Cómo influye la tecnología de montaje superficial en la producción de placas de circuito impreso de los fabricantes de equipos originales
¿Qué significa línea SMT en placas de circuito impreso?
Básicamente, una línea SMT es una línea de producción para fabricar placas de circuito impreso. Está compuesta por varias máquinas que procesan y colocan los componentes electrónicos en la placa de circuito impreso. El equipo esencial incluye una máquina de serigrafía, un horno de reflujo y una impresora serigráfica de pasta de soldadura.
El SMT es esencial para los circuitos electrónicos que requieren un alto rendimiento y densidad. Es un método eficaz y rentable para la producción de circuitos electrónicos. También es conocido por su alta calidad y fiabilidad.
La tecnología de montaje superficial también es conocida por su capacidad de reducir el peso en aproximadamente un 60%. También reduce las interferencias electromagnéticas. Además, el SMT es un proceso más rápido. Esto lo convierte en una opción ideal para circuitos complicados.
También se considera un proceso respetuoso con el medio ambiente, ya que reduce el uso de materias primas y electricidad. También se puede automatizar el proceso. Por lo tanto, es fundamental en muchos ámbitos de la vida.
La tecnología de montaje superficial también es conocida por su alta eficiencia y bajo coste. Sigue evolucionando a medida que se desarrollan nuevos tipos de componentes. Algunos de los últimos desarrollos son los componentes SMD de paso ultrafino.
Los componentes básicos del proceso incluyen el cribado, el montaje, la soldadura por reflujo y la inspección. Cada uno de estos componentes tiene su función en el proceso de producción. Por ejemplo, la máquina de serigrafía está al frente de la línea de producción de SMT.
Un horno de reflujo está detrás de las máquinas de colocación. El proceso de soldadura de reflujo implica el calentamiento masivo de la pasta de soldadura previamente colocada. A continuación, la soldadura calentada retrocede, dejando montículos de soldadura de forma irregular.
¿Qué significan SMD y SMT?
Anteriormente, se soldaban dos tipos de componentes en las placas de circuito: componentes de orificio pasante y componentes de montaje superficial. Los componentes de orificio pasante son mejores para las piezas de alto voltaje. En cambio, los componentes de montaje superficial son más pequeños y compactos.
El montaje de agujeros pasantes también es una mejor opción para componentes importantes y voluminosos. Normalmente, aseguramos mecánicamente estas piezas antes de soldarlas. Sin embargo, no podemos empaquetar algunos componentes de montaje superficial en tamaños estándar.
En los primeros años, la soldadura manual ayuda a fijar estos componentes de montaje superficial. Entonces, pequeños trozos de plomo y plata conectan los componentes. El proceso se perfeccionó en la década de 1980. Como resultado, se redujo el número de dispositivos producidos, se mejoró el rendimiento y se hizo más eficiente la fabricación.
La principal diferencia entre SMT y SMD es el proceso de montaje. Con SMT, los componentes se fijan directamente a la placa de circuito impreso. Como resultado, el SMT es mucho más rápido y fácil de usar y también puede ahorrar espacio.
El SMT es también un proceso de fabricación más rentable. Es más eficiente porque reduce el número de personas necesarias para producir el dispositivo. También permite colocar más componentes cerca, ahorrando espacio.
Mientras que el montaje con orificios pasantes es más eficiente para componentes grandes y voluminosos, el SMT puede ser útil para componentes más pequeños. Este método ahorra espacio y reduce en dos condensadores.
A la hora de seleccionar la cinta portadora adecuada, es esencial elegir una que proteja los componentes de montaje superficial y minimice la pérdida de producto. Una buena cinta portadora también garantizará un proceso de recogida y colocación sin problemas.
EMS SMT en el montaje de placas de circuito impreso
EMS son las siglas de Electronic Manufacturing Services (servicios de fabricación electrónica) y es un servicio prestado por un tercero a un proveedor de PCB para facilitar el proceso de montaje. Esto incluye estrategias de montaje superficial, técnicas de componentes de soldadura y montaje de PCB llave en mano.
Componentes de montaje superficial
En la década de 1960, los científicos desarrollaron un nuevo método de montaje de placas de circuito impreso. Esta tecnología permitió a los fabricantes de PCB construir circuitos electrónicos de gran complejidad y empaquetado en conjuntos de placas de circuito impreso más pequeños y eficaces. El proceso, denominado tecnología de montaje superficial, también redujo el espacio necesario para los componentes.
La tecnología de montaje superficial es un proceso en el que los componentes se montan directamente en la superficie de la placa de circuito impreso. Las ventajas de esta técnica incluyen un mayor grado de automatización y repetibilidad, así como una buena rentabilidad.
Hay dos tecnologías principales que permiten a los fabricantes montar componentes en las placas de circuito impreso: la tecnología de montaje superficial (SMT) y la tecnología de agujeros pasantes (THM). Sin embargo, aunque ambos métodos suelen ser útiles indistintamente, existen algunas diferencias significativas.
La tecnología de montaje superficial era inicialmente ideal para una producción más rápida y automatizada, así como para montajes a pequeña escala. Por otro lado, la tecnología de orificios pasantes es una opción menos común debido a su engorroso diseño. Sin embargo, las dos tecnologías han sido capaces de trabajar juntas para proporcionar placas de circuito impreso fiables.
Aunque ambos métodos permiten un montaje de placas de circuito impreso muy eficaz, el montaje en superficie tiene varias ventajas sobre la tecnología de agujeros pasantes. Reduce el espacio necesario para los componentes y permite una mayor flexibilidad en la fabricación. También proporciona una mayor sensibilidad a la humedad, lo que permite que la placa de circuito impreso funcione de forma fiable en los entornos más exigentes.
A pesar de las ventajas, es importante recordar que la tecnología de montaje superficial no siempre es la mejor opción para las placas de circuito impreso. Dependiendo de las aplicaciones, puede ser más adecuada una solución de agujeros pasantes. Además, hay que tener en cuenta consideraciones mecánicas y eléctricas.
Las placas de circuito impreso SMT también requieren una depuración más manual. Aunque el proceso es bastante sencillo, la identificación y la depuración reales pueden ser más difíciles.
Técnica de los componentes de soldadura
Tanto si se trata de un fabricante de placas de circuito impreso como de un particular, es esencial conocer la técnica de soldadura de componentes adecuada para su montaje de placas de circuito impreso. La elección de la técnica de soldadura adecuada puede afectar a sus costes, al tiempo de comercialización y a sus ingresos. Sin embargo, elegir una técnica adecuada para los requisitos de su PCB puede ser complicado.
En la fabricación de placas de circuito impreso son esenciales varias técnicas de soldadura, como la blanda, la dura y la soldadura fuerte. Cada técnica es útil para diferentes componentes de PCB. Por ejemplo, la soldadura blanda es ideal para los componentes electrónicos que tienen un diámetro pequeño. La soldadura dura utiliza una soldadura sólida para crear uniones soldadas más fuertes. La soldadura fuerte utiliza la expansión térmica para ensamblar los componentes eléctricos. Este proceso suele ser útil para la producción masiva de circuitos impresos.
La soldadura selectiva es más precisa que la soldadura por ola. Este proceso utiliza datos CAD para posicionar un láser y formar una unión de soldadura. También proporciona más flexibilidad en el proceso. Además, el láser garantiza que la junta de soldadura sea consistente y de alta calidad.
La elección del componente de rejilla de bolas adecuado para su montaje de PCB dependerá de los tipos de piezas que vaya a colocar en su placa. Por ejemplo, si utiliza componentes metálicos, debe elegir la soldadura a baja temperatura. Sin embargo, si utiliza piezas compuestas, podría elegir la soldadura blanda.
Una aleación de estaño-plomo es ideal para el metal de aportación. Esta aleación proporciona una unión entre los metales a través de la difusión. También ayuda a evitar la corrosión. Sin embargo, la soldadura de estaño-plomo tiene un punto de fusión más bajo que la soldadura sin plomo. Por lo tanto, elegir una soldadura sin plomo también puede ayudar a evitar los bigotes de estaño.
Pasta de soldar
La elección de la pasta de soldadura adecuada para su proceso SMT es vital. Debe tener en cuenta muchos factores, como la viscosidad, la composición de la aleación y la temperatura. También es esencial tener en cuenta cómo se aplicará y almacenará la pasta.
Una forma habitual de aplicar la pasta de soldadura es utilizar un esténcil. Una plantilla garantiza que depositemos la cantidad correcta de pasta. Debemos depositar la cantidad de pasta en función de la distancia entre las juntas de soldadura de la placa de circuito impreso. Por ejemplo, la regla de las cinco bolas recomienda que un mínimo de cinco partículas de soldadura abarquen la abertura más pequeña.
También es importante tener en cuenta que la oxidación puede afectar al rendimiento de la pasta de soldadura. Esto puede ocurrir si almacenamos la pasta en un entorno no refrigerado. Además, puede verse afectada por el contenido de humedad en el ambiente.
La viscosidad de la pasta de soldadura también dependerá del proceso de impresión. Durante la impresión, controlamos la viscosidad mediante el método de impresión, la temperatura y el área de pasta que depositamos.
Montaje de placas de circuito impreso llave en mano
Utilizar los servicios de montaje de placas de circuito impreso “llave en mano” para su proyecto puede mejorar significativamente la eficacia de la producción y reducir los costes. También puede suponer una forma de ahorrar tiempo y evitar cualquier malentendido con los proveedores. Estos servicios también le proporcionan un único punto de contacto para su proyecto. Esto le permite obtener todo lo que necesita para su proyecto en un solo lugar.
Un servicio de montaje de PCB llave en mano incluye el diseño de su placa de circuito impreso, el abastecimiento de componentes y la fabricación. Esta puede ser una buena opción para prototipos y pequeñas cantidades de PCB. Le ahorrará tiempo y dinero y le entregará rápidamente placas de circuito impreso de calidad profesional.
Un servicio de montaje de PCB llave en mano le proporciona un único punto de contacto. Esto puede ser beneficioso cuando tenga cambios en su proyecto o quiera supervisar el programa de pruebas. Además, un único punto de contacto puede evitar la falta de comunicación y garantizar que obtiene el mejor producto posible. Esto puede ser especialmente beneficioso si trabaja en un país estricto y necesita volver a comprobar que su fabricante de placas de circuito impreso cumple la normativa.
La otra razón por la que podría considerar el montaje de placas de circuito impreso llave en mano es para reducir el número de proveedores con los que trata. Este proceso puede llevar mucho tiempo a las pequeñas empresas. También puede dar lugar a errores y falta de comunicación. Además, tratar con varios proveedores puede provocar efectos secundarios, como retrasos y pérdidas de tiempo.
Las empresas EMS han adoptado sectores no tradicionales
Las empresas de EMS han ampliado sus sectores de negocio abarcando industrias no tradicionales en el montaje de placas de circuitos impresos. Entre ellas se encuentran la medicina, la automoción, la industria y la electrónica de consumo.
Estas industrias ofrecen una amplia gama de servicios. Por ejemplo, la industria EMS puede diseñar y fabricar piezas de repuesto y empaquetar circuitos electrónicos para productos de consumo. También pueden realizar servicios de reparación y garantía. También pueden realizar pruebas de funcionamiento de los productos. Estas pruebas pueden abarcar los aspectos visuales, de rendimiento y de seguridad del producto. Si el producto final supera todas estas pruebas, estará listo para su uso.
Las empresas EMS también pueden ofrecer desarrollo de software y firmware. Estos servicios pueden ayudar a aumentar la productividad de la fábrica. También pueden identificar y eliminar defectos en los circuitos. También pueden recomendar mejoras para la versión final.
Los proveedores de EMS también pueden ayudar a reducir los costes de los componentes y la fabricación. También pueden crear un gemelo digital del proceso de fabricación. Esto ayudará a evitar que se produzcan cambios imprevistos. Las empresas de EMS también pueden generar informes basados en los objetivos de la empresa.
Además, pueden ayudar a desarrollar software específico para la empresa. Los proveedores de EMS también pueden proporcionar servicios de red. Los proveedores de EMS también pueden proporcionar servicios logísticos y de atención al cliente. También pueden gestionar la logística y proporcionar una reparación total del ciclo de vida para sus clientes.
Las empresas de EMS también pueden ayudar a reducir los costes de sus clientes. También pueden aumentar la velocidad de entrega. También pueden aumentar la precisión de su trabajo. Un proveedor también puede utilizar herramientas de fabricación digital para producir el producto más rápidamente. También pueden proporcionar brazos robóticos programables para aumentar su productividad.
Inspección de garantía de calidad
Durante el proceso de SMT, debe realizar inspecciones de garantía de calidad para asegurarse de que sus productos cumplen los estándares requeridos. Además, estas inspecciones pueden ayudarle a encontrar problemas que podrían degradar la calidad de sus productos.
Las inspecciones de control de calidad son ideales para encontrar el origen de los problemas y tomar las medidas adecuadas para solucionarlos. Para garantizar la eficacia de sus inspecciones, otras organizaciones deben definir objetivos y parámetros de éxito claros.
También debe utilizar registros relacionados con la calidad para documentar sus hallazgos de control de calidad. Mantener estos registros actualizados le garantizará tener pruebas de la calidad de sus productos.
Utilizar el equipo adecuado le ayudará a encontrar defectos en sus productos. Puede utilizar varios equipos de prueba para evaluar los estándares de calidad de su placa de circuito impreso. El equipo de pruebas de rayos X es una opción muy popular. Es muy eficaz para la soldadura de BGA, así como para inspeccionar la impresión de la pasta de soldadura.
El uso de registros relacionados con la calidad también puede ayudarle a detectar problemas en sus productos. Además de los elementos mencionados anteriormente, puede utilizar fotos y vídeos para documentar los hallazgos del control de calidad.
Coste
Hay varios factores que influyen en el coste del proceso SMT. Estos factores incluyen la cantidad de electrónica, el número de componentes, la mano de obra y el tipo de tecnología.
El SMT se ha convertido en una parte esencial de la industria de la fabricación de productos electrónicos. Ha mejorado el coste de procesamiento y la velocidad de producción. También ha facilitado el diseño de los circuitos electrónicos.
Hay dos procesos principales que intervienen en el montaje SMT. Estos procesos incluyen la impresión de plantillas y la aplicación de pasta de soldadura. Por desgracia, estos procesos de fabricación son relativamente complejos. Además, implican el uso de tecnologías automatizadas. Por lo tanto, la cantidad de procedimientos manuales también puede influir en el coste del montaje SMT.
La calidad del producto también puede influir en el coste del montaje SMT. Mantener los defectos en una fase temprana puede ayudar a reducir el coste de la prevención. Las estadísticas muestran que la prevención de defectos puede reducir el coste hasta un 5%.
Otro factor que afecta al coste del montaje SMT es la cantidad de inventario no utilizado. El inventario no utilizado ocupa espacio de producción y no añade valor. Además, aumenta los costes de gestión. También puede limitar el suministro de componentes con orificios pasantes para el siguiente proceso.
Utilización de un fabricante de equipos originales para el montaje de placas de circuito impreso
Recurrir a un fabricante de equipos originales (OEM) para el montaje de placas de circuito impreso es una buena manera de ahorrar tiempo y dinero. Obtendrá una electrónica construida según las normas IPC, y la atención a los detalles es de primera categoría.
Los OEM pueden ahorrar dinero y tiempo
Las placas de circuito impreso son un componente crucial de casi todos los montajes electrónicos. Aunque pueda parecer un sistema innecesariamente complejo, los fabricantes de equipos originales pueden hacer algunas cosas para ahorrar tiempo y dinero al tiempo que obtienen placas de circuito impreso de la mejor calidad.
Un servicio de ensamblaje es una excelente manera de aliviar la presión de coordinar múltiples servicios. También le garantiza la obtención de una placa de circuito impreso de primera calidad. Además, tendrá la ventaja de trabajar con un fabricante de PCB cualificado y con experiencia en el montaje rápido.
Un servicio de montaje llave en mano es la mejor manera de garantizar que su electrónica esté a la altura de la competencia. También reduce el riesgo de errores al permitir que el diseñador se centre en los aspectos más técnicos del diseño. Esto incluye el diseño de la placa de circuito impreso y su certificación para cumplir los requisitos normativos.
El proceso de montaje de placas de circuito impreso está muy automatizado, lo que reduce la necesidad de mano de obra humana y los errores correspondientes. Además, permite utilizar componentes estándar con orificios pasantes, lo que ahorra en costes de material. Además, permite la disposición más eficiente de la placa de circuito, lo que supone una producción más eficaz.
Los procesos de ensamblaje de placas de circuito impreso han pasado de ser muy manuales y laboriosos a ser automatizados y eficientes. Estos avances han hecho posible que un fabricante de equipos originales satisfaga las demandas del consumidor moderno sin dejar de ser competitivo.
Siguen las normas IPC para el diseño de placas de circuito impreso
Tanto en el diseño como en la fabricación de una placa de circuito impreso, se deben seguir las normas del IPC. Estas normas están aceptadas en todo el mundo. Le ayudan a producir placas de circuito impreso fiables, duraderas y de alto rendimiento. Las ventajas de las normas IPC incluyen la minimización de los errores de fabricación, la garantía de un flujo de trabajo fluido y el aumento del reconocimiento de la marca.
El Instituto de Circuitos Impresos (IPC) es una asociación comercial que diseña y publica normas de sistemas para placas de circuito impreso. Entre los miembros del IPC se encuentran fabricantes de placas, fabricantes, diseñadores y proveedores. El IPC cuenta con más de 3.000 miembros de diferentes segmentos de la industria electrónica. La organización tiene oficinas en China, India y Suecia. Ofrece formación, investigación y actividades de presión en el ámbito de la política pública.
Las placas de circuito impreso se han convertido en algo esencial en muchos sectores industriales. La fiabilidad y el rendimiento de estos productos son necesarios para mantener la competitividad en el mercado. Los fabricantes de equipos originales conocen la importancia de las placas de circuito impreso y prefieren trabajar con proveedores de servicios de fabricación de placas de circuito impreso.
Las normas del IPC para el diseño de placas de circuito impreso incluyen especificaciones para los conjuntos de arneses de cables, el montaje de arneses, las carcasas electrónicas, los conjuntos de placas de circuito impreso y los empalmes de soldadura. Además, abordan la soldadura por reflujo, la soldadura por ola y otros trabajos eléctricos en las placas de circuito impreso.
Las normas de diseño de PCB también incluyen la clasificación de los PCB en tres clases generales. Productos de clase 1, productos de clase 2 y PCB de clase 3. En ellas se establecen requisitos de limpieza más estrictos para los conjuntos electrónicos.
Cómo evitar las descargas electrostáticas en los sistemas EMS
Tanto si tiene un diseño electrónico como si es una empresa de fabricación de productos electrónicos, hay algunos pasos que puede dar para asegurarse de evitar las descargas electrostáticas. Estos pasos incluyen el diseño de una electrónica con una “zona segura de ESD” y la aplicación de medidas preventivas.
Medidas preventivas
Las placas de circuito impreso (PCB) pueden estropearse a causa de las descargas electrostáticas. El principal factor que determina el riesgo de ESD es la fuerza electromotriz que provoca el flujo de corriente.
Para minimizar el riesgo de ESD, debe diseñar una electrónica debidamente conectada a tierra. Además de la conexión a tierra, debe colocar una amplia pista de tierra alrededor del borde de la electrónica.
Para evitar que la ESD dañe sus placas de circuito impreso, debe utilizar un supresor de tensión transitoria (TVS) en los puertos de entrada y salida de sus dispositivos. También puede utilizar diodos de protección contra sobretensiones para reducir el potencial de un incidente de ESD.
El fallo catastrófico es el tipo de daño ESD menos costoso
Mantener sus dispositivos y equipos electrónicos a salvo de los daños por ESD es más importante que nunca. Aunque es difícil prevenir completamente los daños por ESD, hay medidas que puede tomar para mitigar el riesgo. Estas medidas van desde el simple uso de muñequeras ESD hasta la instalación de una estación de trabajo con toma de tierra.
Hay tres tipos principales de eventos de ESD que podrían dañar su dispositivo. Cada tipo de evento tiene beneficios únicos, pero podemos lograr la mejor protección si entendemos la diferencia entre ellos.
La forma más sencilla de ESD es la carga triboeléctrica, que es un proceso que permite que los electrones de un material pierdan electrones. La mejor protección contra la ESD consiste en diseñar los productos con niveles de tensión iguales para que la carga no afecte a la tensión.
Un proceso más complejo es la descarga electrostática, que es un hecho sorprendentemente común. Una descarga electrostática es una descarga repentina de corriente eléctrica.
Identifique y defina una “zona de seguridad ESD” en la placa de circuito impreso
Identificar y definir un área “segura para ESD” es el primer paso para evitar las descargas electrostáticas (ESD) en su planta de fabricación. La mejor manera de hacerlo es definiendo una zona delimitada para los sistemas sensibles a la ESD. Para evitar fallos relacionados con la ESD, asegúrese de que todas las máquinas están embaladas de forma que se eviten los daños electrostáticos. Para que esto sea una realidad, utilice un diodo de protección ESD como parte de la solución de blindaje ESD. Si esto no es una opción, utilice un supresor de tensiones transitorias para evitar fallos relacionados con la ESD. La mejor manera de hacerlo es utilizar un adhesivo no conductor.
Simulación de sistemas EMS de PCB
El uso del sistema EMS para simular la descarga electrostática (EMI) y la compatibilidad electromagnética (EMC) es una parte esencial del proceso de diseño de las placas de circuito impreso. Las normas de EMC definen los límites permitidos para las emisiones radiadas y conducidas en los sistemas comerciales e industriales. Estas normas también exigen que los dispositivos no obstaculicen otros sistemas.
Un sistema EMS puede simular una amplia gama de máquinas y dispositivos eléctricos. Entre ellos se encuentran válvulas, actuadores, altavoces, aparatos de alta tensión, barras colectoras, etc. Además, la interfaz del sistema permite al usuario seleccionar los criterios de prueba necesarios para determinar la conformidad.
La EMI/EMC afecta a una amplia gama de sistemas, como la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), el Centro de Dispositivos y Salud Radiológica (CDHR), la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) y la Organización Internacional de Normalización
(ISO).
