El ensamblaje de PCB se refiere al proceso de ensamblaje de todos los componentes electrónicos, como las resistencias., transistores, diodos, etc.. en una placa de circuito impreso, y el método de montaje puede ser manual o mecánico. La gente a menudo confunde el ensamblaje de PCB con la fabricación de PCB, involucran procesos completamente diferentes. En cuanto a la fabricación de PCB, implica una gama muy amplia de procesos, incluido el diseño y la creación de prototipos, mientras que el ensamblaje de la placa de circuito impreso comienza después de la fabricación de la PCB y todo se trata de la colocación de los componentes.
El progreso de las tecnologías electrónicas ha traído más posibilidades para el ensamblaje de PCB. Ahora hay tres tecnologías de ensamblaje de uso común, uno es SMT ( Tecnología de montaje superficial), el segundo es THT(Tecnología Thru-Hole), y el tercero es una combinación de los dos anteriores.
Asamblea SMT se ensambla principalmente soldando dispositivos de montaje en superficie (SMD) en el circuito impreso. Dado que el paquete estándar de componentes SMD es pequeño, todo el proceso debe controlarse cuidadosamente para garantizar la alta precisión y la temperatura adecuada de las juntas de soldadura. por suerte, SMT es una tecnología de ensamblaje totalmente automatizada que recoge automáticamente los componentes individuales y los coloca en la placa de circuito impreso con extrema precisión..
THT es una tecnología de montaje de PCB más tradicional en la que el instalador inserta componentes electrónicos como condensadores, bobinas, y grandes resistencias e inductores en la placa de circuito a través de agujeros. Comparado con SMT, el montaje de orificio pasante permite el montaje de componentes de gran tamaño, y proporciona una unión mecánica más fuerte, que también es más adecuado para pruebas y prototipos. más Ensamblaje de PCB THT>>
Los productos electrónicos tienden a estar diseñados para ser de menor tamaño y tener más funciones., lo que impone mayores exigencias al ensamblaje de placas de circuito impreso. Las personas necesitan ensamblar circuitos altamente complejos en un espacio limitado, es difícil lograr el efecto deseado usando solo SMD o PTH, necesitamos combinar la tecnología SMT y THT. Cuando se utiliza tecnología de ensamblaje de PCB mixta, se deben hacer los ajustes apropiados para simplificar la soldadura y el montaje.
Paso 1: Estampado de pasta de soldadura
En el primer paso, la pasta de soldadura se aplicaría a la placa. La soldadura en pasta es gris y consta de diminutas bolas de metal compuestas de 96.5% creer, 3% plata, y 0.5% cobre, asegúrese de usarlo en una cantidad controlada y asegúrese de que se aplica en el lugar exacto. En una línea de montaje de PCB, las placas de circuito impreso y las plantillas de soldadura se sujetan con abrazaderas mecánicas y se aplica la cantidad exacta de pasta de soldadura en las áreas deseadas. La máquina aplicará la lechada a la plantilla hasta que cubra uniformemente cada área abierta.. Finalmente, cuando retiramos el stencil podemos ver que la soldadura en pasta queda en el lugar correcto.
Paso 2: Elegir y colocar
En el segundo paso, necesitamos usar la máquina de recoger y colocar que puede colocar componentes de montaje en superficie en placas de circuito impreso automáticamente. Actualmente, Los componentes SMD se utilizan ampliamente en tipos de PCB, que se puede ensamblar con alta eficiencia. En el pasado, elegir y colocar se aplican manualmente, y el ensamblador debe prestar mucha atención durante el proceso para asegurarse de que todos los componentes estén colocados en la posición correcta. Mientras que la selección y el lugar automáticos son operados por robots que pueden trabajar 24/7 sin fatiga, mejoró la productividad y redujo los errores en gran medida. La máquina recoge placas de circuito impreso con su agarre de vacío y luego las mueve a la estación de recogida y colocación.. Luego, el robot coloca la placa de circuito impreso en la estación., y los componentes SMD se colocarían encima de la pasta de soldar en las ubicaciones previstas.
Paso 3: Soldadura por reflujo
Después de la selección y el lugar, el ensamblaje de PCB pasaría al proceso de soldadura por reflujo. Las placas de circuito se transferirían a un gran horno de reflujo a través de la cinta transportadora.. El horno calentaría los verracos a altas temperaturas, normalmente sobre 250 grados Celsius, para derretir la soldadura en la pasta de soldadura. Cuando el proceso de calor ha terminado, los verracos del circuito se moverían a través del horno que consta de una serie de calentadores enfriadores, que ayudaría a enfriar y solidificar la soldadura derretida. Durante la soldadura por reflujo, debemos prestar atención a algunos tableros especiales, tomando PCB de dos caras por ejemplo. Cada lado de los PCB de dos caras debe estarcido y soldado por reflujo por separado, normalmente, el lado con menos componentes se soldará por reflujo primero, luego el otro lado.
Paso 4: Inspección
Es necesario probar la funcionalidad de las placas de circuito ensambladas. El proceso de reflujo puede resultar en una conexión deficiente o incluso en la falta de conexión.. El movimiento durante la soldadura por reflujo también puede causar cortocircuitos.. Así, la inspección es un paso clave involucrado durante el proceso de ensamblaje. Hay una variedad de métodos para inspeccionar errores, y los más utilizados son los controles manuales, inspección de rayos x, e inspección óptica automática. Se pueden realizar inspecciones periódicas después de la soldadura por reflujo., para que se pueda identificar cualquier problema potencial hasta que el conjunto de la tarjeta de circuito pase al siguiente proceso. Dicha inspección puede ayudar a los fabricantes a ahorrar mucho dinero porque cuanto antes detecten un problema, cuanto antes se pueda resolver sin perder tiempo, recursos humanos, y materiales.
Paso 5: Inserción de componentes de orificio pasante
Aparte de los componentes SMD, Es posible que algunas placas de circuito deban ensamblarse con otros tipos de componentes, como componentes de orificio pasante o PTH.. Entonces, ¿cómo ensamblar estos componentes?? Bien, hay agujeros chapados en las placas de circuito, que proporcionan acceso a los componentes de PCB para transferir señales de un lado al otro lado de la placa. Así, la pasta de soldar es factible en este caso, por lo tanto, necesitamos usar otros métodos de soldadura para insertar componentes PTH, como soldadura manual y soldadura por ola.
Paso 6: Prueba funcional
en el ultimo paso, se realizará la inspección final para probar la funcionalidad de PCBA, we call this process a “functional test”. Esta prueba simulará el funcionamiento normal de la PCB, y monitoree las características eléctricas de la PCB cuando la fuente de alimentación y la señal analógica pasen a través de la PCB para juzgar si la PCBA está calificada.
Después de explicar el proceso detallado de montaje de circuitos impresos., ahora nos gustaría ofrecer algunas sugerencias que pueden mejorar la calidad de la PCBA.
Es de gran importancia seleccionar el tamaño de paquete correcto para cada componente en las placas durante el período de diseño de PCB, generalmente hablando, sugerimos elegir paquetes más grandes. La elección de paquetes más pequeños puede generar problemas potenciales durante la fase de ensamblaje de la tarjeta de circuito., lo que llevaría mucho tiempo modificar el circuito. Mientras que para algunas modificaciones complicadas, como desmontar y soldar componentes, ensamblar toda la placa de circuito nuevamente es mucho más fácil.
La huella del componente es otra consideración clave del ensamblaje de PCB. Cada huella debe crearse con precisión de acuerdo con el patrón de terreno especificado en la hoja de datos de cada componente integrado. Muchos problemas pueden surgir de una huella incorrecta, como causar calor desigual aplicado al componente integrado durante el proceso de soldadura, haciendo que se adhiera a un solo lado de la PCB en lugar de a ambos lados. Adicionalmente, componentes SMD pasivos como resistencias, condensadores, y los inductores también se verían afectados principalmente debido a las dimensiones incorrectas del patrón de tierra asociado con el componente, y diferente magnitud de las pistas conectadas a los dos pads del componente, o el ancho de vía es demasiado ancho.
El sobrecalentamiento causado por espacio insuficiente entre los componentes es una de las principales causas de falla de PCB, y este problema es más pronunciado en algunos circuitos altamente complejos. Colocar un componente demasiado cerca de otro puede causar una variedad de problemas, el más grave de los cuales puede conducir al rediseño y la refabricación de la PCB, que es un proceso lento que agrega costos innecesarios. Cuando aplicamos máquinas de ensayo y montaje automatizadas, es importante asegurarse de que cada componente se mantenga alejado de las piezas mecánicas, el borde del tablero, y todos los demás componentes. Muy poco espacio entre los componentes o los componentes que giran incorrectamente pueden causar problemas durante el proceso de soldadura por ola.. Por ejemplo, si una componente más alta precede a una componente con una altura más baja a lo largo del camino recorrido por la onda, la soldadura se debilitará.
Tanto para el diseño de PCB como para los procesos de ensamblaje., es vital asegurarse de que la lista de materiales(Bueno) siempre está actualizado. Cualquier error o inexactitud de la lista de materiales puede traer grandes problemas, lo que puede posponer toda la fase de ensamblaje ya que los fabricantes necesitan dedicar mucho tiempo a descubrir y resolver el problema. Para asegurarse de la exactitud y validez de BOM, cada vez que actualice su diseño de PCB, debe revisar la lista de materiales a fondo y con cuidado. Por ejemplo, si hay un nuevo componente que se agrega a un proyecto existente, entonces es necesario asegurarse de que la lista de materiales se actualice en consecuencia.
Fiduciales son formas redondeadas de cobre, desempeñarían el papel de puntos de referencia para las máquinas de ensamblaje pick and place. Mediante el uso de fiduciales, el equipo automatizado puede identificar la orientación de la placa y ensamblar componentes de montaje en superficie de paso fino. Los fiduciales se pueden dividir en dos clases que son fiduciales globales y fiduciales locales. Los fiduciales globales se utilizan para colocar en el borde de las placas de circuito impreso para que las máquinas de selección y colocación puedan detectar la orientación de la placa en el plano X-Y.. En cuanto a los fiduciales locales, se colocan cerca de las esquinas de los componentes SMD cuadrados, que permite que las máquinas de selección y colocación ubiquen la huella de un componente con precisión, lo que puede ayudar a reducir los errores de posicionamiento durante el ensamblaje de PCB. En una palabra, fiduciales son muy importantes para el montaje de PCB, especialmente cuando hay muchos componentes involucrados en el tablero que no están lejos unos de otros.
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