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


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


Trough Hole TechnologyTecnología de agujeros pasantes

Surface Mount TechnologyTecnología de montaje superficial

Mixto


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



L Í Q U I D O

Sn63%-Pb37%

LA ALEACIÓN EUTÉCTICA



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

Química(flux, estaño-plomo,etc)

Materiales(componentes,

placa de circuito, diseño, etc)


Surface Mount Technology

Surface Mount Device


Tecnología de Montaje Superficial

Aplicacìón de pastade soldar

Colocación de componentes SMD

Soldadura en hornode refusión


Tecnología de Montaje Superficial

Aplicacìón de adhesivopara SMD

Colocación de componentes SMD Curado en horno


Inserción de componentes THTen placas con SMD reflow y SMD adhesivado

Soldadura por ola de componentesSMD adhesivados y THT insertadosen forma simultánea


Insercìón de componentes THTen placas con SMD reflow

Soldadura manual de componentesTHT insertados


DOSIFICACIÓN SERIGRAFÍA


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


•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)


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


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


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


•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


Componentes de Montaje Superficial


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


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


•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


•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


Hornos de mesa

Hornos para alta producción


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.


•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.


PERFIL DE TEMPERATURA DE SOLDADURA REFLOW


ADMISIBLE

NO ADMISIBLE


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


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


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

TEL: (54 11) 4754-9600e.mail: [email protected]

http\\:www.smtsolutions.com.ar

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