Técnicas avanzadas para el montaje de PCB de portátiles: Impulsando calidad y eficiencia

Con el florecimiento y amplia aplicación de los portátiles, se ha vuelto fundamental mejorar la calidad del producto y la eficiencia de fabricación, y la técnica clave y el control de calidad del producto en el proceso de producción de portátiles han atraído la mayor concentración. Basándose en el análisis de la técnica clave en términos de diseño de PCB, técnica de montaje de componentes miniatura, diseño de línea de producción y limpieza de PCB, este artículo estudia cómo aumentar la eficiencia del montaje automático y la tasa de rendimiento de los productos. A través del ajuste del diseño del producto y la técnica clave y el control de calidad efectivo, el equipo automático es capaz de cumplir con el requisito de las características de montaje de portátiles para proporcionar un seguro de calidad efectivo a la aplicación de dispositivos automáticos en la industria de portátiles.

Diseño de PCB

Selección de componentes

La mayoría de los portátiles en el mercado actual son tan ultrafinos que su PCB debe cubrirse con microcomponentes, lo que establece mayores demandas de montaje. Por tanto, es significativo seleccionar el encapsulado de componente adecuado al diseñar la placa de circuito. Basándose en las demandas en términos de técnica, equipo y diseño general, se seleccionan la forma y estructura del encapsulado SMT para componentes cuyo rendimiento eléctrico y funciones han sido determinados, lo que juega un papel decisivo en la densidad de diseño del circuito, fabricabilidad y testabilidad. Cada tipo de componente tiene muchos encapsulados, cada uno de los cuales puede ser una opción para los ingenieros, por lo que es mejor conocer las especificaciones de los componentes y la precisión de los componentes disponibles en el mercado antes de la determinación.

Selección de material de PCB

Basándose en la fabricación de montaje de PCB de portátiles, se suele seleccionar la placa de revestimiento de cobre FR4 nivel A1 con ventajas que incluyen propiedades mecánicas relativamente altas, excelente termoestabilidad y resistividad a la humedad, excelente maquinabilidad. Las propiedades del FR4 nivel A1 se muestran en la tabla siguiente.

Elemento	Parámetro
Resistencia al impacto horizontal	≥230 KJ/m
Resistencia de aislamiento tras inmersión	≥5x10⁸ Ω
Resistencia eléctrica vertical	≥14,2 MV/m
Voltaje de ruptura horizontal	≥40 KV
Constante dieléctrica relativa	≤5,5
Factor de disipación dieléctrica	≤0,4
Higroscopicidad	≤19 mg
Combustibilidad	FV0
Densidad	1,70-1,09 g/cm³

Técnica de montaje de microcomponentes

La constante miniaturización de los componentes conduce a requisitos cada vez más altos en términos de técnica de montaje de componentes. Antes del montaje, la forma de montaje debe determinarse primero de acuerdo con el diseño de componentes en el PCB del portátil. Debido a la alta integridad del PCB en portátiles, los microcomponentes representan la mayoría de los componentes en PCBs que suelen ser PCB multicapa. En esta investigación, se aplica un tipo de técnica de montaje mixto de doble cara con el diagrama de procedimiento mostrado a continuación.

Equipos de montaje de componentes en la línea de producción

a. Impresora de pasta de soldadura

Ubicada en el extremo frontal de la línea de producción SMT, se aplica para imprimir pasta de soldadura o adhesivos SMD y para imprimir correctamente la impresión por salto en los pads o posiciones correspondientes del PCB. Se aplica el sistema operativo interactivo Windows NT con ventajas que incluyen operación conveniente, alta velocidad, alta precisión y excelente repetibilidad de impresión. La precisión de posicionamiento alcanza ±15 µm. El tamaño de impresión está dentro de 50x50 mm a 460x360 mm.

b. Montador automático

Juega el papel de la mano de un robot, capaz de tomar componentes del paquete según el procedimiento programado y montarlos en las posiciones correspondientes en el PCB. La función de montaje y la capacidad de producción de la línea de producción SMT dependen de la función y velocidad del montador. Se aplica el sistema operativo Windows XP en el montador con características de flexibilidad, practicidad, fiabilidad y mantenimiento. Se eligen cámara MNVC y numerosos FEEDERs, adecuados para el montaje de chip pequeño (0201), chips finos y QFP. La velocidad de montaje alcanza 12500 CPH (láser) y 3400 CPH (imagen), adecuada para la impresión continua de QFP que presenta espaciado fino y SOP. La precisión de montaje alcanza ±0,05 mm con el tamaño de montaje en el rango de 50x30 mm a 330x250 mm.

c. Horno de reflujo

Se coloca después del montador en la línea de producción SMT, desempeñando un papel en proporcionar un entorno de calentamiento y fundir la pasta de estaño distribuida en el pad del PCB con antelación. Puede considerarse como un dispositivo de soldadura que combina fiablemente componentes SMT con el pad del PCB a través de la aleación de pasta de soldadura. El rango de ajuste del rail del dispositivo está en el rango de 50 mm a 400 mm, control de temperatura desde temperatura ambiente a 300°C, precisión de control de temperatura ±1,5°C, tiempo de subida de temperatura 30 min. El medio de transmisión de PCB radica en Cadena+Malla.

d. Máquina de soldadura por onda

Implementa la soldadura masiva a través del contacto entre la onda que fluye continuamente por la influencia de la pasta de soldadura fundida y la superficie de soldadura del PCB con componentes montados. Se aplica principalmente en la técnica tradicional de montaje de PCB through-hole plug-in y técnica de montaje mixto que contiene componentes de montaje superficial y through-hole plug-in.

e. Equipos de detección

Desempeña un papel en la detección de calidad de montaje y soldadura de PCB, incluyendo lupa, microscopio, inspector automático en línea, probador en circuito, sistema de detección por rayos X y detector de función.

f. Equipos de retrabajo

Desempeña un papel en el retrabajo de PCB problemáticos con las herramientas de soldador y estación de retrabajo.

g. Equipos de limpieza

Desempeña un papel en la eliminación de obstáculos que influyen en el rendimiento eléctrico del PCB y contaminantes de soldadura como el flux que es perjudicial para la salud humana. Puede fijarse en un lugar estable.

Diseño de línea de producción

Alimentación en la línea de producción

La alimentación debe ser estable con el requisito general de monofásica CA220V (220±10%, 50/60Hz), trifásica CA380 (220±10%, 50/60Hz). Si los requisitos no se cumplen, se debe configurar una fuente de alimentación regulada y la alimentación debe ser una vez mayor que el consumo de energía del dispositivo. La alimentación del montador debe conectarse con la tierra independientemente y un método de enrutado de 3 fases y 5 hilos debe aplicarse generalmente.

Fuente de aire en la línea de producción

El voltaje de la fuente de aire debe configurarse según los requisitos de los dispositivos. La alimentación de fábrica puede aplicarse y se puede configurar independientemente una máquina de aire comprimido libre de aceite. El requisito general es que el voltaje sea superior a 7 kg por metro cuadrado y aire purificado que sea limpio y seco.

Entorno de la línea de producción

Se configura un ventilador de extracción basado en el requisito de los dispositivos. Para todo brasero caliente, el requisito ordinario es que el caudal mínimo en el conducto de extracción sea 500 pulgadas cuadradas por minuto. El lugar de trabajo debe mantenerse limpio, libre de polvo y gas corrosivo, con la temperatura ambiente en el rango de 23°C±3°C, humedad relativa del 45% al 70% RH.

Requisitos de protección electrostática

Debe establecerse una mesa de trabajo de seguridad electrostática, compuesta por mesa de trabajo, alfombra antiestática, interfaz de pulsera y líneas de tierra. Debe haber dos interfaces de pulsera en la alfombra, una para el operador y la otra para el técnico y detector. Los obstáculos que tienden a generar electricidad estática no deben colocarse en la mesa de trabajo, como cajas de plástico, goma, cartón y vidrio, y los archivos de dibujo deben colocarse dentro de bolsas de archivo antiestáticas. Los trabajadores que necesiten contactar directamente componentes sensibles a la electrostática deben usar pulseras antiestáticas. Debe mantenerse un excelente contacto entre la pulsera y la piel.

Recursos útiles:
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