’efficienza di produzione migliora. Non appena si applica l’assemblaggio SMT, il costo complessivo di produzione può essere ridotto dal 30% al 50%.
Confronto tra assemblaggio SMT e assemblaggio THT
Le caratteristiche dell’assemblaggio SMT possono essere pienamente evidenziate attraverso il confronto tra l’assemblaggio SMT e l’assemblaggio THT (through-hole technology). In base alla tecnologia di montaggio, la differenza essenziale tra l’assemblaggio SMT e quello THT risiede nella differenza tra posizionamento e foro passante. Inoltre, entrambi si differenziano tra loro in diversi aspetti, tra cui scheda di base, componenti, dispositivi, giunti di saldatura e tecnologia di assemblaggio, che possono essere riassunti nella seguente tabella.
La differenza tra SMT e THT deriva in realtà dalla differenza tra i tipi di componenti, inclusa la struttura dei componenti e i tipi di terminali. Poiché nell’assemblaggio SMT vengono utilizzati componenti senza terminali o con terminali corti, la differenza sostanziale tra SMT e THT è che la forma dei componenti e del PCB non è del tutto uguale e i componenti vengono fissati al PCB in modi diversi.
Requisito fondamentale della saldatura manuale per componenti SMT
Requisito n. 1: Materiale per saldatura
È preferibile utilizzare fili di stagno più sottili e sono migliori i fili di stagno attivi con diametro compreso tra 0,5 mm e 0,6 mm. Si può anche usare la pasta saldante, ma deve essere a flussante no-clean, con bassa corrosività e senza residui.
Requisito n. 2: Strumenti e Attrezzature
È necessario utilizzare un saldatore a temperatura costante e pinzette specializzate. La potenza del saldatore a temperatura costante deve essere inferiore a 20 W.
Requisito n. 3: Operatori
Gli operatori devono padroneggiare tecniche sufficienti per l’ispezione SMT e la saldatura. È necessario accumulare una certa esperienza lavorativa.
Requisito n. 4: Regolamenti operativi
Durante il processo di assemblaggio SMT devono essere applicate rigorose norme operative.
Strumenti e attrezzature comunemente utilizzati per la saldatura manuale SMC
• Pinzette
Le pinzette sono un tipo di strumento di saldatura utilizzato appositamente per gli SMC. La saldatura dei componenti può essere facilmente completata poiché i due terminali degli SMC vengono afferrati dalle pinzette.
• Saldatore a temperatura costante
Il saldatore a temperatura costante è dotato di una punta la cui temperatura può essere controllata. Il saldatore a temperatura costante viene utilizzato perché mantiene un riscaldamento costante, risparmiando metà dell’energia elettrica e consentendo un rapido aumento della temperatura.
• Testina di riscaldamento speciale del saldatore
Dopo aver dotato il saldatore di speciali punte di riscaldamento con diverse dimensioni, è possibile saldare numerosi SMC su PCB con differenti numeri di pin, inclusi QFP, diodi, transistor e circuiti integrati.
• Pistola di assorbimento dello stagno a vuoto
La pistola di aspirazione dello stagno a vuoto è composta principalmente dalla pistola di aspirazione dello stagno e dalla pompa per vuoto. L'estremità anteriore della pistola di aspirazione dello stagno è una punta di saldatura cava, in grado di riscaldarsi.
• Tavolo per saldatura ad aria calda
Come tipo di apparecchiatura semi-automatica che utilizza aria calda come fonte di calore, il banco di saldatura ad aria calda è in grado di saldare facilmente gli SMC, risultando più comodo del saldatore. Inoltre, il banco di saldatura ad aria calda è in grado di saldare numerosi tipi di componenti.
Punte per saldatura manuale SMC
• Punta per saldatura di resistori, condensatori e diodi
Per prima cosa, lo stagno viene fuso sul pad e il saldatore non deve essere troppo lontano dal pad per mantenere lo stagno fuso. In secondo luogo, posizionare un componente sul pad con una pinzetta. In terzo luogo, si salda un terminale e poi l’altro terminale.
• Punta per saldatura QFP
Innanzitutto, l’IC deve essere posizionato nella posizione corrispondente e si utilizza una piccola quantità di pasta saldante per fissare i tre terminali sull’IC in modo che i chip possano essere fissati con precisione. In secondo luogo, il flussante viene applicato uniformemente sui terminali, saldando ciascun terminale. Durante il processo di saldatura, se si verifica un ponte tra i terminali, una piccola quantità di flussante deve essere applicata sulla posizione del ponte.
• Punta applicativa per banco di saldatura ad aria calda
Il banco di saldatura ad aria calda può essere utilizzato in modo molto più pratico rispetto al saldatore e consente di gestire numerosi tipi di componenti. I circuiti integrati possono essere saldati con il banco di saldatura ad aria calda, ma al posto dei fili di stagno è necessario utilizzare la pasta saldante come materiale di saldatura. La pasta saldante può essere applicata manualmente sui pad in un primo momento. Dopo il posizionamento degli SMC, l’ugello ad aria calda viene fatto scorrere rapidamente lungo il chip in modo che tutti i pad vengano riscaldati uniformemente completando la saldatura.
Come metodo di saldatura convenzionale, la saldatura manuale continua a svolgere un ruolo chiave nella produzione elettronica, indipendentemente da come si sviluppi la tecnologia. L’assemblaggio SMT è diventato un metodo di assemblaggio leader grazie alla sua elevata densità di montaggio, all’elevata efficienza produttiva, ai costi ridotti, all’elevata affidabilità e all’ampia gamma di applicazioni. La combinazione di saldatura automatizzata e saldatura manuale apporterà sicuramente effetti positivi alla produzione elettronica.
