Imagine uma placa de circuito impresso (PCB) transformada através de uma série de processos precisos e complexos em um poderoso módulo eletrônico ou mesmo em um produto eletrônico completo.Esta transformação notável é a essência da fabricação SMTNo entanto, a fabricação SMT é muito mais complexa do que a simples "colocação de componentes", pois envolve numerosas etapas críticas e detalhes técnicos.Este artigo fornece uma análise aprofundada do processo de fabricação SMT completo para ajudá-lo a compreender completamente esta tecnologia de fabricação eletrônica crucial.

Antes de explorar o processo de fabricação SMT, vamos familiarizar-nos com algumas terminologias básicas que ajudarão na compreensão do conteúdo subsequente.

• SMT (Tecnologia de montagem de superfície): Um método de montagem direta de dispositivos de montagem de superfície (SMDs) em pastilhas de PCB.
• PTH (tecnologia através de buracos): Um método alternativo de montagem de PCB onde os componentes com condutores longos são inseridos através de furos no PCB e soldados às paredes dos furos revestidos.
• PCB (placa de circuito impresso): Uma estrutura laminada composta por múltiplas camadas de resina epóxi de fibra de vidro, prepreg e folha de cobre, com padrões de circuito formados por gravura e revestimento de cobre nas paredes dos buracos.Após fabrico de PCB, o resultado é simplesmente uma placa nua sem componentes montados.
• PCBA (Assembléia de placas de circuito impresso): Um PCB que foi submetido a processos SMT ou PTH para montar vários componentes eletrónicos, resultando num produto semiacabado.O PCBA pode ser ainda montado com outras unidades e gabinetes de PCBA para formar produtos eletrônicos completos, um processo tipicamente chamado de montagem em caixa.
• SMD (dispositivo de montagem na superfície): Componentes eletrónicos especificamente concebidos para a fabricação de SMT. Em comparação com os componentes PTH, os SMDs têm dimensões e pesos significativamente menores, normalmente cerca de 1/10 dos componentes PTH equivalentes.Essa miniaturização permite produtos eletrônicos menores e projetos de circuitos mais precisos, tornando a fabricação SMT amplamente adotada.

A fabricação SMT é um processo complexo e preciso que envolve várias etapas críticas.

O primeiro passo na linha de produção SMT é tipicamente a carga de PCB. Uma máquina de carregamento remove sequencialmente os PCBs de uma pilha e os alimenta através de um transportador para o próximo processo de impressão de pasta de solda.O carregador garante o fornecimento contínuo de PCB para uma produção eficiente.

A impressão de pasta de solda é uma das etapas mais críticas na fabricação de SMT.A qualidade da impressão com pasta de solda afeta diretamente a fiabilidade da solda.

Na impressora de pasta de solda, o PCB é primeiro posicionado com precisão na plataforma de impressão.Um estêncil SMT (uma folha de metal com aberturas correspondentes às almofadas de PCB) é então alinhado sobre a superfície do PCBUma lâmina de esguichadeira move-se através do estêncil, distribuindo uniformemente a pasta de solda através das aberturas sobre as almofadas de PCB.

O SPI é uma etapa crucial de controle de qualidade que usa tecnologia óptica ou laser para realizar a inspeção 3D da pasta de solda impressa.

• Precisão da posição: Verificação do correcto alinhamento com as almofadas
• Cobertura da área: Garantir uma cobertura suficiente da pasta de solda
• Consistência do volume: Verificação da distribuição uniforme da espessura
• Integridade da formaIdentificação de defeitos como colapso ou ponte

Se o SPI detectar problemas de qualidade, os engenheiros interrompem imediatamente a produção para ajustar e manter a impressora de pasta de solda.

O passo central e mais automatizado na fabricação de SMT é a colocação de componentes.Estas máquinas consistem em::

• Alimentação: Dispositivos que armazenam e fornecem SMDs de vários pacotes
• Nozles: Ferramentas que captam e liberam SMDs
• Sistemas de visão: Para o reconhecimento fiduciário de componentes e PCB
• Braços robóticos: Controle do movimento do bico para uma colocação precisa

As linhas SMT modernas normalmente usam máquinas de colocação múltiplas unidades de alta velocidade para pequenos componentes e máquinas multifunção para dispositivos maiores.

Quando os PCBs contêm componentes BGA (Ball Grid Array), a inspeção por raios-X torna-se necessária, uma vez que suas juntas de solda estão escondidas sob a embalagem.

• Vazio: Bolsas de ar dentro das juntas de solda
• ConjuntoCortocircuitos entre articulações adjacentes
• Frigoríficos: Má ligação de solda

A soldadura por refluxo é o processo de ligação mais crítico na fabricação de SMT, onde a pasta de soldadura derrete para conectar permanentemente os SMDs aos pads de PCB.Os fornos de refluxo apresentam várias zonas de temperatura com controle térmico preciso através desses estágios:

• Zona de pré-aquecimento: Aumento gradual da temperatura para evaporar solventes
• Zona de imersão: Estabilização da temperatura para igualar o aquecimento dos componentes
• Zona de refluxo: Aumento rápido da temperatura para a soldagem de fusão
• Zona de arrefecimento: Solidificação controlada das juntas de solda

O perfil de temperatura adequado garante a fusão ideal da solda, evitando danos térmicos.

Os sistemas AOI utilizam imagens ópticas para inspecionar de forma abrangente as superfícies de PCBA para detectar defeitos de solda e problemas de colocação, incluindo:

• Componentes em falta
• Partes desalinhadas
• Polaridade incorreta
• Defeitos de solda (aberturas, shorts, bolas de solda)

Os sistemas de AOI em linha integrados em linhas SMT fornecem inspeção em tempo real. AOI 3D oferece capacidade de inspeção de juntas de solda aprimorada. PCBAs defeituosos são separados para retrabalho.

Para projetos de PCBA de protótipo, os fabricantes normalmente realizam FAI em uma amostra selecionada aleatoriamente.com resultados fora de tolerância que desencadeiam uma revisão completa do processo.

Se necessário, a montagem de PTH segue a conclusão da SMT. Este processo insere componentes com chumbo através de furos de PCB e os solida em paredes de buracos revestidas,normalmente para componentes maiores ou ligações de alta fiabilidade.

• Reelaboração manual dos defeitos identificados pela AOI
• Programação de IC
• Ensaios funcionais
• Revestimento conformista para protecção do ambiente
• Ensaios de combustão para verificação da fiabilidade
• Montagem do produto final

Os fabricantes podem também sugerir a substituição de componentes por peças certificadas equivalentes para reduzir custos sem comprometer a qualidade ou a funcionalidade.

Embora a fabricação SMT represente um processo padronizado dentro dos serviços de fabricação eletrônica (EMS), numerosos detalhes do processo afetam significativamente o sucesso do projeto.Fabricantes profissionais com décadas de experiência mantêm um controlo rigoroso sobre todos os parâmetros de fabrico para garantir resultados de qualidade.