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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
SMT Solutions s.r.l. - SASE 2012
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Implementación de sistemas embebidos
Toma de decisiones
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
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Trough Hole Technology
Tecnología de agujeros pasantes
Surface Mount Technology
Tecnología de montaje superficial
Mixto
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EL PROCESO DE SOLDADURA
PARÁMETROS DEL PROCESO
•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
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LA ALEACIÓN EUTÉCTICA
L
Í
Q
U
I
D
O
Sn63%Pb37%
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Química
(flux, estaño-plomo,etc)
Materiales
(componentes,
placa de circuito,
diseño, etc)
Parámetros de la máquina
(ángulo, velocidad, temperatura, etc)
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Surface Mount Technology
Surface Mount Device
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Tecnología de Montaje Superficial
Aplicacìón de pasta
de soldar
Colocación de
componentes SMD
Soldadura en horno
de refusión
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Tecnología de Montaje Superficial
Aplicacìón de adhesivo
para SMD
Colocación de
componentes SMD
Curado en horno
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Inserción de componentes THT
en placas con SMD reflow y
SMD adhesivado
Soldadura por ola de componentes
SMD adhesivados y THT insertados
en forma simultánea
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Insercìón de componentes THT
en placas con SMD reflow
Soldadura manual de componentes
THT insertados
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DOSIFICACIÓN
SERIGRAFÍA
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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
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•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)
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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
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LA PASTA DE SOLDAR SE COMPONE DE:
ALEACIÓN
+
FLUX
63% de estaño–37 % de plomo
en polvo de 20 a 75µm de partícula
Solvente, agente decapante
+
ADITIVOS
le confieren estabilidad y pegajosidad
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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
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•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
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Componentes de Montaje Superficial
34
Las cintas, varillas o planchas en los que son
suministrados los componentes se colocan en
dispositivos alimentadores que son fijados en
los laterales de las máquinas de posicionamiento
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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
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•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
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•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
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Hornos de mesa
Hornos para alta producción
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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.
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•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.
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PERFIL DE TEMPERATURA DE SOLDADURA REFLOW
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ADMISIBLE
NO ADMISIBLE
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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
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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
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Villegas 1376 (1650) Villa Maipú – San Martín
Prov. de Buenos Aires
República Argentina
TEL: (54 11) 4754-9600
e.mail: [email protected]
http\\:www.smtsolutions.com.ar
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