Imagínese una placa de circuito impreso (PCB) desnuda transformándose a través de una serie de procesos precisos y complejos en un potente módulo electrónico o incluso un producto electrónico completo.Esta notable transformación es la esencia de la fabricación SMT (Surface Mount Technology)Sin embargo, la fabricación SMT es mucho más compleja que la simple "ubicación de componentes", ya que implica numerosas etapas críticas y detalles técnicos.Este artículo proporciona un análisis en profundidad del proceso de fabricación completo SMT para ayudarle a comprender plenamente esta tecnología de fabricación electrónica crucial.

Antes de explorar el proceso de fabricación de SMT, familiaricemosnos con algunas terminologías básicas que ayudarán a comprender el contenido posterior.

• La tecnología de montaje en superficie (SMT): Método de montaje directo de dispositivos de montaje en superficie (SMD) en las almohadillas de PCB.
• PTH (tecnología a través del agujero): Un método alternativo de ensamblaje de PCB en el que los componentes con cables largos se insertan a través de agujeros en el PCB y se soldan a las paredes de los agujeros revestidos.
• PCB (placa de circuito impreso): Una estructura laminada compuesta de múltiples capas de resina epoxi de fibra de vidrio, prepreg y papel de cobre, con patrones de circuito formados a través del grabado y el revestimiento de cobre en las paredes de los agujeros.Después de la fabricación de PCB, el resultado es simplemente una tabla desnuda sin ningún componente montado.
• Las demás partidas de los productos incluidos en el anexo 1 del presente Reglamento: Un PCB que ha sido sometido a procesos SMT o PTH para montar varios componentes electrónicos, dando como resultado un producto semiacabado.El PCBA se puede ensamblar con otras unidades y recintos de PCBA para formar productos electrónicos completos, un proceso típicamente llamado montaje en caja.
• Dispositivo de montaje en superficie (SMD): Componentes electrónicos diseñados específicamente para la fabricación de SMT. En comparación con los componentes PTH, los SMD tienen tamaños y pesos significativamente más pequeños, generalmente alrededor de 1/10 de los componentes PTH equivalentes.Esta miniaturización permite productos electrónicos más pequeños y diseños de circuitos más precisos, haciendo que la fabricación SMT sea ampliamente adoptada.

La fabricación SMT es un proceso complejo y preciso que implica múltiples pasos críticos.

El primer paso en la línea de producción SMT es típicamente la carga de PCB. Una máquina cargadora elimina secuencialmente los PCB de una pila y los alimenta a través de un transportador al siguiente proceso de impresión de pasta de soldadura.El cargador asegura el suministro continuo de PCB para una producción eficiente.

La impresión de pasta de soldadura es uno de los pasos más críticos en la fabricación de SMT.La calidad de la impresión con pasta de soldadura afecta directamente a la fiabilidad de la soldadura.

En la impresora de pasta de soldadura, el PCB se coloca primero con precisión en la plataforma de impresión.Luego se alinea un plantil SMT (una lámina de metal con aberturas correspondientes a las almohadillas de PCB) sobre la superficie del PCBUna cuchilla de limpieza se mueve a través del plantillo, distribuyendo uniformemente la pasta de soldadura a través de las aberturas en las almohadillas de PCB.

SPI es un paso crucial de control de calidad que utiliza tecnología óptica o láser para realizar la inspección 3D de la pasta de soldadura impresa.

• Precisión de la posición: Verificación de la correcta alineación con las almohadillas
• Cobertura de las zonas: Asegurar una cobertura suficiente de la pasta de soldadura
• Consistencia del volumen: Verificación de la distribución uniforme del espesor
• Integridad de la forma: Identificación de defectos como colapso o puente

Si SPI detecta problemas de calidad, los ingenieros dejan de producir inmediatamente para ajustar y mantener la impresora de pasta de soldadura.

El paso central y más automatizado en la fabricación de SMT es la colocación de componentes.Estas máquinas consisten en::

• Los alimentadores: Dispositivos que almacenan y suministran SMD de varios paquetes
• Las bombillas: Herramientas que recogen y liberan SMD
• Sistemas de visión: Para el reconocimiento fiduciario de componentes y PCB
• Armas robóticas: Control del movimiento de la boquilla para una colocación precisa

Las líneas SMT modernas suelen utilizar máquinas de colocación múltiples unidades de alta velocidad para componentes pequeños y máquinas multifunción para dispositivos más grandes.

Cuando los PCB contienen componentes BGA (Ball Grid Array), la inspección con rayos X se hace necesaria ya que sus juntas de soldadura están ocultas debajo del paquete.

• Los vacíos: Bolsas de aire dentro de las juntas de soldadura
• Puente: Cortocircuitos entre juntas adyacentes
• Las articulaciones frías: Las conexiones de soldadura son deficientes

La soldadura por reflujo es el proceso de unión más crítico en la fabricación de SMT, donde la pasta de soldadura se derrite para conectar permanentemente los SMD a las almohadillas de PCB.Los hornos de reflujo cuentan con múltiples zonas de temperatura con un control térmico preciso a través de estas etapas:

• Zona de precalentamiento: Aumento gradual de la temperatura para evaporar los disolventes
• Zona de remojo: Estabilización de la temperatura para igualar el calentamiento de los componentes
• Zona de reflujo: Aumento rápido de la temperatura para fundir la soldadura
• Zona de enfriamiento: Solidificación controlada de las juntas de soldadura

Un perfil de temperatura adecuado garantiza una fusión óptima de la soldadura al tiempo que evita daños térmicos.

Los sistemas de AOI utilizan imágenes ópticas para inspeccionar de forma integral las superficies de PCBA en busca de defectos de soldadura y problemas de colocación, incluidos:

• Componentes faltantes
• Partes mal alineadas
• Polaridad incorrecta
• Defectos de soldadura (aperturas, pantalones cortos, bolas de soldadura)

Los sistemas de AOI en línea integrados en las líneas SMT proporcionan inspección en tiempo real. 3D AOI ofrece una capacidad de inspección de juntas de soldadura mejorada. Los PCBA defectuosos se separan para su reelaboración.

Para los proyectos PCBA prototipo, los fabricantes suelen realizar FAI en una muestra seleccionada al azar.con resultados fuera de la tolerancia que provocan una revisión completa del proceso.

Si es necesario, el ensamblaje de PTH sigue la finalización de SMT. Este proceso inserta componentes con plomo a través de agujeros de PCB y los solida en paredes de agujeros revestidas,generalmente para componentes más grandes o conexiones de alta fiabilidad.

• Reelaboración manual de los defectos identificados por la AOI
• Programación de circuitos integrados
• Pruebas funcionales
• Revestimiento conforme para la protección del medio ambiente
• Pruebas de combustión para la verificación de la fiabilidad
• Ensamblaje del producto

Los fabricantes también podrán sugerir sustituciones de componentes por piezas certificadas equivalentes para reducir los costes sin comprometer la calidad o la funcionalidad.

Si bien la fabricación SMT representa un proceso estandarizado dentro de los servicios de fabricación electrónica (EMS), numerosos detalles del proceso afectan significativamente el éxito del proyecto.Los fabricantes profesionales con décadas de experiencia mantienen un estricto control sobre cada parámetro de fabricación para garantizar resultados de calidad.