Plantilla

Mar 28, 2024

Imagineering Inc., Elk Grove Village, Illinois

Durante muchos años, la impresión con esténcil ha sido el método estándar para depositar pasta de soldadura en placas de circuito impreso (PCB) de montaje en superficie. Ha proporcionado un método duradero para aplicar soldadura en pasta, pero siempre hubo dificultades que ralentizaron significativamente el cambio de un producto a otro en la operación de ensamblaje y agregaron costos. Un desafío importante en los ensamblajes electrónicos más nuevos y más pequeños es la enorme diferencia de tamaño entre los componentes. Por lo tanto, es difícil intentar aplicar la cantidad correcta de soldadura en pasta para cada componente con una sola plantilla. El mayor problema es cómo producir prototipos rápidos sin interrumpir la producción en serie que ya está en marcha. El cambio de producto requiere ajustes que consumen mucho tiempo en el proceso de impresión de la plantilla, al tiempo que cierra innecesariamente una costosa línea de montaje para cambiar el producto. La incapacidad de la tecnología de la plantilla para variar el volumen de pasta de soldadura por pieza, sobre la marcha, sigue siendo el mayor impacto en la calidad de la soldadura.

El depósito de soldadura en pasta a alta velocidad mediante impresión por chorro es posible gracias a un método de expulsión único. La técnica expulsa pequeñas gotas de pasta de soldadura de un cartucho a través de un mecanismo expulsor sobre la PCB en las posiciones requeridas por la lima Gerber. El sistema eyector opera a velocidades de hasta 500 gotas por segundo, lo que permite imprimir pasta de soldadura sobre la marcha. Los diferentes tipos de soldadura en pasta utilizados para la impresión por inyección se entregan en cartuchos estándar. El cartucho se coloca rápidamente en la máquina en cuestión de segundos, por lo que se puede cambiar de soldadura en pasta de estaño/plomo a soldadura en pasta sin plomo en cuestión de minutos. Una etiqueta de código de barras en el cartucho de soldadura en pasta y un chip de identificación en el casete garantizan que nunca se cargue por error el tipo incorrecto de soldadura en pasta o que haya vencido su fecha de vencimiento.

La etiqueta de código de barras de identificación electrónica y la memoria del casete hacen que la configuración de la máquina sea automática. Una vez que se ingresa el tipo de código de pegado, puede comenzar la impresión. La tecnología de impresión por chorro sin contacto no aplica fuerza a la PCB, por lo que no se necesitan pines de soporte, lo que mejora aún más la velocidad de principio a fin. Además, el programa de impresión se alinea y ajusta automáticamente al estiramiento de la placa PCB en función de las marcas fiduciales. El control preciso de la temperatura garantiza que se pueda mantener la viscosidad adecuada de la soldadura en pasta en todo momento, lo que a su vez conduce a mayores niveles de precisión de la aplicación.

El proceso está completamente controlado por software. Los volúmenes de soldadura en pasta se pueden modificar según demanda. El proceso de impresión por inyección de tinta permite controlar los depósitos de pasta de soldadura con precisión, en tres dimensiones. Es posible ajustar el volumen, el área de cobertura, la altura y las capas de soldadura en pasta que deben aplicarse para cada almohadilla, componente y paquete individual. La inyección de tinta puede imprimir almohadillas para componentes con pasos tan pequeños como 0,4 mm (16 mil). Con este nivel de control, se pueden imprimir depósitos pequeños junto a los grandes, algo que a las plantillas les resultaba difícil hacer, lo que resultaba en operaciones de soldadura manual que requerían mucho tiempo. Para mantener un alto grado de flexibilidad, los programas de impresión se pueden ajustar fácilmente sobre la marcha si se necesitan revisiones.

La ausencia de plantillas significa otros beneficios de reducción de tiempo, como la ausencia de necesidad de papel especial para limpiar la parte inferior, la ausencia de máquinas de limpieza de plantillas, la necesidad de limpieza y almacenamiento de plantillas y la ausencia de riesgo de dañar las plantillas durante su manipulación.

Este trabajo fue realizado por Khurrum Dhanji de Imagineering, Inc. Para obtener más información, haga clic aquí.

Este artículo apareció por primera vez en la edición de enero de 2016 de la revista NASA Tech Briefs.

Lea más artículos de este número aquí.

Lea más artículos de los archivos aquí.

SUSCRIBIR