Montaje automatizado de placas de circuito: El proceso típico
La artesanía individual tiene un valor muy merecido: después de todo, cualquiera apreciaría un Van Gogh original. Sin embargo, la mayor parte de la producción actual requiere una consistencia inquebrantable si quiere llegar a su objetivo, que es un grupo más amplio de usuarios y ser un ejemplo para estas personas.
Esto es especialmente cierto en las placas de circuitos electrónicos que se utilizan en aplicaciones aeroespaciales, sistemas de automoción y dispositivos médicos, entre otras cosas por consideraciones de diseño. Afortunadamente, un proceso de montaje de PCB automatizado presenta una alternativa basada en datos y en software, que puede mejorar la fiabilidad y garantizar una mayor calidad.
¿Qué es la PCB en la automatización?
Las placas de circuito impreso (PCB) en automatización son elementos insustituibles utilizados en la construcción de la electrónica moderna para garantizar la eficacia del proyecto final. Son tan importantes que sería imposible construir la mayor parte de la electrónica sin estas placas de circuito. Entender el funcionamiento de cada uno de los contactos de estas placas es clave a la hora de ensamblar placas de circuito impreso.
Tradicionalmente, estas placas se montaban exclusivamente a mano, lo que suponía una menor consistencia en la calidad y una producción más lenta; el montaje automatizado de placas de circuitos cambia esto. Gracias a la rápida automatización y a las máquinas debidas al avance tecnológico, ahora es mucho más fácil producir y montar en masa.
La automatización de placas de circuito impreso, en pocas palabras, es la configuración y el mantenimiento de todos los sistemas necesarios para garantizar una alta velocidad y mantener la calidad en el montaje de placas de circuito impreso. Hasta que no se entienda cómo funcionan los sistemas y se conozca la mejor manera de operarlos, la automatización de una placa de circuito impreso puede no ser posible.
¿Cómo se monta una placa electrónica?
En primer lugar, se aplica una pasta de soldadura a la placa, después de lo cual la placa eléctrica pasará a la máquina pick and place. Esta máquina es un dispositivo robótico que coloca los componentes de montaje superficial en una placa eléctrica preparada. A continuación, se asegura de que la soldadura y los componentes permanezcan solidificados adhiriendo los componentes a la placa; este proceso se denomina “reflujo”.
Después, la placa se transfiere a una cinta transportadora, que se desplaza por un gran horno de reflujo que calienta la placa gradualmente. El proceso de calentamiento debe supervisarse cuidadosamente para garantizar que el resultado sea lo más limpio y claro posible. Ahora, es el momento de probar la funcionalidad de la placa ensamblada, comprobando si hay errores y desajustes.
¿Qué es el montaje de circuitos impresos PCBA?
Antes del montaje de sus componentes electrónicos, una placa de circuito se conoce como PCB. Sin embargo, una vez que los componentes electrónicos se ensamblan y se sueldan, se denomina montaje de circuito impreso, montaje de PCB o montaje de placa de circuito impreso (PCBA).
Este proceso implica el uso de diferentes herramientas de montaje de PCB, tanto automáticas como manuales. Además, depende del tipo de componentes electrónicos, del tipo de placa de circuito impreso y de la finalidad de la placa de circuito.
El montaje de circuitos impresos es diferente de la fabricación de PCB; esta última implica varios procesos, como la creación de un prototipo de PCB, entre otras cosas. El PCBA se produce después de la fabricación de la placa de circuito impreso, e implica la soldadura de los componentes electrónicos activos y pasivos antes de que se pueda utilizar.
¿Qué es un sistema de montaje de PCB?
Un Sistema PCBA se refiere a la placa terminada después de que todos los componentes electrónicos hayan sido soldados e instalados en un PCB. En las láminas de cobre laminado de las placas de circuito impreso están grabadas las vías conductoras, que se utilizan dentro de un sustrato no conductor para formar el conjunto.
La última etapa del proceso consiste en fijar los componentes electrónicos a las placas de circuito impreso, convirtiéndolas en dispositivos electrónicos plenamente operativos. Una placa de circuito impreso ensamblada es aquella con todos los componentes montados en ella, mientras que el proceso de fabricación se denomina PCBA.
¿Cuáles son los tipos de PCB?
Existen tres tipos principales de PCB: PCB rígido, PCB flexible y PCB con núcleo metálico. El PCB rígido es el tipo más común de base de PCB; su núcleo sólido le da rigidez y grosor.
Por su parte, las PCB flexibles son más flexibles que las rígidas; los materiales que se utilizan para fabricarlas son más flexibles, de plástico de alta temperatura. El último tipo es el PCB de núcleo metálico, que se fabrica con un núcleo de metal y tiende a propagar el calor de forma más eficiente que los demás.
¿Qué tipos de tecnologías de montaje de placas de circuito impreso existen?
Hay dos tipos de tecnologías de montaje de PCB que prosperan actualmente en la industria moderna de PCBA: La tecnología de montaje en superficie (SMT) y la tecnología Thru-Hole. Una de las principales diferencias entre estas dos tecnologías de montaje es que implican diferentes procesos de montaje. En las SMT, los componentes sensibles, como los diodos o las resistencias, se colocan automáticamente en la superficie de la placa en un proceso denominado “montaje SMD”.
En cambio, la tecnología de agujeros pasantes funciona bien con componentes de plomo o cableados que deben montarse en la placa. Se montan en la placa introduciéndolos a través de los agujeros, y la parte de plomo adicional requiere ser soldada al lado de la placa. La tecnología Thru-home se utiliza en montajes de PCB que utilizan componentes grandes como bobinas y condensadores para su montaje.
¿Cuál es la ventaja del proceso automatizado de montaje de PCB?
El ensamblaje de PCB, además de la fabricación, es una etapa primaria en la fabricación de placas de circuito impreso; también incluye la adquisición de componentes. El proceso de PCBA es el más importante en la fabricación de placas de circuito porque es la última vez que se revisan, prueban y validan las placas.
El proceso automatizado de montaje de PCB identifica y supera las limitaciones y restricciones de un proceso manual. Además, elimina la posibilidad de que se produzcan errores humanos, ya que puede crear placas según lo estipulado en el archivo de datos del diseño.
¿Qué son las máquinas automáticas de montaje de PCB para la tecnología de soldadura pasante?
Las máquinas automatizadas de ensamblaje de PCB para la soldadura pasante incluyen la máquina de soldadura por ola y el crisol de soldadura. La máquina de soldadura por ola es la principal línea de máquinas para la producción en masa de PCB.
Cuenta con una cinta transportadora, un pulverizador de fundente, un precalentador y una bandeja de soldadura fundida. La máquina de soldador de bote utiliza un bote con soldadura fundida en el que se puede realizar la soldadura por inmersión; se utiliza en la fabricación de PCB a pequeña escala.
¿Qué son las máquinas automáticas para el montaje de PCB SMT?
Las máquinas automatizadas para el montaje de PCB SMT incluyen el horno de curado SMT, la máquina de soldadura por reflujo y la máquina de recogida y colocación SMT. También hay máquinas de impresión de pantalla de pasta de soldadura, equipos de limpieza con disolventes, y equipos de reparación e inspección SMT.
Cada máquina tiene su propósito; por ejemplo, una máquina de soldadura por reflujo se utiliza para la soldadura por reflujo de SMD. Por otro lado, una máquina de recogida y colocación de SMT recoge y coloca los componentes electrónicos SMD en la placa de circuito impreso antes de la soldadura SMD.
¿Es cara la automatización del montaje de PCB?
Una de las ventajas del montaje automatizado de placas de circuito impreso es que los costes totales son menores que los del montaje manual. Muchos ensambladores SMT ensamblan digitalmente la placa de circuito impreso utilizando un software exclusivo antes de la producción real para reducir los retrasos y los errores.
Durante el proceso SMT, los diseñadores de PCB pueden corregir los errores de diseño, eliminando así los posibles problemas durante la producción real. Además, el uso del montaje automatizado de placas de circuito impreso también significa que se necesitan menos empleados para esta tarea, lo que garantiza un ahorro económico.
¿Es preciso el montaje automatizado de placas de circuito impreso con tecnología de montaje superficial?
El proceso de montaje de placas de circuito impreso es delicado y suele ser difícil, y requiere una concentración óptima. Además, teniendo en cuenta que las placas de circuito y los componentes son cada vez más pequeños, es necesario soldar correctamente las piezas para evitar errores.
Las máquinas automatizadas son más capaces de realizar un trabajo preciso, reduciendo el margen de error, y en menos tiempo. Por eso, cuando los ensambladores quieren obtener el mejor resultado en el menor tiempo posible sin tener que realizar tareas repetitivas y delicadas, lo mejor es el montaje automatizado o electrónico.
Aunque existen varias tecnologías que pueden utilizarse para ensamblar productos de fabricación electrónica, la tecnología de montaje superficial es un intento digno de reducir cualquier error humano. Con esta tecnología, el ensamblaje de placas de circuito impreso a lo largo de cada línea de montaje se realizará sin problemas, ahorrando costes de fabricación en el proceso.
Para algunos, esta fabricación inteligente y el proceso automatizado son tan precisos que cada inspección óptica automatizada o la inspección por rayos X de los componentes del lugar para el control de calidad pueden garantizar su calidad.
¿Cuánto tiempo dura un montaje automatizado de PCB?
Cuando se trata del montaje manual de PCB, el tiempo invertido puede variar en función de la placa de circuito. El montaje automatizado de PCB resuelve este problema de retraso en el montaje de las placas de circuito impreso; sus placas estarán en condiciones de alta calidad.
El ensamblaje automatizado de PCB garantiza la reducción del ciclo de desarrollo del producto y le permite completar varios pasos al mismo tiempo.
Montaje automatizado frente a montaje manual: ¿Qué es más consistente para las placas de circuito impreso?
El proceso de ensamblaje de PCB, cuando se automatiza utilizando la tecnología de montaje superficial, tiende a ser mejor y más consistente que el ensamblaje manual cuando se trata de la precisión y la calidad de las placas de circuito. Con la máquina automatizada, se puede preservar la semejanza de cada placa producida, por lo que se puede esperar una calidad consistente.
El proceso de montaje manual de placas de circuito impreso suele llevar más tiempo, lo que afecta a su consistencia. También requiere más personal y el acoplamiento de los equipos de fabricación necesarios para el proceso de montaje.
Conclusión
El montaje automatizado de placas de circuito impreso es, sin duda, la mejor opción cuando se trata de procesos de montaje de placas de circuito impreso. Puede ahorrar tiempo de producción y el coste de contratar a muchos empleados, entre otras cosas. También puede ahorrar los costes de montaje o los costes que conlleva hacerlo repetidamente si consigue que el proceso de producción y montaje sea correcto.
Gracias a la automatización, el montaje de placas de circuito impreso u otros elementos de producción es ahora mucho más preciso, rápido y asequible. Por ello, los fabricantes y diseñadores de placas de circuito impreso pueden realizar una producción a gran escala de pedidos de gran y bajo volumen.
