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Equipamento de montagem de PCB: o guia definitivo de perguntas frequentes

Eu sei que escolher um equipamento de montagem de PCB adequado pode ser uma tarefa avassaladora.

No entanto, este guia tornará tudo simples e fácil para você.

Explora todos os aspectos vitais Montagem PCB equipamento que você pode precisar.

Dê uma olhada:

O que são equipamentos de montagem de PCB?

PCBs estão amplamente disponíveis em uma ampla gama de gadgets em uma sociedade cada vez mais digitalizada e automatizada. Eles são essenciais no mastro de dispositivos imperceptíveis, desde rádios e sistemas de computador garantindo operações tranquilas em diversos setores.

Ao fabricar um grande número de PCBs, a fixação manual dos componentes é improvável.

Em vez disso, você usa equipamentos de montagem de PCBs para permitir uma produção em larga escala de PCBs mais eficaz e com economia de tempo.

Figura 1 Equipamento de montagem de PCB

O equipamento de montagem de PCB abrange todas as ferramentas e máquinas que você emprega na fabricação e fabricação de PCBs.

A seguir estão alguns dos equipamentos de montagem que você encontra nas linhas de produção:

  • Forno de cura: Um forno de cura é necessário para o cozimento da pasta de solda e a fixação do adesivo para a fixação do componente.
  • Máquina de pegar e colocar: Você tem que colocar os componentes antes do processo de soldagem que você faz usando esta máquina.
  • Máquina de solda de refluxo: Você emprega esta máquina para soldagem por refluxo de componentes que você monta na superfície.
  • Equipamentos de reparo e inspeção: Permite inspecionar a placa e identificar eventuais defeitos.
  • Máquina de impressora de tela de pasta de solda: Você emprega esta máquina em pasta de solda de impressão de tela para a placa.
  • Equipamento de limpeza com solvente: Esta máquina é útil para remover o fluxo de solda residual após o processo de solda.

O que é uma máquina de impressão de pasta de solda SMT?

A aplicação de pasta de solda na placa é o primeiro estágio na montagem da placa de circuito impresso.

A pasta de solda é uma substância cinzenta que consiste em partículas de liga metálica geralmente compostas de prata, chumbo e estanho que você usa para fixação de componentes.

Ele age como um adesivo, mantendo a placa acabada junto com componentes que, de outra forma, não grudariam sem essa pasta.

Você posiciona um estêncil sobre o quadro antes de aplicar a pasta.

Você pode usar um painel de aço inoxidável com perfurações como o estêncil PCB. Você aplica pasta de solda sobre o estêncil no espaço permitido para a instalação do componente.

Figura 2 máquina de impressão de pasta de solda SMT

A máquina de impressão de pasta de solda permite que você distribua cuidadosamente pasta de solda na placa.

A pasta de solda funciona como uma cola que protege as conexões na placa de circuito impresso.

Antes de aplicar a pasta, você posiciona um estêncil sobre o PCB que geralmente é um painel de aço inoxidável. Este painel cortou furos identificando as peças da placa que você precisa para a fixação do componente e onde você aplica a pasta.

Você mantém o estêncil e o PCB em posição na máquina da impressora durante a aplicação da pasta de solda.

Um dispensador então libera quantidades definidas de pasta de solda para as almofadas enquanto uma lâmina espalha a pasta uniformemente.

A pasta de solda aparece com destaque nas áreas desejadas após a remoção do estêncil.

Como funciona uma máquina de inspeção de pasta de solda SMT?

Você acha que a impressão de pasta de solda ruim ou inadequada contribui para uma grande porcentagem de dificuldades na soldagem.

Consequentemente, é importante e vital verificar a impressão correta e precisa da pasta de solda na placa.

Na produção de PCB em pequena escala, é suficiente usar um processo de impressão confiável para sua pasta de solda. No entanto,

a produção de PCB em larga escala requer o uso de uma máquina de inspeção para evitar despesas significativas de retrabalho.

Uma máquina de inspeção de pasta de solda emprega câmeras que podem capturar imagens 3D para avaliar a qualidade da pasta de solda.

Você baseia a qualidade em parâmetros como o volume de solda, seu alinhamento e dimensão.

Onde houver inconsistência com os parâmetros definidos, a máquina destaca, permitindo que você faça correções.

Você pode empregar inspeção óptica automatizada ao lado desta máquina para examinar efetivamente o processo de impressão.

Quais configurações você pode empregar com a máquina de impressão de pasta de solda SMT?

Uma máquina de impressão de pasta de solda é necessária para a aplicação de pasta de solda na placa antes da fixação dos componentes.

Você pode empregar diferentes equipamentos para triagem de máscara de solda, considerando o nível de automação e o tamanho da placa.

Você tem três tipos de configuração de sistemas de impressão de pasta de solda que podem ser de mesa, autônomo ou em linha.

Eles incluem:

  • Manual: Você realiza os processos nesta máquina manualmente.
  • Semiautomático: Com esta máquina de impressão em pasta de solda, você encontra alguns processos automáticos com execução manual. Por exemplo, você descobrirá que a capacidade de alinhamento da visão é manual.
  • Totalmente automatizado: Aqui, todos os processos são controlados por computador utilizando configurações pré-programadas, incluindo alinhamento automático.

O que você prefere um estêncil sobre uma tela em máquinas de impressão SMT?

A preferência dos estênceis sobre as telas se deve à maior precisão de imagem, controle de volume e vida útil estendida.

As telas encontram uso mínimo, no entanto, o material de estêncil mais frequente é o aço inoxidável com latão e molibdênio como outras opções.

Você encontra gravura química o método mais popular na fabricação de estênceis.

No entanto, outros métodos, como niquelagem sem eletrodo, eletropolimento, eletrodeposição e corte a laser, são opções ao considerar o passo.

Você pode aplicar pasta de solda em várias espessuras de vários tipos de substratos de componentes SMD empregando estênceis de espessura escalonada.

Aqui, você garante que as aberturas do estêncil estejam em perfeito alinhamento com os padrões de terreno para impressão de passo fino.

Como você emprega uma máquina de limpeza com solvente?

Após a soldagem, você emprega equipamentos de limpeza com solvente para eliminar resíduos de fluxo e contaminantes de um conjunto de placa de circuito.

Você emprega pastas de solda que são solúveis em água e fundentes na maioria das produções em grande escala que requerem água desionizada para limpeza.

Além disso, o uso de pastas de solda com baixo fluxo de resíduos e menos demandas de limpeza é comum atualmente. No entanto, ao selecionar o equipamento de limpeza com solvente para sua PCB, você deve considerar vários fatores.

O tipo de fluxo que você emprega e os requisitos de limpeza influenciam a escolha do solvente e do equipamento de limpeza.

Os esforços para erradicar os clorofluorcarbonos (CFCs) e outros produtos químicos que destroem a camada de ozônio iluminaram o processo de limpeza da montagem do PCB.

Atualmente, você encontra montagens de PCB eletrônicas que empregam solda com tipos de fluxo e pasta de solda que necessitam de limpeza após o processo de soldagem.

Ao usar fluxos à base de resina, sua natureza isolante pode transmitir substância pegajosa, tornando-os insignificantes para testes elétricos.

A limpeza de fundentes e pastas de solda aprovados para uso militar exige requisitos militares, juntamente com testes de contaminação iônica.

Assim, você evita contaminação e danos ao conjunto pelo excesso de fluxo.

Você pode eliminar o fluxo de resina puramente por razões estéticas e também como um processo antes da aplicação de um revestimento isolante.

Quando você tem que empregar fluxo ou pasta de resina, misturas semi-aquosas, detergentes específicos e solventes que não destroem a camada de ozônio são aconselháveis.

Independentemente de sua escolha, o custo do seu equipamento depende da aquisição do material, enquanto as soluções alternativas exigem conhecimento do tipo de fluxo.

Ao escolher uma tecnologia de limpeza, considere o produto fabricado, desempenho, impacto ambiental e custo.

O que é uma máquina de distribuição de cola?

A máquina dispensadora de cola libera pedaços de cola na placa de circuito para segurar os componentes antes da soldagem dos contatos.

Figura 3 Máquina dispensadora de cola

Isso é especialmente crítico durante a soldagem por onda, cuja força da onda pode deslocar componentes maiores e também durante a execução de soldagem de dupla face.

Como funciona uma máquina Pick-and-Place?

Após a construção da placa, você deve posicionar com precisão os componentes com uma placa contendo até milhares de componentes.

Enquanto a colocação de componentes era anteriormente manual usando ferramentas como pinças, hoje você emprega equipamentos automáticos.

Essas máquinas podem colocar vários componentes simultaneamente em uma placa com rapidez e precisão. A máquina pick-and-place é uma máquina que pega os componentes antes de colocá-los com precisão no local desejado da placa.

Figura 4 máquina de pegar e colocar

A máquina pick-and-place permite realizar este processo sem exaustão e com maior grau de precisão.

Essas máquinas aspiram os componentes antes de organizá-los precisamente em cima das áreas de solda.

A colocação é a uma velocidade vertiginosa, com máquinas capazes de trabalhar 30,000 componentes a cada hora.

Como a seção mais importante de uma linha de produção, as máquinas pick-and-place representam cerca de metade do custo total.

Você tem diferentes tipos de máquinas, com algumas capazes de trabalhar com uma ampla variedade de componentes e outras focadas em alguns tipos.

No entanto, essas máquinas, em média, são mais rápidas, mais precisas e mais flexíveis em comparação com as máquinas de inserção para componentes de furos passantes.

Que tipos de máquinas Pick and Place existem?

Você encontra dois tipos principais de máquinas pick and place: máquinas de passo fino, geralmente 0.5 mm, e máquinas de passo ultrafino (0.4 mm – 0.3 mm).

Os últimos exigem mais nitidez e precisão.

Você pode reduzir os danos dos cabos por meio de manuseio brusco, empregando essas máquinas para cortar e moldar os cabos do pacote de IC.

Como resultado, você melhora a precisão do procedimento.

As máquinas que você precisa para montar adequadamente os componentes de montagem em superfície variam de acordo com vários fatores.

Isso inclui o tipo de componente, o tipo de placa e a quantidade de fabricação.

Você pode alcançar a produção máxima utilizando uma máquina de coleta e colocação SMT dedicada.

Você também pode empregar um robô para colocação de componentes com as únicas limitações resultantes dos custos de desenvolvimento de software e hardware.

Que máquina você usa na perfuração de PCBs?

A furação de PCB refere-se à formação de furos e cavidades nas quais você insere componentes de furos passantes.

A perfuração de PCB é um processo mecânico e químico em que você perfura mecanicamente a placa antes de remover o material usando ataque eletrolítico.

Você pode empregar dois tipos diferentes de máquinas na perfuração de PCBs:

Broca Mecânica

Furadeiras mecânicas são menos precisos, mas simples de usar, empregando brocas de vários tamanhos para atingir os tamanhos de furos desejados.

Você pode empregar uma furadeira manual ou uma furadeira automática com diâmetros alcançáveis ​​limitados a cerca de 6 mils.

Figura 5 Furadeira mecânica

Você pode atingir cerca de 800 batidas para sua broca antes do uso quando usada em materiais de placa macia, como FR4.

No entanto, a contagem diminui quando você usa as brocas em materiais mais duros, como cerâmica.

Broca laser

Você pode conseguir pequenos furos de até 2 mils ao empregar uma furadeira a laser sem contato físico com a placa.

A máquina de perfuração a laser emprega um feixe de laser para extrair o material da placa criando furos precisos.

Embora você possa controlar facilmente a profundidade da perfuração com uma furadeira a laser, é um processo caro. Além disso, onde você tem diferentes materiais de placa, as características ópticas contrastantes dificultam a queima eficiente pelo feixe de laser.

Figura 6 broca a laser

Como funciona a máquina de solda de refluxo?

Ao colocar todos os componentes, você deve prendê-los por meio de um processo de soldagem.

A soldagem envolve a fusão do material de solda para criar conexões com propriedades condutoras entre os componentes e a placa.

A técnica de soldagem mais comum para componentes montados em superfície na montagem de PCB é a soldagem por refluxo.

Depois de preencher a placa, você a transfere para uma esteira e através de um forno enorme que você chama de máquina de solda por refluxo.

Figura 7 Máquina de solda de refluxo

A pasta de solda derrete e endurece à medida que passa por várias zonas definidas em temperaturas delicadamente controladas.

Como resultado, faz conexões elétricas formidáveis ​​entre as placas e os componentes através dos pads.

O movimento do PCB na máquina de solda por refluxo é feito por um sistema de transporte.

No interior da máquina ocorre o pré-aquecimento, derretimento, umedecimento, secagem e resfriamento da pasta de solda, fixando os componentes à placa.

O aspecto chave da soldagem por refluxo é usar uma fonte de calor externa para derreter a solda.

A solda derretida flui e entra nas almofadas para concluir a operação de solda da placa de circuito.

Quais são os tipos de máquina de solda de refluxo?

Na tecnologia de montagem em superfície, há uma variedade de procedimentos de soldagem por refluxo, cada um com seu próprio conjunto de vantagens e desvantagens.

Algumas das variáveis ​​de decisão mais importantes são o custo do equipamento, o custo de manutenção e o rendimento.

A seguir estão os procedimentos de soldagem por refluxo mais usados ​​na montagem de PCB:

Fase de vapor

A técnica de fase de vapor é extremamente adaptável, permitindo o uso em qualquer tipo de montagem, mas com um custo operacional maior do que o processo infravermelho.

Figura 8 máquina de solda de refluxo em fase de vapor

Você pode empregar muitos modelos de processo de fase para formatos em lote e em linha.

Infravermelho

O tipo infravermelho encontra uso comum queimando depósitos de filmes cerâmicos pesados, mas a uma temperatura consideravelmente maior.

Antes, você poderia usar o mesmo equipamento para soldagem por refluxo ao manusear substratos de vidro epóxi. Os resultados foram, no entanto, desastrosos com a queima da placa, carbonização e empenamento ocorrendo.

Quais são as zonas no forno de refluxo?

Você encontra as seguintes zonas no forno de refluxo:

  • Zona de pré-aquecimento: Esta é a zona principal onde você submete o conjunto da placa a um aumento de temperatura lento, mas uniforme.

Você evita rachaduras resultantes de choque térmico como resultado.

  • Zona de imersão térmica: O nível de temperatura nesta zona é tal que derrete a pasta de solda que prende os fios às almofadas da placa.
  • Zona de refluxo: Também o “tempo acima do refluxo”, é onde você atinge a temperatura máxima da máquina.

A natureza dos componentes na placa de circuito impresso e a capacidade de resistência térmica da placa determinam o valor da temperatura de pico.

  • Zona de resfriamento: Refere-se à zona final onde o resfriamento do conjunto da placa de circuito impresso é constante, permitindo a solidificação das juntas de solda.

Figura 9 Forno de refluxo

Quais são as vantagens de usar uma máquina de solda de refluxo?

Você acha que o emprego da máquina de solda por refluxo é benéfico da seguinte maneira:

Mais adequado para montagem complexa

A soldagem por refluxo é específica para a tecnologia de montagem em superfície, onde satisfaz as demandas de montagem desafiadora.

A soldagem por refluxo é a única maneira de modelar componentes como o QFN e o BGA.

Excelente qualidade de solda

O forno de refluxo emprega ar quente no processo para iniciar a convecção e a condução.

Você obtém uma temperatura consistente, excelente qualidade de solda e um efeito de solda altamente desejável.

Você pode produzir em massa

A soldagem por refluxo tem uma alta eficiência de soldagem.

Você pode copiar os parâmetros de solda indeterminadamente ao estabelecer uma temperatura desejada, tornando-a ideal para fabricação em massa.

Como funciona a máquina de solda por onda?

Uma máquina de solda por onda deriva seu nome do processo de solda em que você atravessa o conjunto da placa através de uma onda de solda quente.

Você aplica uma camada de fluxo sobre os fios dos componentes e as terras de solda como um procedimento de limpeza, garantindo a aderência adequada.

Um processo de pré-aquecimento segue a aplicação de fluxo para evitar choque térmico.

Você então atravessa a placa através de uma contenção de solda derretida, onde ela interage com uma onda de solda.

A onda de solda une os contatos do componente às almofadas de solda na placa.

Em comparação com a solda por refluxo, a solda por onda encontra uso menos comum devido a muitos componentes da placa serem SMT.

A solda por onda é específica para componentes de furos passantes.

Com a solda por onda, o tempo de contato da placa em alta temperatura é curto, reduzindo a ocorrência de empenamento.

Além disso, o processo é suficientemente eficaz resultando em junções de solda de grande qualidade.

Que equipamento você emprega no teste de PCB?

Os fabricantes devem garantir que não haja peças defeituosas no PCB e que a placa funcione de acordo com o projeto.

Portanto, uma inspeção da placa é necessária, bem como testes para problemas de desempenho, como conexões elétricas interrompidas.

Inspeção Ótica Automatizada (AOI)

Um sistema AOI descobre falhas iniciais no processo de fabricação.

Ele tira fotos da superfície da placa usando câmeras HD criando imagens para exame.

Você compara essas imagens com o design da placa de referência, identificando quaisquer desvios e disparidades. Esta máquina pode destacar componentes ausentes, posicionamentos incorretos, shorts e até marcas de abrasão.

Máquina de teste em circuito (ICT)

Esta máquina envolve um acessório conhecido como 'cama de pregos' composto de pinos pogo com molas.

Em sua configuração, cada pino faz contato com um nó no circuito da PCB.

Você posiciona PCBs completos nesses pinos antes de submetê-los a uma prensa permitindo a conexão de vários pontos de teste simultaneamente.

O leito de pregos transporta os sinais de teste da placa por meio dessas conexões, avaliando a funcionalidade e desenterrando falhas elétricas na continuidade.

As tábuas examinadas desta forma podem ter pequenas reentrâncias nos pontos de conexão onde os pregos fazem contato.

No entanto, é um indicador positivo, pois sugere o rigor do processo de investigação do conselho.

Qual equipamento de solda passante você precisa?

Ao trabalhar em um PCB empregando tecnologia de passagem, os seguintes equipamentos são úteis:

Máquina de solda por onda: Esta é a máquina mais importante composta por várias seções como segue: transportador de correia, pulverizador de fluxo e almofada de pré-aquecimento.

Ele também possui um recipiente de solda derretida que gera a onda de solda através da ação da bomba.

Pote de solda: Esta máquina compartilha o princípio de operação da máquina de solda por onda, mas em escala reduzida.

É simplesmente um recipiente com solda derretida que permite realizar solda por imersão.

Você pode empregar equipamentos manuais na montagem de PCB?

Sim, você pode.

Você considera o equipamento manual útil para procedimentos de fabricação e reparo em pequena escala.

A seguir estão algumas das ferramentas e equipamentos mais importantes.

  • Soprador para ar quente
  • Ferramentas de proteção e prevenção ESD
  • Estação de Ferro e Solda
  • Microscópio e Lupa
  • Alicates e cortadores
  • chaves de fenda
  • Máquina de solda de solda
  • Materiais de solda, incluindo fio de solda, pasta de solda e fluxo.

Quando você emprega o forno de cozimento SMT?

Na tecnologia de montagem em superfície, o forno de cozimento ou cura encontra uso no processo de soldagem de componentes.

A passagem do conjunto PCB pelo forno pré-aquece a pasta de solda, antes de derreter, molhar e finalmente secar.

Você emprega o SMT forno de cozimento em três tipos de montagem em superfície: Tipo I, Tipo II e Tipo III.

Ao realizar o processo de solda para Tipo I e Tipo II, a cura em um forno minimiza as falhas de solda.

Além disso, para componentes SMD Tipo III, a cura em um forno é um pré-processo essencial antes do processo de soldagem.

Figura 10 Forno de cozimento SMT

Você precisa de um forno de cozimento para realizar a cura adesiva e o cozimento da pasta de solda, o que pode acontecer no mesmo ou em fornos diferentes.

Ao usar um forno de convecção ou infravermelho, você não precisa de fornos separados para cozimento de pasta de solda e cura adesiva.

Você pode realizar ambos os processos além da solda de refluxo principal usando o mesmo forno.

O volume necessário determina se você combina ou não cura adesiva, refluxo de solda e cozimento de pasta de solda no mesmo forno.

Isso também significa que você escolheu o método de convecção em vez de métodos alternativos, como solda por correia de convecção, solda a laser ou fase de vapor.

Os fornos de convecção encontram mais uso ao trabalhar com componentes montados em superfície atualmente, do que qualquer outro tipo de forno.

Que equipamento de reparo de PCB você pode empregar?

O reparo de equipamentos ao remover e substituir componentes eletrônicos envolve ferramentas de montagem e equipamentos que empregam pontas condutoras ou soprador (ar quente).

Ferramentas com capacidade condutora, como acessórios para ferro de solda, são muito acessíveis.

Existem diferentes pontas de várias formas, tamanhos e designs para encaixar em uma variedade de componentes de furos passantes e SMD.

No entanto, sua utilidade é limitada, mas outras pontas chamadas de pontas compostas, com componentes de aquecimento integrados, estão disponíveis a preços mais altos.

Tal ponta pode ter controle digital de temperatura com proteção contra descarga eletrostática durante o processo de soldagem.

Você também encontra estações de retrabalho empregando ar quente através de bicos de vários diâmetros para diferentes componentes a um custo maior.

O uso desta máquina garante reparos sem danos, tornando-a ideal para montagem em superfície e retrabalho e reparo BGA.

Você também encontra sistemas em linha para reparo e retrabalho disponível, embora a custos elevados.

No entanto, o equipamento de reparo pode ser manual e não automatizado, a menos que você opte por sistemas premium construídos para trabalho de alto volume.

Além disso, mesmo ao realizar reparos em grande escala, você não precisa empregar equipamentos de reparo automatizados.

Em vez disso, você deve monitorar de perto o processo para minimizar a taxa de falha.

Para todos os seus equipamentos de montagem de PCB, entre em contato com a Venture Electronics agora.

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