La tecnología de montaje superficial, conocida como SMT, como una nueva generación de tecnología de ensamblaje electrónico, ha penetrado en varios campos. Los productos SMT tienen las ventajas de una estructura compacta, tamaño pequeño, resistencia a vibraciones, resistencia al impacto, buenas características de alta frecuencia y alta eficiencia de producción. SMT ocupa una posición dominante en el proceso de ensamblaje de placas de circuito.
El proceso típico de montaje en superficie se divide en tres pasos: aplicación de pasta de soldadura, montaje de componentes y soldadura por reflujo.
Paso 1: aplique pasta de soldadura
El propósito es aplicar uniformemente una cantidad adecuada de pasta de soldadura en las almohadillas de PCB para garantizar que los componentes SMT y las almohadillas correspondientes de PCB puedan lograr buenos resultados. conexión eléctrica durante la soldadura por reflujo y tiene suficiente resistencia mecánica.
La pasta de soldadura es una suspensión con cierta viscosidad y buenas propiedades al tacto hecha de polvo de aleación, fundente de pasta de soldadura y algunos aditivos. A temperatura ambiente, los componentes electrónicos se pueden adherir a las almohadillas de la PCB debido a la viscosidad de la pasta de soldadura. Cuando el ángulo de inclinación no es demasiado grande y no hay colisión externa, las piezas generales no se moverán. Cuando la pasta de soldadura se calienta a una cierta temperatura, el polvo de aleación en la pasta de soldadura se derrite y fluye nuevamente, y la soldadura líquida penetra en los terminales de soldadura de los componentes y las almohadillas de PCB. Después del enfriamiento, los terminales de soldadura y las almohadillas del componente se conectan entre sí mediante soldadura, formando uniones de soldadura para conexiones eléctricas y mecánicas.
La pasta de soldadura se aplica a las almohadillas mediante equipos especiales, que incluyen:
Máquinas de impresión totalmente automáticas, máquinas de impresión semiautomáticas, mesas de impresión manual, dispensadores de pasta de soldadura semiautomáticos, etc. .
Ventajas y desventajas del método de aplicación
La impresión mecánica tiene grandes lotes, ciclos de suministro ajustados, fondos suficientes para la producción en masa, alta eficiencia de producción, procesos de uso complejos y grandes inversiones.
La impresión manual se utiliza para la producción de lotes pequeños y medianos. El desarrollo de productos es simple y de bajo costo. Requiere posicionamiento manual y no se puede utilizar para la producción en masa.
La investigación y el desarrollo de la dosificación manual de placas de circuitos comunes pueden reparar la pasta de soldadura sin equipo auxiliar. Solo es adecuada para la dosificación de componentes con una separación entre almohadillas de más de 0,6 mm.
Paso 2: Instalar componentes.
Este proceso consiste en unir con precisión los componentes del chip a las posiciones correspondientes en la superficie de la PCB impresa con pasta de soldadura o parche adhesivo a través de una máquina de colocación o manualmente.
Existen dos métodos de instalación, la comparación es la siguiente:
Ventajas y desventajas del método de aplicación
El lote de instalación de la máquina es grande y el ciclo de entrega Es apretado, por lo que es adecuado para la producción en masa. El proceso es complejo y la inversión es grande.
Producción de lotes pequeños y medianos montados a mano, las operaciones de desarrollo de productos son simples y el costo es bajo. La eficiencia de la producción depende de la competencia del operador.
Las principales herramientas para el montaje manual: plumas de vacío, pinzas, alineadores de captación y colocación de IC, microscopios estereoscópicos de bajo consumo o lupas, etc.
Paso 3: Soldadura por reflujo
La soldadura por reflujo (Reflow soldering) es la traducción literal del anillo de soldadura por reflujo en inglés, que se logra refundiendo la soldadura en pasta predistribuida en el material impreso. almohadillas de placa, para realizar la conexión mecánica y eléctrica entre los terminales de soldadura o pines de componentes montados en superficie y las almohadillas de placa impresa.
Analice el principio de soldadura por reflujo a partir de la curva característica de temperatura SMT (ver figura). Primero, cuando la PCB ingresa a la zona de temperatura de precalentamiento de 140°C ~ 160°C, el solvente y el gas en la pasta de soldadura se evaporan. Al mismo tiempo, el fundente de la soldadura en pasta moja las almohadillas, los terminales de soldadura y las clavijas, y la soldadura en pasta se ablanda y colapsa, cubriendo las almohadillas y aislando las almohadillas y las clavijas del oxígeno. Los componentes de montaje en superficie se precalientan completamente, luego ingresan al área de soldadura y se calientan rápidamente a una velocidad de calentamiento estándar internacional de 2-3 °C por segundo, de modo que la pasta de soldadura alcanza un estado de humectación, difusión, desbordamiento y reflujo. en los pies generan compuestos metálicos en la interfaz de soldadura para formar juntas de soldadura; finalmente, la PCB ingresa a la zona de enfriamiento para solidificar las juntas de soldadura;
Introducción a los métodos de soldadura por reflujo;
Ventajas y desventajas de los métodos de calentamiento mecánico
La soldadura por reflujo por infrarrojos tiene una alta eficiencia de conducción de calor por radiación, un gran gradiente de temperatura y fácil Control de la curva de temperatura, es fácil controlar las temperaturas superior e inferior de la PCB durante la soldadura de doble cara. El efecto de sombra y la temperatura desigual pueden provocar fácilmente una quema parcial de componentes o PCB.
La soldadura por reflujo de aire caliente tiene una temperatura de convección uniforme y una buena calidad de soldadura. Los gradientes de temperatura no son fáciles de controlar.
La calefacción híbrida de aire caliente por infrarrojos para soldadura por reflujo de aire caliente forzado combina las ventajas de los hornos de aire caliente y infrarrojos para lograr excelentes resultados de soldadura al soldar productos.
La soldadura por reflujo de aire caliente forzado se puede dividir en dos tipos según su capacidad de producción:
Ventajas y desventajas de la idoneidad del tipo de máquina
Adecuada para la producción por lotes de Equipo de zona de temperatura Para la producción en masa de placas PCB colocadas en la banda para caminar, las placas PCB deben pasar a través de varias zonas de temperatura fija en secuencia. Si hay muy pocas zonas de temperatura, se producirán saltos de temperatura y no es adecuado para soldar placas de montaje de alta densidad. También es voluminoso y consume mucha energía.
Los equipos de escritorio pequeños y medianos sin zona de temperatura se desarrollan rápidamente en lotes pequeños y medianos en un espacio fijo, la temperatura cambia con el tiempo según las condiciones establecidas y el funcionamiento es sencillo. Es especialmente adecuado para BGA QFP PLCC. Puede reparar componentes defectuosos de montaje en superficie (especialmente componentes grandes) y no es adecuado para la producción en masa.
Debido a que el proceso de soldadura por reflujo tiene las características de "soldadura por reflujo" y "efecto de autoposicionamiento", el proceso de soldadura por reflujo tiene requisitos flexibles para la precisión de la colocación, lo que facilita lograr una alta automatización y una alta velocidad de soldadura. Al mismo tiempo, debido a las características de la soldadura por reflujo y el efecto de autoposicionamiento, el proceso de soldadura por reflujo tiene requisitos más estrictos para el diseño de la almohadilla, la estandarización de los componentes, la calidad de los extremos de los componentes y de la placa impresa, la calidad de la soldadura y la configuración de los parámetros del proceso.
La limpieza es el proceso de eliminación de contaminantes e impurezas de la superficie del objeto que se está limpiando mediante acción física y reacción química. Ya sea que se utilice limpieza con solventes o limpieza con agua, la superficie debe humedecerse, disolverse, emulsionarse, saponificarse, etc. , aplicando diferentes fuerzas mecánicas para despegar la suciedad de la superficie del tablero de ensamblaje de superficie, luego enjuagar o enjuagar, y finalmente secar, secar o secar de forma natural.
La soldadura por reflujo es un proceso clave en la producción SMT, y el ajuste razonable de la curva de temperatura es la clave para garantizar la calidad de la soldadura por reflujo. Una curva de temperatura incorrecta provocará defectos en la soldadura de la PCB, como soldadura incompleta, soldadura débil, componentes levantados, demasiadas bolas de soldadura, etc., lo que afectará la calidad del producto.
SMT es una tecnología de ingeniería de sistemas integral que involucra sustratos, diseño, equipos, componentes, tecnología de ensamblaje, accesorios de producción y gestión. Los equipos SMT y los procesos SMT requieren voltaje estable, interferencias antielectromagnéticas, antiestáticas, buena iluminación y instalaciones de emisión de gases de escape. Tienen requisitos especiales para la temperatura, la humedad y la limpieza del aire del entorno operativo. Los operadores también deben recibir capacitación técnica profesional. .