Procés-d’assemblatge-PCB

Procés pas a pas de muntatge de PCB

Exitós Montatge de PCB és una operació meticulosament coordinada que transforma una placa de circuit imprès nua —fabricada segons el vostre disseny exacte de PCB— en un producte dur hardware complet i funcional. Aquest procés és el nucli de la fabricació electrònica, que abasta des dels controls preparatoris dels vostres fitxers de disseny fins a les proves de qualitat de la placa muntada acabada. Aquí hi ha una visió detallada de cada etapa principal del Flux de procés de muntatge de PCB , incloent tots dos Tecnologia de Muntatge en Superfície (SMT) i Tecnologia de Forats Passants (THT) elements.

1. Disseny per a Muntatge (DFA) i Revisió Previa a la Producció

Abans que es col·loqui o soldi un sol component, els socis especialitzats en muntatge comencen amb una Revisió DFA (Disseny per a Muntatge) . Aquesta revisió és crucial per a un muntatge de PCB fluïd i sense errors:

• Integritat dels fitxers: Revisió dels fitxers Gerber, fitxers ODB++ i dades del centròide/pick-and-place.
• Validació de la Llista de Materials: Assegurar que la Llista de Materials (BOM) coincideixi amb l'empremta i la disposició del PCB.
• Revisió de notes de muntatge: Comprovació per garantir notes clares de muntatge de PCBA; confirmant els requisits del client.
• Verificació de dimensions de l'empremta: Assegurant l'espaiat entre components i forats, la precisió del patró de contactes i les mides adequades de les pastilles tant per components SMT com THT.
• Gestió tèrmica i separació respecte al vora de la placa: Comprovant l'ús adequat de relleus tèrmics en plans de coure i zones de separació suficients a la vora de la placa PCB, especialment important per a la manipulació automàtica.
• Comprovació de compliment: Confirmant que el disseny segueix les normes IPC-A-600 i IPC-6012 per a fabricació i inspecció.

2. Procés de muntatge SMT (Tecnologia de Muntatge Superficial)

Muntatge SMT és la part més ràpida i automatitzada del muntatge de PCB, permetent una col·locació densa i econòmica de dispositius de muntatge superficial (SMD).

A. Impressió i inspecció de pasta de soldadura

El procés comença amb l'aplicació precisa de pasta de soldar —una barreja de pols de soldadura ultrafina i flux—sobre les pistes de la PCB.

• Impressió amb plantilla: S'utilitzen plantilles d'acer inoxidable per dipositar la pasta de soldadura només allà on estan exposades les pistes SMD.
• Inspecció de la pasta: Màquines automàtiques verifiquen el volum i la col·locació perfectes de la pasta, essencials per evitar connexions insuficients o curtcircuits.

B. Col·locació automàtica de components mitjançant màquines de muntatge

Un cop col·locada la pasta de soldadura, màquines avançades de muntatge automàtic posiciona amb precisió xips SMD, resistències, condensadors, circuits integrats (incloent BGAs i QFNs) i altres dispositius a la placa.

• Pot col·locar deu milers de components per hora .
• La col·locació precisa millora el rendiment i la integritat del senyal.
• Les dades provenen de fitxers de col·locació (fitxers centroid) generats durant el disseny de la PCB.

C. Soldadura per refluix

La placa muntada es passa llavors per un forn de refluix :

• Zones tèrmiques múltiples: Escalfa progressivament la placa per fondre les partícules de soldadura i crear unions soldades elèctriques i mecàniques resistents, alhora que protegeix les parts sensibles.
• Atmosfera de nitrogen: Les muntatges d'alta fiabilitat sovint utilitzen gas inert de nitrogen per obtenir unions soldades més netes i resistents.
• Optimització del perfil: Els perfils de temperatura controlats eviten unions fredes, l'efecte tombstone o la deformació de la PCB induïda per la calor.

D. Inspecció òptica automàtica (AOI)

Els sistemes AOI fan imatges d'alta resolució de la placa refosa per comprovar defectes com:

• Ponts de soldadura i circuits oberts
• Desalineació del component
• Parts incorrectes o mancants
• Problemes amb el volum de pasta de soldar

La inspecció automàtica augmenta considerablement el rendiment detectant problemes precoçment, permetent una correcció ràpida.

E. Inspecció amb raigs X (per a components de pas fi i BGA)

Inspecció amb raigs X és crítica per a BGA (Ball Grid Array) , micro-BGA , i altres components on les unions de soldadura estan ocultes. Aquest procés revela:

• Boles de soldadura fredes o mancants
• Anul·lació
• Curts interns
• Defectes en muntatges multilayer

3. Procés de muntatge amb tecnologia de forats passants (THT)

Encara que la SMT predomini, moltes plaques inclouen components through-hole per a connectors, condensadors grans o elements amb alta tensió mecànica.

A. Inserció

• Inserció manual: Per a lots petits o components especialitzats, operaris qualificats inserueixen els components a mà.
• Inserció automàtica: Utilitzat per a la producció a gran escala d'assemblatges soldats per onda.

B. Soldadura

• Soldadura per ona: La cara inferior sencera del circuit THT passa per sobre d'una ona de solda fosa per formar juntes ràpidament i de manera simultània.
• Soldadura selectiva: Per a assemblatges mixtos (SMT+THT), uns broquets robòtics solden de forma selectiva només els pins de forats necessaris.
• Soldadura manual: Utilitzada per a reballada, components delicats o prototips de baix volum.

C. Netegesa

Després de la soldadura, els circuits es netegen per eliminar residus de flux —tret que flux sense neteja sigui especificat, en aquest cas el residu és segur de deixar-lo posat.

D. Soldadura de Components No Lavables

Per a tipus de components sensibles o no lavables, s'utilitzen tècniques especials de soldadura i fluxos que no requereixen una neteja posterior.

4. Inspecció i Prova Final

• Inspecció visual: Inspectors formats comproven defectes visibles, unions de soldadura dolentes i danys mecànics.
• AOI i raigs X (repetits): Garanteix la consistència entre lots de producció.
• Prova amb Sonda Volant (FPT): Les sondes de prova automàtiques confirmen la continuïtat i mesuren paràmetres elèctrics com la resistència i la capacitància, ideal per a prototips i volums baixos.
• Proves en circuit (ICT) i proves funcionals: Per a producció per lots i massiva, les proves funcionals i l'ICT (quan un fixador de prova està programat per sondejar pads dedicats) validen l'enrutament de senyals, els valors dels components i el rendiment del producte acabat.

5. Recobriment conformal i passos finals

Les plaques destinades a entorns agressius o propensos a la humitat sovint es sotmeten a un recobriment conformal :

• Barreira protectora: Una capa fina de polímer (acrílic, silicona, uretà) protegeix el muntatge contra la humitat, la boira salina, la pols i els fums corrosius.
• Selectiu o complet: Es pot aplicar a tota la placa o només a àrees concretes, segons les necessitats del producte.

6. Envasat, etiquetatge i enviament

Les plaques finalitzades, provades i recobertes s'etiqueten, es serialitzen, es preparen en kits i s'empaqueten amb cura segons el tipus i els requisits reglamentaris, preparades per a la seva integració, desplegament a gran escala o enviament directe als usuaris finals.

En resum: El modern Procés de muntatge de PCB és un procés precís de diverses etapes que comença amb la validació de dades i les comprovacions DFA/DFM, passant per Muntatge SMT i THT , inspeccions automàtiques i manuals, fins a proves elèctriques avançades, recobriment i enviament. Cada pas està dissenyat per maximitzar el rendiment elèctric, la fiabilitat i la facilitat de fabricació de cada PCBA, tant si esteu construint prototips ràpids de PCB com si esteu passant a una producció d'alta volumetria.

Procés de muntatge superficial

La muntura superficial (SMA) és un procés essencial de PCBA per a l'electrònica mèdica, automotriu, de control industrial i d'electrodomèstics. Utilitza dispositius de muntatge superficial (SMD) fixats directament als pads de la superfície del circuit imprès (PCB), permetent la miniaturització, una alta densitat de components i la producció massiva automatitzada, complint amb les normes IPC-A-610 i IPC-J-STD-001.

Flux del procés d'assemblatge de circuits impresos:

Preparació prèvia a la producció i condicionament previ del PCB: Verifiqueu el disseny CAD per a compatibilitat amb SMD; inspeccioneu els PCB entrants (sense deformacions, pads nets) i els SMD (autenticitat, sense danys); escalfi els PCB FR4 d'alta Tg (125°C, 4–8 h) i emmagatzemi els SMD sensibles a la humitat en armaris secs per evitar defectes de soldadura.
Impressió de pasta de soldar: Utilitzeu una plantilla per dipositar pasta de soldar als pads; controleu el gruix de la plantilla (0,12–0,15 mm), la pressió de la rasqueta (15–25 N) i la velocitat (20–50 mm/s); adopteu SPI 3D per a components de pas fi per comprovar el volum i la forma de la pasta.
Col·locació SMD: Màquines de col·locació ràpida amb càmeres CCD col·loquen components (precisió ±0,03 mm). Velocitat elevada per a passius (fins a 100.000/hora), col·locació de precisió per a IC/sensors; utilitza protecció ESD i calibratge de força per a components automotrius/mèdics sensibles.
Soldadura per refluït: La soldadura SAC305 compatible amb RoHS passa per un perfil de forn de 4 etapes: preescalfament (150–180°C), estanc (180–200°C, 60–90 s), refluix (temperatura màxima 245–260°C, 10–20 s), refredament (2–4°C/s). Ajusteu les velocitats de refredament per a PCBs FR4 d'alta Tg per reduir l'esforç tèrmic.
Inspecció post-reflux (PRI): AOI detecta ponts, unions fredes, tombstoning; la radiografia inspecciona unions ocultes de BGA/CSP per detectar buits. Inspecció al 100% per a PCBs mèdics/automotrius, per mostreig en electrònica de consum.
Reparació i retoc: Corregiu defectes amb soldadors/estacions d'aire calent; substituïu components danys; netegeu residus de flux amb alcohol isopropílic; documenteu la reparació per a PCBs de valor elevat.
Revestiment conformal (opcional): Aplicar recobriment d'acrílic/silicona/uretà mitjançant pulverització/immersió per a ambients agressius (compartiments de motors d'automòbils, sòls industrials). Utilitzar recobriments biocompatibles per a PCB mèdiques.
Prova Funcional Final i Control de Qualitat: Realitzar proves de funcionament (sortida del sensor, mòduls de comunicació, integritat del senyal); dur a terme comprovacions dimensionals i de continuïtat; envasar les PCB qualificades en bosses antiestàtiques/de barrera contra la humitat.