Deixe que alguma vez tenha estado no meio de pintar uma sala e tenha ido procurar um pincel fresco, só para descobrir que não tem nenhum? Eu tenho – e ter de parar o que estava a fazer e fechar tudo a meio do trabalho para poder correr para a loja deixou-me louco. Desde então, sempre tomei o tempo necessário para me assegurar de ter todas as ferramentas, peças e materiais de que preciso no lugar antes de iniciar um projecto.
Da mesma forma, o fabricante do seu contrato também deve estar totalmente preparado quando fabrica as suas placas de circuito impresso com componentes de montagem de superfície. É claro que há muito mais nesta preparação do que apenas pegar em alguns pincéis extra. As placas em bruto devem ser preparadas para a montagem, e as máquinas de colocação automática devem ser montadas com peças antes que a placa possa passar pela linha de produção. Vamos dedicar um momento a analisar mais de perto o processo de montagem da PCB SMT e como isso pode afectar algumas das suas decisões de concepção de PCB.
O processo de montagem da PCB SMT desde o início até ao fim – num Nutshell
A maioria das peças da tecnologia de montagem de superfície (SMT) numa PCB será montada com equipamento automatizado de recolha e colocação. Para se prepararem para isso, as placas em bruto e os componentes devem ser preparados para a produção. Isto começa com a validação de ambas pelas equipas de inspecção da CM. Uma vez que isso esteja concluído, as placas serão então preparadas para montagem utilizando este processo:
- Aplicação de pasta de solda: Usando um stencil que é concebido a partir dos mesmos ficheiros de saída CAD utilizados para construir o PCB em bruto, a pasta de solda é aplicada às placas de SMT. Esta pasta é mantida num ambiente frio controlado, e uma vez aplicada à placa, há um limite de tempo para a espera de montagem das placas.
- Inspecção da pasta de solda: Uma vez aplicada a pasta de solda, as tábuas são submetidas à inspecção de pasta de solda (SPI). À semelhança das ferramentas de inspecção óptica automatizada (AOI) utilizadas após a montagem, o SPI avalia a localização da pasta, o volume físico da pasta aplicada, e outros parâmetros chave.
- Processo de repetição para o lado secundário: Se a placa tiver peças SMT em ambos os lados, o processo será repetido para o lado secundário. Neste ponto, a placa está também a ser rastreada durante o período de tempo em que a pasta de solda foi exposta à temperatura ambiente.
Enquanto a placa está a ser preparada para montagem, as peças estão também a ser preparadas noutra parte da fábrica. Serão organizadas em kits a partir dos quais a tábua será construída:
- Bill de materiais (BOM) para kits de montagem: O CM levará os dados da sua lista técnica juntamente com informações relevantes do código de barras dos componentes para criar a lista técnica do kit de montagem.
- Os kits são estocados com componentes: Os componentes são retirados do stock utilizando os códigos de barras da lista técnica do kit de montagem e adicionados ao kit de montagem. Uma vez totalmente carregado, este kit é encaminhado para as máquinas pick-and-place na linha de produção SMT.
- Os componentes são preparados para a colocação: As máquinas automáticas pick-and-place utilizam um cartucho para guardar cada tipo de componente para montagem, que são agora carregados com peças do kit. Cada cartucho tem a sua própria chave única, e essa chave é adaptada à lista técnica do kit de montagem, para que a máquina saiba qual o cartucho que está a segurar quais as peças.
Após os cartuchos serem carregados com as peças correctas, a máquina pick-and-place está programada com os dados de colocação, e as placas com pasta de solda aplicada estão prontas, a linha de montagem SMT está agora pronta para começar.
Componentes SMT que não se encaixam no processo de montagem automatizado
P>Even, embora a maioria dos componentes seja colocada utilizando as máquinas automáticas pick-and-place, alguns não o serão. Isto pode ser por uma variedade de razões:
- Tem demasiada luz: Alguns componentes não são suficientemente pesados e, por conseguinte, têm uma má relação massa/aderência para o equipamento de colocação automática que requer soldadura manual.
- Tensão térmica: Outros componentes podem ter demasiada sensibilidade ao calor e não são bons candidatos para passar pelo forno de refluxo de solda. Estes componentes devem ser montados após o processo normal de montagem para os proteger.
- Junta de solda robusta: Alguns componentes, tais como cabos de ligação, necessitam de uma junta de solda mais robusta. Estas peças serão soldadas manualmente para acomodar isto.
- Separação de painéis: Alguns componentes podem ser danificados quando as placas individuais são separadas dos seus painéis de montagem. Nestes casos, os componentes serão montados após as placas terem sido separadas do painel.
Para lidar com a maioria destas necessidades de montagem manual, não é raro que um CM tenha uma estação de retrabalho manual incorporada directamente na linha de montagem automatizada. Isto permite a inspecção e correcção imediata de peças que possam estar em risco de violação da concepção para o fabrico (DFM) antes de passarem pelo forno de retrabalho de soldadura.
Adicionalmente, algumas placas são montadas em baixos volumes que não têm os seus componentes disponíveis em contentores de expedição optimizados para montagem automatizada. Quer estas peças estejam configuradas de forma invulgar ou sejam únicas e caras, ambas devem ser colocadas manualmente antes da placa poder passar por um refusão de solda.
Após as peças serem colocadas, a placa pode prosseguir para o forno de refusão de solda para completar o processo de montagem.
Como a sua montagem PCB irá beneficiar da utilização de uma CM de alta qualidade
Há duas coisas que precisa de fazer para garantir que a sua placa de circuito impresso é montada da forma que deseja. A primeira é dar ao seu fabricante do contrato PCB dados de desenho completos e correctos para trabalhar. Certifique-se de trabalhar com eles com antecedência para que compreenda os dados de que necessitam, e faça perguntas se não estiver esclarecido sobre algum destes requisitos.
A segunda é procurar um fabricante de contrato PCB com um fluxo de processo refinado que seja baseado em anos de experiência na construção de placas de circuito impresso. Por exemplo, um CM especializado em montagens de baixo volume deve ter pontos de inspecção regulares estabelecidos na linha de produção para evitar que os problemas sejam passados para as etapas de montagem subsequentes.
Em VSE, compreendemos as construções de baixo volume e a necessidade de criar placas douradas de primeiro-artigo. Se houver algum problema durante a montagem, iremos apanhar e corrigir esses problemas com os nossos pontos de inspecção antes de passarmos à etapa seguinte da produção.
Além disso, os processos que colocamos em prática e o equipamento que utilizamos são todos concebidos para uma actividade paralela. Por exemplo, o próximo trabalho pode ser instalado na máquina pick-and-place enquanto o trabalho actual ainda estiver a decorrer. Isto pode ajudar a reduzir a quantidade de tempo e despesas que outros CM PCB lhe cobrarão para construir a sua placa.