¿Cómo se ensamblan estos componentes electrónicos, desde las intrincadas placas de circuito dentro de los teléfonos inteligentes hasta las placas base de las computadoras de alta velocidad e incluso los pequeños chips de los juguetes de los niños?La respuesta probablemente apunta a una técnica de fabricación electrónica crucial .
La tecnología de montaje superficial es un método de ensamblaje electrónico que monta directamente componentes (llamados dispositivos de montaje superficial o SMD) en superficies de placas de circuito impreso (PCB).Con su rentabilidad y alta calidadEn pocas palabras, SMT "se pega" componentes electrónicos en placas de circuito, lo que permite la automatización de la producción para un ensamblaje de PCB más eficiente.
Desde el agujero a la superficie: una revolución tecnológica
A diferencia de la tecnología tradicional de agujeros, SMT elimina la necesidad de perforar agujeros en PCB para insertar cables de componentes.Los componentes se soldan directamente en la superficie del tablero mediante procesos de soldadura por reflujoOriginalmente llamada "montaje planar", esta tecnología fue desarrollada por IBM en la década de 1960 para la fabricación de computadoras pequeñas, reemplazando gradualmente los métodos de agujero.
La transición no fue inmediata. Los componentes de montaje superficial solo ganaron un 10% de cuota de mercado en 1986.
Los componentes SMT cuentan con pequeñas almohadillas de soldadura para su fijación en superficies de PCB.La eliminación de las etapas de perforación permite colocar rápidamente los SMD en superficies de PCB, simplificando significativamente el ensamblaje del dispositivo.
El proceso de fabricación automatizado SMT
El ensamblaje manual de SMT resulta tedioso y lento debido a los requisitos de precisión.El tamaño compacto de los componentes SMT permite másEn la actualidad, la tecnología SMT aparece en casi todos los dispositivos electrónicos, desde juguetes y aparatos de cocina hasta ordenadores portátiles y teléfonos inteligentes.
Flujo de trabajo de fabricación SMT detallado
El proceso SMT consta de tres etapas principales: impresión de pasta de soldadura, colocación de componentes y soldadura de reflujo.
1Preparación de SMC y PCB
Esta fase preparatoria implica la selección de los componentes de montaje de superficie adecuados y el diseño del PCB.o recubiertas de oro) sin agujeros called solder lands que soportan pines de componentes como transistores y chips.
Otra herramienta crítica es el plantillo, que proporciona posiciones fijas para la aplicación de pasta de soldadura durante la impresión, determinada por ubicaciones predeterminadas de tierra de soldadura en el PCB.Todos los materiales son sometidos a una inspección cuidadosa para garantizar una producción libre de defectos.
2Impresión con pasta de soldadura
En esta etapa crítica se utiliza una impresora con plantillas y una excavadora preparadas (una herramienta de limpieza para la impresión) para aplicar pasta de soldadura en ángulos de 45°-60°.La pasta de soldadura una mezcla viscosa de polvo de soldadura de metal y flujo pegajoso fija temporalmente los SMD mientras limpia las superficies de soldadura de impurezas y óxidos.
La pasta conecta los SMD a las tierras de soldadura de PCB. La aplicación precisa es crucial ¢ la pasta insuficiente impide conexiones adecuadas cuando la soldadura se derrite en el horno de reflujo.Los hornos de reflujo son dispositivos electrónicos de calefacción que funden la soldadura en procesos SMT.
3. Colocación de componentes
Las máquinas de colocación luego montan componentes en PCB. Cada componente se recupera de su embalaje a través de una boquilla de vacío o una abrazadera antes de su posicionamiento preciso.Las máquinas de alta velocidad (algunas con 80El sistema de precisión de los componentes electrónicos se utiliza para determinar la posición exacta de los elementos electrónicos.
Esta precisión es vital, ya que cualquier error puede requerir una reelaboración costosa.
4. Soldadura por reflujo
Después de la colocación de SMD, los PCB entran en hornos de reflujo que progresan a través de cuatro zonas:
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Zona de precalentamiento:Aumenta gradualmente las temperaturas de los PCB y de los componentes simultáneamente a 1,0°C-2,0°C por segundo hasta 140°C-160°C.
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Zona de remojo:Se mantiene a 140°C-160°C durante 60-90 segundos.
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Zona de reflujo:Aumenta la temperatura a un máximo de 210 °C-230 °C a 1.0 °C-2.0 °C por segundo, derritiendo la pasta de soldadura para unir los pines de los componentes a las almohadillas de PCB.
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Zona de enfriamiento:Asegura que la soldadura se solidifique después del calentamiento para evitar defectos articulares.
Para los PCB de doble cara, estos procesos pueden repetirse utilizando pasta de soldadura o adhesivo para la fijación de SMD.
5Limpieza e inspección
Después de la soldadura, las placas se limpian e inspeccionan para identificar los defectos que requieren reparación antes del almacenamiento.Pruebas de sondas voladorasLas máquinas suelen reemplazar a los ojos humanos para obtener resultados más rápidos y precisos.
Ventajas y desafíos de la SMT
SMT demuestra beneficios significativos para el ensamblaje de PCB (PCBA), la fabricación y la producción de electrónica:
- Permite componentes más pequeños
- Promueve una mayor automatización
- Ofrece la máxima flexibilidad en la construcción de PCB
- Mejora la fiabilidad y el rendimiento
- Reduce la intervención de colocación manual
- Produce tablas más pequeñas y ligeras
- Facilita el ensamblaje de PCB de doble cara sin limitaciones de orificios
- Permite la coexistencia con los componentes a través de agujeros en las mismas tablas
- Aumenta la densidad más SMD en el mismo espacio o componentes iguales en marcos más pequeños
- Baja los costes de los materiales
- Simplifica los procesos de producción y reduce los costes de fabricación
Sin embargo, el SMT presenta varios desafíos de fabricación:
- Costos más elevados para la producción en pequeños lotes
- Vulnerabilidad a los daños debidos a la fragilidad
- Requisitos técnicos de soldadura exigentes
- Susceptibilidad a la caída de componentes o a daños durante la instalación
- Dificultad para la inspección visual y los ensayos
- Complejidad del proceso debido a la miniaturización y a los diversos tipos de juntas de soldadura
- Inversión sustancial en equipos (por ejemplo, máquinas SMT)
- Complejidad técnica que requiere una formación extensa
- Necesidad de actualizaciones tecnológicas continuas
Diferencia entre SMT y SMD
SMT y SMD se confunden con frecuencia. Aunque están estrechamente relacionados, entender su distinción es crucial.
Técnicas de control de velocidadse refiere al proceso tecnológico de colocación y soldadura directa de componentes electrónicos en PCB.El SMDindica los propios dispositivos de montaje en la superficie ‡ los componentes diseñados para el montaje de PCB.
Los SMD permiten una producción más rápida, mayor flexibilidad y menores costos sin sacrificar la funcionalidad.Juntos, SMT y SMD ofrecen PCB más rápidos, más eficientes energéticamente y confiables.
Conclusión
El tamaño más pequeño, la producción más rápida y el peso reducido constituyen las principales ventajas de la SMT, simplificando el diseño y la producción de circuitos electrónicos, especialmente para circuitos complejos.Esta automatización avanzada ahorra tiempo y recursos en la fabricación de electrónicaMientras que las nuevas tecnologías siguen surgiendo, SMT ha establecido firmemente su relevancia duradera en la electrónica moderna.
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