proceso de manufactura electrónica en sistemas embebidos

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 1

Implementación de sistemas embebidos

Descripción de los diferentes procesos de manufactura electrónica y los equipos involucrados en cada uno. Dispensado, Serigrafía, Pick&Place, Hornos de soldadura reflow. Insumos, tipos y forma de uso. Descripción de los parámetros determinantes de cada proceso.

Roberto Heyer

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 2

Tipo de impreso:• Simple faz• Doble faz• Multicapa• FR2, FR4, CEM

Tipo de componentes:• THT• SMD• Mixto

Tipo de proceso de montaje:• Pasta de soldar• Adhesivado• Inserción• Mixto

Inspección visual

Programación

Prueba eléctrica

Encapsulado, coating

Implementación de sistemas embebidos

Toma de decisiones

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 3

Trough Hole TechnologyTecnología de agujeros pasantes

Surface Mount TechnologyTecnología de montaje superficial

Mixto

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 4

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 5

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 6

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 7

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 8

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 9

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 10

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 11

EL PROCESO DE SOLDADURA

•Densidad del flux•Contenido de sólidos

•El precalentamiento elevar la temperatura de la placa de circuito hasta llegar a 90~120ºC medidos sobre la cara superior•La velocidad de calentamiento no debe superar los 2ºC/segundo

•Temperatura de 235~260ºC•Altura de ola•Velocidad del transporte • Tiempo de contacto 1,5~3,5 seg•Ángulo del transporte•Impurezas•Escoria•Velocidad de enfriamiento

PARÁMETROS DEL PROCESO

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 12

EL PROCESO DE SOLDADURA

L Í Q U I D O

Sn63%-Pb37%

LA ALEACIÓN EUTÉCTICA

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 13

EL PROCESO DE SOLDADURA

Parámetros de la máquina(ángulo, velocidad, temperatura, etc)

Química(flux, estaño-plomo,etc)

Materiales(componentes,

placa de circuito, diseño, etc)

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 14

Surface Mount Technology

Surface Mount Device

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 15

Tecnología de Montaje Superficial

Aplicacìón de pastade soldar

Colocación de componentes SMD

Soldadura en hornode refusión

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 16

Tecnología de Montaje Superficial

Aplicacìón de adhesivopara SMD

Colocación de componentes SMD Curado en horno

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 17

Inserción de componentes THTen placas con SMD reflow y SMD adhesivado

Soldadura por ola de componentesSMD adhesivados y THT insertadosen forma simultánea

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 18

Insercìón de componentes THTen placas con SMD reflow

Soldadura manual de componentesTHT insertados

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 19

DOSIFICACIÓN SERIGRAFÍA

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 20

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 21

EL TAMAÑO DE GOTA EN UN SISTEMA PRESIÓN-TIEMPO DEPENDE DE...

•DIÁMETRO DE AGUJA•VISCOSIDAD(TEMPERATURA, ENVEJECIMIENTO)•ALTURA AGUJA-PLACA•PRESIÓN DE AIRE

LAS FALLAS MAS COMUNES EN ESTE SISTEMA SON...

•GOTAS FALTANTES•GOTAS CON PICOS•TAMAÑO INCONSTANTE

•BURBUJAS DE AIRE•ENVEJECIMIENTO•RELACIÓN ALTURA-TIEMPO EQUIVOCADA•PLACA SUCIA O ACEITADA

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 22

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 23

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 24

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 25

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 26

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 27

•forma cónica, con pico o redonda semiesférica

•el volumen dosificado debe ser tal que una vez colocado el componente el diámetro no debe superar la distancia entre PAD´s

•la altura debe ser la suficiente para unir PCB y componente (típicamente 0,05mm a 0,3mm)

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 28

CORRECTA MANIPULACIÓN DE LAS JERINGAS ADHESIVO

•MANTENER REFRIGERADO HASTA SU UTILIZACIÓN EN HELADERA COMÚN, NO FREEZER!!

•MANTENER ALMACENADO EN FORMA VERTICAL CON EL PICO HACIA ABAJO

•TOMAR LA JERINGA POR LA PARTE TRASERA

•RETIRAR DE HELADERA CON ANTICIPACIÓN PARA QUE TOME TEMPERATURA AMBIENTE

•NO FORZAR EL ATEMPERADO

•UNA VEZ EN USO NO ES NECESARIO VOLVER A REFIRGERAR, SALVO QUE NO VAYA A SER UTILIZADA POR MUCHO TIEMPO

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 29

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 30

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 31

LA PASTA DE SOLDAR SE COMPONE DE:

63% de estaño–37 % de plomo en polvo de 20 a 75µm de partícula

Solvente, agente decapante

le confieren estabilidad y pegajosidad

ALEACIÓN

+

FLUX

+

ADITIVOS

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 32

CORRECTA MANIPULACIÓN DE LA PASTA DE SOLDAR

• MANTENER REFRIGERADO HASTA SU UTILIZACIÓN EN HELADERA COMÚN, NO FREEZER!!

• RETIRAR DE HELADERA CON ANTICIPACIÓN PARA QUE TOME TEMPERATURA AMBIENTE (CERRADO)

•MANTENER ALMACENADO EN FORMA VERTICAL CON EL PICO HACIA ABAJO

•TOMAR LA JERINGA POR LA PARTE TRASERA

• NO FORZAR EL ATEMPERADO

• ABRIR EL POTE Y BATIR LA PASTA (evita posibles decantaciones)

• IDENTIFICAR FECHA Y HORA DE APERTURA SOBRE EL POTE

• UNA VEZ EN USO RETIRAR DEL CLISSÉ, SI NO VA A SER UTILIZADA POR LOS SIGUIENTES 30 MINUTOS, Y GUARDAR CERRADO EN OTRO POTE SIN VOLVER A REFIRGERAR

• EL TRABAJO DE SERIGRAFÍA DE PASTA DE SOLDAR SE DEBE LLEVAR A CABO EN UN LUGAR FRESCO, LIBRE DE POLVO Y SIN CORRIENTES DE AIRE

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 33

•Método artesanal•Prototipos•Limitado al tamaño y tipo de componente

Los componentes son tomados mediante vacío con boquillas especialmente diseñadas para cada tipo de forma de encapsulado

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 34

Componentes de Montaje Superficial

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 35

Las cintas, varillas o planchas en los que sonsuministrados los componentes se colocan endispositivos alimentadores que son fijados enlos laterales de las máquinas de posicionamiento

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 36

Cabezal torreta•Cabezal rotativo, eje Z•Placa de circuito móvil X-Y•Mesa de alimentadores móvil

Pick & Place•Cabezal móvil X-Y-Z•Placa de circuito fija•Mesa de alimentadores fija o móvil

Collect & Place•Cabezal rotativo móvil X-Y-Z•Placa de circuito fija•Mesa de alimentadores fija o móvil

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 37

•Rango de componentes que puede colocar (0603, fine pitch..)•Cantidad y tipo de alimentadores que puede soportar•Precisión del sistema de posicionamiento•Tipo de centrado

•mecánico - interno o externo al cabezal•óptico - por cámara interna o externa al cabezal•alineación por láser - interno o externo al cabezal

•Capacidad de colocación - cph (componentes por hora)•Sistema de transporte o “stand alone”•Software•Posibilidad de “teaching”•Costo de la máquina, repuestos y accesorios•Complejidad de mantenimiento y service•Consumo eléctrico y de aire comprimido•Peso y tamaño

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 38

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 39

•Número de zonas de calentamiento•Número de zonas de enfriamiento•Sistema de calentamiento: convección forzada, infrarrojo o mixto•Número de programas de soldadura almacenables•Verificador de temperatura interno o externo•Ancho del transporte•Soporte central en el transporte•Capacidad de soldadura en placas por hora•Atmósfera inerte•Apagado automático•Protección contra cortes de energía

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 40

Hornos de mesa

Hornos para alta producción

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 41

La soldadura por refusión o “reflow” se lleva a cabo en hornos continuos de convección forzada o infrarrojos y es empleada en el proceso SMT con serigrafía de pasta de soldar. En el proceso se desarrolla una curva característica de temperatura-tiempo que da como resultadola unión de soldadura entre el componente SMD y la placa de circuito.

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 42

•En el proceso de adhesivado, luego de colocar el componente en posición se procede a curar el adhesivo•El curado o endurecimiento del adhesivo se lleva a cabo en hornos infrarrojos o de convección forzada.•Típicamente los adhesivos para SMD curan entre 100ºC y 160ºC variando el tiempo según marca y modelo ~3-5min •A mayor temperatura se acelera el proceso pero la unión se torna quebradiza.

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 43

PERFIL DE TEMPERATURA DE SOLDADURA REFLOW

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 44

ADMISIBLE

NO ADMISIBLE

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 45

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 46

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 47

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 48

Productos para el armado del módulo•Flux•Sn-Pb

-en barras-en alambre

•Pasta de soldar•Adhesivo para SMD

Productos para la terminación del módulo o equipo•Recubrimientos de protección•Encapsulantes•Adhesivos

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 49

Electrostatic Sensitive Device

Componentes Sensibles a la Electroestática

•Pisos y calzados conductores•Mesas con superficies conductoras a tierra•Ionizadores para puestos de trabajo•Bolsas antiestáticas para transporte y almacenamiento

SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012 50

Villegas 1376 (1650) Villa Maipú – San MartínProv. de Buenos AiresRepública Argentina

TEL: (54 11) 4754-9600e.mail: consultas@smtsolutions.com.ar

http\\:www.smtsolutions.com.ar