Implementación de sistemas embebidos

Transcripción

1 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 1

2 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 2

3 Trough Hole Technology Tecnología de agujeros pasantes Surface Mount Technology Tecnología de montaje superficial Mixto 3

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11 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 11

12 EL PROCESO DE SOLDADURA LA ALEACIÓN EUTÉCTICA L Í Q U I D O Sn63%Pb37% 12

13 EL PROCESO DE SOLDADURA Química (flux, estaño-plomo,etc) Materiales (componentes, placa de circuito, diseño, etc) Parámetros de la máquina (ángulo, velocidad, temperatura, etc) 13

14 Surface Mount Technology Surface Mount Device 14

15 Tecnología de Montaje Superficial Aplicacìón de pasta de soldar Colocación de componentes SMD Soldadura en horno de refusión 15

16 Tecnología de Montaje Superficial Aplicacìón de adhesivo para SMD Colocación de componentes SMD Curado en horno 16

17 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 17

18 Insercìón de componentes THT en placas con SMD reflow Soldadura manual de componentes THT insertados 18

19 DOSIFICACIÓN SERIGRAFÍA 19

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21 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 21

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27 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) 27

28 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 28

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31 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 31

32 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 32

33 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 33

34 Componentes de Montaje Superficial 34

35 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 35

36 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 36

37 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 37

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39 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 39

40 Hornos de mesa Hornos para alta producción 40

41 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. 41

42 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. 42

43 PERFIL DE TEMPERATURA DE SOLDADURA REFLOW 43

44 ADMISIBLE NO ADMISIBLE 44

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48 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 48

49 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 49

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