SMT Contenido OBJETIVO GENERAL ............................................................................................ 5 COMPONENTES ELECTRÓNICOS....................................................................... 5 Placa de circuito impreso – PCB (Printed Circuit Board) .......................................... 5 Componentes por tipo de montaje ....................................................................... 8 Componentes Through Hole – Nomenclatura....................................................... 10 Componentes SMT (SMD)................................................................................. 11 Control de Descargas Electrostáticas - ESD ................................................................ 14 Tipo de Daños.................................................................................................... 15 Dispositivos para control de ESD........................................................................... 16 Componentes sensibles a la humedad ................................................................. 19 Equipo para horneado de componentes................................................................ 21 Almacenamiento de componentes..................................................................... 21 Clasificación de Ensambles de acuerdo a IPC 610-A ........................................... 23 Clasificación de ensambles por el tipo de tecnología de manufactura............... 24 Ensambles ......................................................................................................... 24 Uso de carros o magazines ............................................................................... 25 Conceptos Básicos de soldadura.......................................................................... 27 Mojado (Wetting)................................................................................................ 27 No Mojado(NoWettingo Dewetting). .................................................................. 27 La función del fundente (Flux) ............................................................................... 28 Unión de Soldadura............................................................................................. 28 Flux o Fundente ................................................................................................. 29 Clasificación de los Fluxes..................................................................................... 30 Tipos de Soldadura más comunes..................................................................... 31 Soldadora de ola.................................................................................................. 37 Soldadura No Aceptable (Defectos comunes) ............................................................ 38 Introducción al estándar IPC-A-610 criterios de aceptabilidad................................... 40 IPC= Institute Of Printed Circuits (Instituto de Circuitos Impresos).................... 40 Niveles de Aceptabilidad............................................................................................ 41 Contenido del IPC.............................................................................................. 42 3
SMT Rastreabilidad del producto................................................................................... 42 Configuración de línea de producción - SMT ................................................................. 45 Sub-Procesos relacionados a impresión de soldadura en pasta...................................... 53 Colocación de componentes throughhole................................................................... 60 Inserción manual de componentes .................................................................... 61 Preforme de Componentes ................................................................................ 61 Depanelizado de tablillas ............................................................................................ 65 Proceso de soldadura Through Hole..................................................................... 67 Pruebas eléctricas ............................................................................................... 69 Conformal Coating .................................................................................................. 71 4
SMT OBJETIVO GENERAL Antecedentes Los primeros componentes electrónicos eran grandes, frágiles, para formar el circuito eléctrico /electrónico se unían por medio de soldadura manual uno con otro, con cables o tiras de anclaje, lo cual era difícil de instalar, soldar y reparar. Era un trabajo artesanal. Continua la innovación en los 70´s y 80´s. Surgen los semiconductores lo cual da paso a la miniaturización y los ahora los componentes electrónicos se insertan en un circuito impreso, se introduce la soldadura en masa por medio de soldadoras de ola. A finales de los 80´s y 90´s surge el concepto de montaje superficial de componentes o SMD, inicialmente los componentes se pegaban al circuitoimpreso con adhesivo para posteriormente ser soldados en procesos de soldadora de ola. Inicios de los 90´s surge el concepto de soldadura en pasta y con el concepto Tecnología de Montaje Superficial como lo conocemos hoy incluyendo tecnologías de soldadura por reflujo en hornos de convección. COMPONENTES ELECTRÓNICOS Placa de circuito impreso – PCB (Printed Circuit Board) Es una placa o tablilla que contiene el circuito eléctrico impreso para la interconexión componentes electrónicos. Contiene múltiples trazos o conexiones eléctricas y puede tener más de una capa de conexiones conectadas entre sí. Con el paso del tiempo las tablillas han evolucionado de una hasta decenas de capas de interconexión o layers que permiten reducir el tamaño conforme se incrementa miniaturización y la complejidad de los ensambles electrónicos. Función: Protegen de oxidación las áreas metálicas áreas que serán soldadas, desde que se finaliza el proceso de fabricación del PCB hasta que se completa el proceso de ensamble como producto final (PCBA). 5
SMT Esta protección de oxidación implica tanto la – vida de anaquel o shelflife, como el medio ambiente una vez que sale de su empaque original (MBB Moisture Barrier Bag) así como a través de las incursiones térmicas que requiere el proceso de ensamble, manejo y posibles procesos de limpieza (i.e. Tablillas mal Impresas o después de alguna reparación) Idealmente debe mantener las superficies soldables con mínimos niveles de oxidación. ¿Qué opciones hay en la industria? ➢ HASL - Hot Air Soldering Leveling (Pb ó Pb Free) ➢ ENIG - Electroless/Electrolytic Nickel Immersion Gold ➢ IWT/ImSn - Immersion Tin ➢ ImAg - Immersion Silver ➢ OSP - Organic Solderability Preservative ➢ Plasma ➢ OM - Organic Metal Cada uno tiene diferente tiempo de vida útil y requerimientos específicos de manejo y almacenamiento. ¿Vida de Anaquel (Shelf Life)? Tablilla y Componentes Tiempo que se garantiza el material conservara sus propiedades MINIMAS aceptables de soldabilidad en condiciones óptimas de almacenamiento y manejo (MBB). No es que el material deje de ser funcional inmediatamente después de este periodo pero la soldabilidad va gradualmente en detrimento contra el tiempo y condiciones de almacenamiento, se recomienda pruebas de soldabilidad al terminar el tiempo de vida de anaquel. Definición: Un PCBA es un conjunto completo, resultado de ensamblar en el PCB todos los componentes electrónicos necesarios para que la placa funcione según el propósito para el que fue diseñado. 6
SMT Hay dos métodos principales para ensamblar un PCBA. 1. Tecnología de montaje superficial (SMT), que es un proceso que implica el montaje de componentes electrónicos en la superficie del PCB. 2. Tecnología Inserción Mecánica a través de un orificio o “Through Hole”. Implica una PCB con orificios a través de los cuales se pueden conectar componentes electrónicos. Es una tecnología más antigua que SMT sin embargo crea una conexión mecánicamente más robusta, duradera y confiable entre el PCB y los componentes, es la razón que aun hoy día sigue Definición: Un componente electrónico es un dispositivo físico con una función electica específica, estos dispositivos se encapsulan o empaquetan de tal forma que tienen disponibles terminales externas donde puedan hacerse las conexiones físicas y eléctricas para formar un circuito eléctrico o electrónico (ensamble). Los métodos y materiales de empaquetamiento más comunes son con material cerámico o metálico o plástico o una combinación. La conectividad de estos dispositivos se hace por medio de las terminales metálicas externas, por lo cual podemos encontrarlos de diferente cantidad de terminales, formas y tamaños. 7
SMT Las placas de circuito impreso PCB pueden tener impresa la información de la nomenclatura de loscomponentes que pueden ser colocados en ella. Esta serigrafia en elPCBse conoce como SilkScreen. Las letras y números en la tablilla indican que tipo de componente colocar, su geometría y como debe ser colocado, alguna otra información adicional como el NP de la tablilla, lote o fabricante puede ser contenida Clasificación Los componentes electrónicos se clasifican de acuerdo a sus características físicas y eléctricas como sigue: Tipo de estructura • Discretos: Componentes que están encapsulados uno a uno de manera simple con pocas conexiones o terminales, (Resistencias, Capacitores, Diodos, Transistores, etc.) • Integrados: Componentes que están formados de un conjunto de componentes discretos embebidos y regularmente son conocidos como “Circuito Integrado • Electromagnéticos: Componentes diseñados para aprovechar laspropiedades electromagnéticas de los materiales (Transformadores, Inductores) • Electroacústicas: Componentes que transforman la energía acústica en eléctrica y viceversa (Micrófonos, Altavoces, Bocinas, etc.) • Optoelectrónicos: Componentes que transforman la energía lumínica en eléctrica y viceversa (LEDs, Celdas Fotoeléctricas, etc.) • Eléctricos: Componentes que administran las propiedades eléctricas, resistencia, capacitancia, inductancia, etc. Componentes por tipo de montaje Existen dos tipos primarios de componentes electrónicos en base a su tecnología de montaje, es decir dependen de la forma en que son ensamblados en una tablilla electrónica. 8
SMT Un grupo llamado “A través del Orificio” (Through Hole) Estos componentes tienen terminales que se montan en los orificios de la tablilla y la atraviesan Otro grupo llamado “Dispositivos de Montaje Superficial” (SMD). Estos componentes están diseñados para ser colocados sobre la superficie tablilla haciendo contacto con los pads (áreas soldables de la tablilla) Componentes Through Hole Estos componentes cuentan con terminales de metal rígido que sobresalen del cuerpo de los componentes y se clasifican en diferentes grupos Componentes Axiales (Horizontales) Tienen dos terminales que se extienden a cada lado del cuerpo del componente y deben ser dobladas para ensamblarse en la tablilla. Componentes Radiales. (Verticales) Tienen dos o más terminales en la parte de abajo del cuerpo del componente 9
SMT Componentes SIP (Single Line Package) Tienen una línea terminal en la parte de abajo del cuerpo del componente Componentes DIP (Dual InLine Package) Tienen dos líneas terminales en la parte de abajo del cuerpo del componente Componentes Through Hole – Nomenclatura. 10
SMT Componentes SMT (SMD) También conocidos como componente tipo SMD (Surface Mount Device). Se suelda de forma directa a la superficie de laPCB a través de los pads. SMD Pasivos: Utilizan una amplia variedad de encapsulados. Normalmente llamados resistencias, capacitores e inductores. SMD Activos: Transistores y diodos; Encapsulado de plástico. Las conexiones son a través de terminales que se sueldan al pad de laPCB Tienen Polaridad. Circuitos integrados; Disponibles en una amplia gama de encapsulados, dependiendo el número de terminales que se requiere. Los hay con poca complejidad que solo requieren pocas conexiones y hay otros, como los microprocesadores que pueden llegar a tener cientos o miles de conexiones 11
SMT Los componentes deSMT pueden encontrarse con diferentes tipos determinales Nomenclatura. 12
SMT Los componentes pueden estar en diferentes presentaciones de empaque. 13
SMT Algunos componentes vienen en empaque especiales para protegerlos de descargas electrostáticas ESD o de la humedad del ambiente MSD Control de Descargas Electrostáticas - ESD Acumulamiento de carga eléctrica en un cuerpo, también conocida como Electrostática Se produce al frotar o separar dos cuerpos, esta carga eléctrica permanece en reposo esperando ser liberada La Descarga Electroestática (ESD-ELECTROSTATIC DISCHARGE) es la transferencia rápida de una carga eléctrica entre materiales de potenciales eléctricos diferentes. 14
SMT Para controlar la DESCARGA ELECTROESTÁTICA se comienza entendiendo como es que genera la CARGA ELECTROESTÁTICA Tipo de Daños EI daño por ESD es causado por una energía eléctrica generada en una fuente estática, ya sea que ésta haya sido aplicada o por la cercanía a dispositivos generadores de Energía Estática. Daño Catastrófico Se presentan fallas de componentes o ensambles electrónicos durante pruebas estructurales o funcionales. Daño Latente No se presentan fallas durante pruebas eléctricas ni funcionales a los ensambles más sin embargo se reduce el tiempo de vida del ensamble Daños por ESD no visibles 15
SMT Sensibilidad de componentes Dispositivos para control de ESD El control básico de ESD es relativamente simple cuando se proporcionan con dispositivos adecuados para el control de ESD y se siguen las medidas de prevención correspondientes. (Bata, Talonera, Pulsera, Zapato, Tapetes, Charolas, etc.) Losdispositivosdebenserutilizadospara: • Aislar descargas • Aterrizarlasáreasdetrabajoo anosotrosmismos Dispositivos para aislar descargas Bata Antiestática • Todos los botones deben estar cerrados • Puños en contacto con la muñeca • No se permite que las mangas estén levantadas (remangadas). • No se permiten alteraciones de ningún tipo (cortarla,quitarle las bolsas, rayarla, etc.,) ya que puede perder las propiedades disipativas. El período de reemplazo de esta prenda es cada ~ 6 meses por lo que es importante darle el uso adecuado, NO usar blanqueadores o suavizante de telas y NO planchar. 16
SMT Dispositivos para aterrizar o conducir a tierra eléctrica las ESD Dispositivos para aterrizar o conducir a tierra eléctrica las ESD Taloneras Electrostáticas • Debe verificar las taloneras al ingresar a las instalaciones y después de los dos períodos de descanso. • NO se recomienda salir con las taloneras puestas, estas deberán ser retiradas o levantadas antes de abandonar las instalaciones de la empresa. El período de reemplazo de este dispositivo está sujeto a los resultados de prueba, asegúrese de cambiar las taloneras cuandoen los probadores le aparezca FAIL. Después de haber descartado que la falla no sea por una colocación incorrecta o 17
SMT Dispositivos para aterrizar o conducir a tierra eléctrica las ESD Pulsera Antiestática Es un requisito para todos las personas cuyas actividades las deban realizar sentados. Importante: • Debe verificar su pulsera al igual que su talonera ~ 3 veces al día. • Si cuenta con monitores en su estación de trabajo, debe tener la pulsera conectada siempre ya que este equipo verifica que su pulsera este funcionando correctamente. -No debe alterar ni desconectar los monitores. El período de reemplazo de este dispositivo esta sujeto a los resultados de la prueba, asegúrese de cambiar la pulsera cuando en los checadores le aparezca FAIL. Después de haber descartado que la falla no sea por una colocación incorrecta o por falta de humectaciónen la piel. 18
SMT Componentes no herméticos Los componentes electrónicos MSD se clasifican de acuerdo a su capacidad para absorber humedad del medio ambiente. Se debe monitorear / controlar el tiempo que componentes sensibles están expuestos al medio ambiente, esto para evitar daño ya que cuando loscomponentes son sometidos a altas temperaturas durante el proceso de soldadura por reflujo, la humedad absorbida por el componente de SMT/SMD produce presión de vapor que puede llegar a dañar o destruir el empaque/ cuerpo o el elemento interno, o dejar un dañolatente Componentes sensibles a la humedad Comportamiento de componente con humedad durante el reflujo Daños en componente sensible a la humedad Clasificación de componentes sensibles a la humedad de acuerdo al estándar IPC-J-STD-020 19
SMT Los componentes electrónicos sensibles a la humedad se protegen utilizando un “Empaque hermético seco” (Al Vacío) Cámaras de baja humedad, herméticas y/o purgadas con Nitrógeno 20
SMT Equipo para horneado de componentes Para conservar la calidad de los componentes y protegerlos contra daños y deterioros el almacenamiento de estos debe ser de acuerdo con las características y recomendaciones del fabricante según corresponda. Almacenamiento de componentes Todos los materiales tienen un tiempo de vida de anaquel o vida de uso asumiendo condiciones de almacenamiento optimas, típicamente de este periodo es de un año más. Las etiquetas originales del manufacturero/distribuidor deben permanecer visibles y legibles durante la vida útil del material. Se debe evitar removerlas, dañarlas ó taparlas ya que, en caso de algún problema o dudacon el material, se debe tener acceso esta información por parte del proveedor 21
SMT Etiqueta de Manufacturero Etiqueta de identificación del material de la compañía. Nota: Al recibir el material, esta etiqueta se crea. Los rollos de material deben ser colocados en contenedores de material conductivos y los racks o carruseles deben estar aterrizados, si no es posible este tipo de almacenamiento entonces los rollos deberán permanecer dentro de una bolsa metálica ESD hasta que vayan a ser usados. Algunos materiales requieren baja humedad Definición Cuando un grupo de componentes electrónicos son colocados en una tablilla (PCB) para realizar alguna función específica se conoce como Ensamble Electrónico o PCBA. La fabricación de ensambles electrónicos SMT son creados siguiendo una secuencia de procesos, imprimiendo la soldadura ensamblando los componentes y luego soldando los componentes en la tablilla o PCB de manera manual o con un proceso industrializado (reflujo, soldadora de ola, etc.) 22
SMT Clasificación de Ensambles de acuerdo a IPC 610-A Clase I Productos Electrónicos En General: Incluye productos apropiados para aplicaciones donde el principal requerimiento es la funcionalidad del ensamble completo. La clasificación no tiene que ver con la complejidad del ensamble; sino con la confiabilidad o periodo esperado de vida útil o de garantía. Clase II Productos electrónicos de Servicio especializado: Incluye productos donde se requiere un funcionamiento continuo y donde un servicio sin interrupciones es deseable, pero no crítico. Típicamente, el ambiente de uso no causará fallas. Clase III Productos Electrónicos De Alto Rendimiento Y Confiabilidad: Incluye productos con un rendimiento y confiabilidad continuos, donde la demanda es crítica y las interrupciones no pueden ser toleradas. El uso final es comúnmente muy severo, y el equipo debe funcionar cuando se le requiere, tal como soporte de vida ú otros sistemas críticos. 23
SMT Clasificación de ensambles por el tipo de tecnología de manufactura. Criterios generales de la Industria. Los ensambles de montaje superficial SMT se clasifican en dos tipos y tres clases Tipo 1: Ensamble con componentes solo en un lado de latablilla Tipo 2: Ensamble con componentes en los dos lados de la tablilla ➢ Clase A: Solo componentes de Through Hole ➢ Clase B: Solo componentes de SMT ➢ ClaseC: Contiene componentes de ambas tecnologías Ensambles Ensamble solo con componentes de SMT en un solo lado de la tablilla Ensamble solo con componentes de Through Hole y de SMT en un solo lado de la tablilla Ensamble con componentes de ThroughHole en uno o ambos lados de la tablilla 24
SMT Ensamble con componentes de SMT ambos lados de la tablilla Ensamble con componentes de SMT ambos lados de la tablilla con + Through Hole Uso de carros o magazines Para evitar daños en las tablillas se pueden almacenar en carros y/o magazines ESD. Se debe dejar espacio entre cada PCB para evitar dañar los componentes de SMT al momento de meter / sacar las tablillas. Correcto Incorrecto Uso de charolas Para tablillas grandes / pesadas o con componentes grandes se recomienda utilizar charolas ESD. La cantidad de piezas por charola debe ser calculada por el grupo de Ingeniería y definida en las instrucciones de trabajo. 25
SMT Cuando no este definido en las instrucciones de trabajo se deben dejar 2 dedos ( ~ 1 Pulgada) de espacio entre PCBAs Uso de Estantes o Carritos El material discrepante que se considere como “Scrap” debe ser tratado de la misma manera que el producto conforme, hasta que los departamentos de Ingeniería, Calidad y Producción determinen que dicho material no puede ser utilizado y/o reparado. Todo material considerado scrap debe ser colocado en una estación especificada como “Estación de Scrap” 26
SMT Conceptos Básicos de soldadura Mojado (Wetting). Interacción que se produce entre la soldadura en estado líquido y la superficie sólida metálica de la pieza a soldar. (Superficie del PCB y Superficie de las terminales del componente). Esto es fundamental para formar uniones de soldadura de calidad y confiables Soldadura No Mojado(NoWettingo Dewetting). Hay una barrera de oxido en la superficie que previene a la soldadura liquida a fluir o mojar las superficies que impide lograr una correcta unión de soldadura. 27
SMT La función del fundente (Flux) La función principal del fundente o flux es eliminar químicamente la capade óxido de las áreas a soldar para permitir que la soldadura fundida flujay moje los metales a soldar. Esto se llama “acción de mojado”. Unión de Soldadura Las uniones de soldadura son uno de los métodos más populares para conectar componentes metálicos (Mecánicamente y Eléctricamente) mediante soldaduras usando aleaciones metálicas de relativo bajo punto de fusión. La soldadura puede estar compuesta de una mezcla o aleación dos o másmetales y existen diferentes configuraciones o alecciones usadas en la industria, las aleaciones más comunes son: 28
SMT Flux o Fundente Material sólido (Crema) o líquido, el cual tiene algunas funciones principales entre otras: • Remover el óxido de las superficies metálicas a soldar • Evita que se re-oxiden las superficies durante el proceso de sueldado. • Promueven el flujo o mojado de la soldadura • Ayuda a transferir el calor más rápidamente. Ingredientes del Flux ✓ Resina: Natural ó Sintética. Provee características de flujo y actividad. ✓ Solvente:Disuelveresinayactivador. ✓ Activadores: Reducen y limpian óxidos. ✓ **Aditivos Reológicos: Modifican la reología y la viscosidad para mantener en suspensión la mezcla de polvo, de flux y de sus constituyentes ✓ Otros Aditivos: Ayudan a reducir tensión superficial y otras características. 29
SMT Clasificación de los Fluxes IPC J-STD-004B Requirements For Soldering Fluxes Tipos de Fluxes No Clean Vs Clean ❖ No Clean o Sin Lavado ➢ Las características de estos materiales permiten que en la mayoría de las aplicaciones no se requiera lavado o limpieza de los residuos. ➢ Mas Sin embargo implica controles de proceso estrictos a seguir para garantizar que los materiales de soldadura son procesados adecuadamente y con ello se reduzca elriesgo de tener problemas de confiabilidad eléctrica. ➢ Entreestos controles deprocesoimplican ➢ La selección de los materiales (Flux) ➢ Temperaturas de soldado controladas (Perfiles térmicos) ➢ Cantidad de Flux aplicado ➢ Otros. 30
SMT Tipos de Soldadura más comunes ¿Qué es la soldadura en pasta? 31
SMT Presentaciones más comunes Características críticas de las soldaduras en pasta Contenido de Metal • Tamaño dePartícula • Viscosidad • Aleación • Tipo de Flux (Fundente) Composición de la Soldadura en Pasta Mezcla homogénea de: POLVO de soldadura y FLUX en pasta. Que se usa para unir dos partes metálicas al ser sometida a calor suficiente depende principalmente de la Aleación. Composición Típica para procesos de Impresión: 90% de Metal / 10% de Flux (Por Peso) 50% de Metal / 50% de Flux (Por Volumen) Polvo de Soldadura Material metálico de forma esférica dentro de un rango de tamaño de diámetros según la aplicación. Se compone de una aleación o mezcla homogénea de dos o más metales. 32
SMT Fundamentos proceso de soldadura Objetivo: Consolidar de laformación de lasuniones de soldadura de buena calidad y confiables. Por medio de transferencia de calor uniforme, se hace fundir, mojar y coalecer la soldadura para formar uniones eléctricas y mecánicas. Confiables y que cumplan criterios de aceptabilidadinternos, del clienteo dela industriaen general i.e. IPC-A-610, según sea el requerimiento El prolongado tiempo de contacto, calor excesivo, presión o movimiento pueden causar daños a latablilla y o a los componentes. El tipo y tamaño de punta del cautín debe ser el adecuado. La temperatura de operación depende del tipo de equipo, la masa térmica yla aleación de la soldadura entre otras variables. 33
SMT Corte seccional del alambre de soldadura Selección del diámetro 34
SMT Cautín Consideraciones ❖ Temperatura De La Punta Típica 350°C-400°C (unión de soldadura debe alcanzar~40°C por arriba del punto de fusión) ❖ Tipo De Punta Geometría para optimizar trasferencia térmica ❖ Velocidad De Recuperación Potencia del Cautín / Tipo de Punta ❖ Variación De La Temperatura En descanso Con carga ❖ Capacidad Térmica Potencia del Cautín / Tipo de Punta Estación de Soldado - Punta Del Cautín Consideraciones El tamaño y geometría debe ser tal que optimice el área de contacto,la transferencia de calor El tamaño y geometría de la punta dependen del componente 35
SMT Puntas de cautín - Cuidados básicos Como regla, use siempre puntas pequeñas para áreas o componentespequeños y puntas grandes para áreas a soldar grandes, esto para asegurar una mejor capacidad de transferencia térmica y una ejecución rápida y para evitar daños. Las puntas deben ser cambiadas cuando: ❖ Estén desgastadas y/o dañadas ❖ Ya no pueden estañarse La oxidación e impurezas se van acumulandoen las puntas cuando no se limpian durante largos tiempos o no son re-estañadas. Las puntas se deben de limpiar periódicamente (esponja húmeda NOmojada) Malla de cobre La malla solo es recomendada para remover excesos de soldadura o en operaciones de reparación o retrabajo. 36
SMT TapeKapton Tape especial que soporta altas temperaturas y es usado solo para proteger a los componentes sensibles a daños térmicos (por calor), a componentes sensibles o bien en operaciones de reparación o retrabajo. Soldadura por reflujo (Proceso SMT), horno de convección reforzada Pasos para este proceso: 1. Entra la tablilla al horno de reflujo 2. La tablilla se calienta gradualmente 3. La soldadura se hace liquida y moja las partes a soldar. 4. La soldadura se solidifica y se generan las uniones entre componentes y tablilla 5. Sale la tablilla de la maquina Soldadora de ola Pasos para este proceso: 1. Entra la tablilla a la soldadora de ola 2. Se aplica flux líquido a la tablilla 3. La tablilla se calienta gradualmente. 4. La tablilla hace contacto con soldadura líquida. 5. La soldadura moja las partes a soldar 6. Se generan las uniones entre componentes y tablilla 7. Sale la tablilla de la máquina 37
SMT Soldadura Aceptable ✓ Filete cóncavo ✓ Superficie lisa (sin poros) ✓ Llenado/cobertura completa ✓ “Buen mojado” ✓ Apariencia brillante Soldadura No Aceptable (Defectos comunes) 38
SMT 39
SMT Introducción al estándar IPC-A-610 criterios de aceptabilidad IPC= Institute Of Printed Circuits (Instituto de Circuitos Impresos) “El propósito principal del IPC es crear y mantener estándares para la industria electrónica que les ayuden como referencia para realizar sus actividades” La especificación o estándar A-610 Rev. xx del IPC, Contiene los Criterios Visuales de Aceptabilidad para los Ensambles Electrónicos. Todas las empresas cuyos clientes soliciten por contrato el uso de los criterios del IPC A 610 para las decisiones de aceptar o rechazar el producto deberán aplicar los criterios tal cual Introducción al estándar IPC-A-610 – Criterios de aceptabilidad 40
SMT Cuando tenemos dudas y preguntamos en muchas ocasiones, podemos quedar más confundidos, por lo que es importante tener una referencia gráfica. Todos tenemos diferentes formas de pensar, creer o sentir, por lo que se deben estandarizar los criterios, de manera que todos tengamos la misma información El primer documento que tenemos al alcance de la mano y en el cual están reflejados los requisitos del ensamble y delos componentes es una instrucción de trabajo, la cual debes consultar antes de iniciar con tu operación. El otro documento que debemos consultar cuando noencontremos algún criterio, es el IPC-A-610 que puedeestar disponible en electrónico en la red de la compañía ó de forma impresa, consultar al personal del departamento de Calidad para entender si aplica este estándar y donde poder acceder a el en forma física o electrónica Niveles de Aceptabilidad 41
SMT Contenido del IPC Rastreabilidad del producto Concepto Sistema que permite el seguimiento del producto por cada una de lasetapas de su proceso de fabricación monitoreando su avance y/o ubicación en el piso de manufactura. A cada unidad se le asigna una identificación única que permite el monitoreo de esa pieza a través de todo el proceso de manufactura. La información que se coloca en cada uno de los ensambles puede ser: ❖ Numero de ensamble ❖ Número de serie ❖ Fecha de fabricación ❖ Lugar de donde se ensambló ❖ Otros 42
SMT Identificación del producto Existen diversas formas para identificar las piezas que serán producidas Las identificaciones más comunes son: Código de barras Código QR ➢ Etiquetado: Colocación de etiquetas ➢ Marcado laser: Marcado de la tablilla utilizando un equipo laser ➢ Estampado: Impresión de identificación con pintura Etiquetado de tablillas Colocaciónde etiquetas impresas que contieneninformacióndelproducto.Estas etiquetas por lo general son impresas en la planta basándose en ordenes de trabajo (cantidad de unidades a producir de cierto ensamble),son colocadas y escaneadas al inicio del proceso de manufactura del ensamble. 43
SMT En SMT, se recomienda utilizar etiquetas de alta temperatura para evitar que se dañen durante el proceso de reflujo Grabado de información del producto en la tablilla por medio de un sistema de rayo laser que marcara un código predefinido a cada una de las unidades a producir. El material de la superficie se vaporiza o cambia de color con láser y deja una marca permanente Impresión de códigos de identificación con pintura. Este proceso requiere equipo especializado utilizando equipo de impresión de tinta o estampado (Sello) 44
SMT Configuración de línea de producción - SMT Flujo de proceso en una línea de producción en el área de SMT. Configuración estándar de una línea de producción en el área deSMT. Cargador de magazines Equipo para colocar magazines con tablilla electrónica que alimenta la línea de producciónSMT. Este equipo se instala al inicio de la línea. 45
SMT Las tablillas son cargadas manualmente en el magazine Objetivo del Proceso de Impresión PCB o Tablilla Virgen 46
SMT Objetivo del Proceso de Impresión Impresión dentro de criterios de aceptación Un depósito consistente de soldadura en pasta en cantidad, en geometría, en definición en el lugar correcto en cada impresión ¿Porque es importante el proceso de impresión? ➢ 70% de los defectos en proceso y en campo son atribuibles a defectos del proceso de impresión 47
SMT ¿Porque es importante el proceso de impresión? Controlar la impresión de soldadura en pasta es esencial para un montaje y unión de soldadura exitosa y confiable. Los procesos posteriores no pueden mejorar la calidad de las uniones de soldadura de un tablero mal impreso si no tiene la cantidad correcta de soldadura en el lugar correcto. Defectos causados por un volumen de pasta insuficiente crean una unión débil, que puede pasar las pruebas eléctricas y funcionales, pero incrementa la probabilidad de falla en campo. El monitoreo continuo del proceso de impresión Proceso de impresión de soldadura en pasta Se aplica una pasta de soldadura a la tablilla. La pasta solo se aplica en los lugares donde se soldarán los componentes y la parte restante de la placa permanece sin cambios. Para esto, se usa un proceso de serigrafia con una “impresora” que utiliza una plantilla o esténcil, para aplicar la soldadura enpasta en las partes adecuadas de la PCB. Los esténciles generalmente están hechos de láminas de metal y sus aperturas están diseñadas para colocar la soldadura pasta solo donde se necesita 48
SMT Herramentales– Screen Printer 1. Soporte base dedicada 2. Soporte Grid Lock 3. Soporte tipo barra 4. Base ajustable 5. Pines magnéticos Accesorio para dar rigidez y planicidad a la tablilla mientras se le coloca soldadura en pasta Stencil Contiene las aperturas donde se colocará soldadura en pasta 49
SMT Squeegees (navajas) Se utilizan para realizar el desplazamiento de soldadura en pasta sobre el esténcil Proceso de limpieza Para lograr una impresión de soldadura aceptable, uniforme repetible, el esténcil debe mantenerse en buenas condiciones. Durante la operación normal del proceso de impresión, el esténcil debe limpiarse / lavarse con una frecuencia preestablecida. Métodos de limpieza de esténciles • Limpieza automática en maquina impresora • Limpieza manual • Limpieza semiautomática (Ultrasonido o de spray) • Limpieza automática (Equipo externo ultrasonido o de spray) La limpieza manual de esténciles es el método más utilizado cuando el volumen de esténciles a limpiar es bajo. Es importante usar material de limpieza de esténciles que no deje pelusas o cualquier otro residuo en el esténcil. Este método también es utilizado cuando se establece que el esténcil debe ser lavado con una frecuencia muy corta (Cada 1 o 2 horas) Sub-Procesos relacionados a Impresión de soldadura en pasta 50