Table of contents
En enginyeria electrònica, els circuits electrònics són una superfície composta per camins, pistes o busos de material conductor laminats sobre una base no conductora. Les plaques electròniques s’utilitzen per connectar mitjançant pistes conductores un conjunt de components, prèviament dissenyats per complir una funció.
Generalment, per a les pistes s’utilitza coure, mentre que les bases dels circuits electrònics es fabriquen amb resines de fibra de vidre reforçada, ceràmica, tefló o altres materials no conductors.
La producció de les PCB i el muntatge dels components pot ser automatitzada. Això permet que la producció en massa sigui més econòmica i fiable que altres alternatives de muntatge. Però per a muntatges de poques sèries o prototips, l’assemblatge és manual.
Tecnologia per al muntatge de circuits electrònics
Originalment, tots els PCB es muntaven a mà utilitzant només una planxa de soldadura. A mesura que avança la tecnologia, els components es fan més petits i més difícils de muntar a mà, i la quantitat de components que poden cabre en una sola placa augmenta. Per tant, es va desenvolupar la necessitat de muntatge automàtic.
Tecnologia de muntatge superficial
La tecnologia de muntatge superficial, també coneguda per la sigla SMT, és un dels mètodes de muntatge de dispositius electrònics més utilitzats actualment. S’utilitza tant per a components actius com passius.
La tecnologia de muntatge en superfície (SMT) és un mètode en què els components es col·loquen directament sobre la superfície de les plaques de circuit imprès, sense utilitzar forats passants per a la fixació dels components.
Actualment, la majoria dels dispositius electrònics estan fabricats amb aquesta tecnologia, ja que proporciona grans avantatges pel que fa a fabricació i rendiment, permetent reduir la mida i el pes dels components de la placa electrònica, obtenint un millor resultat.
Avantatges del SMD
Hi ha molts beneficis amb el muntatge superficial
- Reducció de costos i temps de producció de circuits electrònics.
- Components més petits, augmentant l’espai a la placa i la quantitat de coure utilitzada.
- Minimitza la longitud de les pistes.
- Millora la inductància i la resistència.
- Suporten molts àcids, dissolvents, etc. Això fa que els PCB puguin submergir-se en productes per a l’eliminació de residus de soldadura.
Desavantatges del muntatge SMD
- Els coeficients tèrmics depenen del material.
- La reducció de la mida de la placa implica que la superfície de dissipació sigui menor. Tot i així, són efectes previsibles i que amb un bon disseny es poden solucionar.
- L’encapsulat està subjecte a variacions de longitud per motius tèrmics.
A Fadesa Ingenieros disposem de la maquinària d’alta precisió necessària per realitzar el muntatge de tot tipus de components superficials. Aquesta maquinària ens permet una gran flexibilitat a l’hora d’efectuar tant prototips com sèries petites i mitjanes de circuits electrònics.
L’encapsulat està subjecte a variacions de longitud per motius tèrmics.
La tecnologia de forats passants, més coneguda per les sigles THT del terme anglès Through-Hole Technology, és un tipus de tecnologia que utilitza els forats realitzats a les plaques de circuits impresos per al muntatge dels diferents elements electrònics. D’aquesta manera, es creen ponts elèctrics entre una de les cares de la placa PCB i l’altra mitjançant tubs conductors.
Aquest tipus de tecnologia s’utilitza cada vegada menys, però ofereix una gran resistència mecànica entre el component i la placa, per això actualment s’utilitza per a components que requereixen una major resistència en el muntatge o que són de mida més gran.
Realitzem la inserció dels components convencionals, la soldadura per una o dues cares i els acabats manuals.
A FADESA INGENIEROS, utilitzem maquinària d’onada selectiva per soldar els components un cop muntats; d’aquesta manera, s’aconsegueix una soldadura precisa sense sobreescalfar els components ni fer servir motlles.
Avantatges de la tecnologia THT
Muntatge de components que hagin de suportar grans càrregues mecàniques, per exemple, bornes, connectors, terminals per al cablejat, etc.
També és una solució adequada per a alguns components que hagin de suportar grans corrents.
- Grans prestacions mecàniques i de subjecció.
- Bona resposta amb components de potència elevada.
- Cost inicial d’automatització inferior al muntatge amb SMD.
- Millor opció per al muntatge de components de gran mida.
- Ideal per a components que requereixen una resistència de muntatge superior.
La diferència entre SMT i THT
L’anomenada tecnologia de muntatge superficial fa referència a l’estructura dels components dels xips o a l’adequada per al muntatge superficial de components miniaturitzats, d’acord amb els requisits del circuit col·locat a la superfície de la placa impresa, amb soldadura per reflux o per ona i altres processos de soldadura, formant una funció determinada dins de la tecnologia de muntatge de components electrònics.
Les diferències entre la instal·lació i la soldadura dels components SMT i THT es mostren a la figura.
A la placa de circuit imprès THT tradicional, els components i les unions de soldadura es troben a ambdues cares de la placa. A la placa de circuit SMT, les unions i els components de soldadura estan a la mateixa superfície de la placa. Per tant, a la placa de circuit imprès de la màquina de soldadura SMT, el forat passador només s’utilitza per connectar la placa de circuit als dos costats del cable; el nombre de forats és molt menor i el diàmetre del forat també és molt menor. D’aquesta manera, es pot millorar considerablement la densitat del conjunt de la placa de circuit.
Els components SMT muntats en superfície no són funcionalment diferents dels components endollables, excepte pel seu embalatge. Els paquets muntats en superfície que pateixen altes temperatures durant la soldadura han de tenir components i substrats amb coeficients d’expansió tèrmica corresponents. Aquests factors s’han de tenir en compte en el disseny d’un producte.
Les característiques de la tecnologia SMT poden reflectir-se en la diferència entre SMT i THT. Des de la perspectiva de la tecnologia de muntatge, la diferència fonamental entre SMT i THT és “enganxar” i “inserir”. Les diferències també es reflecteixen en el substrat, els components, la morfologia dels components, la morfologia de la unió soldada i el procés de muntatge.
Protecció tropicalitzada per a circuits electrònics
El tractament de protecció tropicalitzada consisteix a protegir les targetes en ambients humits i/o corrosius. A Fadesa Enginyers disposem de maquinària per a l’aplicació de vernissos i siliconas.
L’aplicació d’una capa de vernís pot cobrir una part o la totalitat del circuit. La missió d’aquesta capa de vernís és donar una protecció extra al circuit, principalment contra la humitat.
Es pot aplicar amb spray, de manera manual o en processos automàtics amb vernissadores, i recobreix amb una capa fina totes les parts del circuit que es volen protegir.
Els circuits electrònics que funcionen en ambients humits i amb canvis de temperatura, fins i tot muntats amb envolvents estancs, poden patir condensació, que acabarà oxidant i degradant les soldadures i components electrònics.
Quan aquests circuits electrònics estan muntats en làmpades d’exterior, de vegades les juntes d’estanquitat es degraden amb el temps i fallen, entrant humitat dins la làmpada. La tropicalització dels circuits, tot i que també patirà degradació amb la humitat, protegirà les soldadures i el LED, allargant àmpliament la vida útil total de la làmpada.
Verificació i posada en marxa
En finalitzar el procés de muntatge de les plaques, és important verificar i realitzar les proves a totes les targetes i equips electrònics que els nostres clients ens exigeixen.
En el cas d’equips acabats, disposem d’una secció de muntatge per lliurar els productes finals totalment assemblats, muntats, verificats i embalats.