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Ensamblaje de PCB LED: la guía definitiva

Montaje de PCB LED

Hoy aprenderemos sobre el ensamblaje de PCB LED.

Nuestra guía cubre todos los aspectos del ensamblaje de PCB LED, desde especificaciones, BOM, técnicas de ensamblaje y muchos más.

¿Qué es más?

Aprenderá sobre los desafíos, las posibles soluciones y los procesos de empaque.

Al final de esta guía, será un experto en el proceso de ensamblaje de PCB LED.

¿Qué es el ensamblaje de PCB LED?

Este es el proceso de montaje de componentes eléctricos en una PCB.

Dependiendo de la naturaleza de la tarea, puede utilizar varios métodos y técnicas. Lo verá más adelante en esta guía.

Mira esto:

Recuerda, Placas de circuito impreso LED están hechos de material de aluminio.

La base de aluminio proporciona un vínculo entre el disipador de calor y el IC. Tiene la capacidad de resistir el calor.

Al final del proceso de ensamblaje de PCB LED, tendrá algo como esto:

Montaje de PCB LED

Montaje de PCB LED

Tipos de aluminio utilizados en el ensamblaje de PCB LED

Hay tres tipos diferentes de aluminio que se utilizan en la fabricación de una PCB LED.

a) Aluminio flexible

Este está compuesto por rellenos cerámicos y resinas de poliimida que le otorgan un mejor aislamiento y flexibilidad.

b) Aluminio híbrido

FR4, un material no térmico se fusiona con metal de aluminio. Esto ayuda a hacer que la PCB LED sea rígida.

También conserva su característica térmica. El aluminio híbrido tiene algunos beneficios que incluyen:

  • Costo de construcción más económico en comparación con el uso de todos los materiales termoconductores.
  • ¿Tiene una mejor disipación de calor en comparación con los productos FR-4?
  • No tiene ningún coste por disipadores ya que no lo tiene.

c)Aluminio multicapa

La alta transferencia de calor y la conductividad térmica efectiva son muy necesarias en las PCB LED muy complejas. Debido a esto, el aluminio multicapa es muy relevante para ello.

Son aplicables aquí porque los PCB de luces LED consumen menos energía.

Además, no tienen mercurio, funcionan de manera eficiente y duran más en comparación con otras luces PCB.

Aplicación del ensamblaje de PCB LED

La técnica de montaje de PCB LED se ha aplicado en el montaje de telecomunicaciones, automoción, informática y equipos médicos.

Entonces, en este capítulo, veamos estas aplicaciones de una manera más detallada.

·Empresas de fabricación de equipos de Telecomunicaciones

Muchos equipos de telecomunicaciones se fabrican utilizando la técnica de ensamblaje de PCB LED.

Esto se debe a que el ensamblaje de PCB LED está montado con aluminio.

Tableros de circuitos de telecomunicacionesTableros de circuitos de telecomunicaciones

El aluminio ayuda en la transferencia y disipación del calor, lo cual es un requisito básico para estos equipos.

·Industrias Automotrices

Los automóviles utilizan PCB LED de aluminio en la fabricación de luces de freno, faros e indicadores.

Industria automotrizIndustria automotriz

El PCB LED es relevante en la industria automotriz porque el componente de aluminio hace que estas piezas sean duraderas.

·Empresas de fabricación de computadoras

El ensamblaje de PCB LED se ha convertido recientemente en un tema de mayor interés para las empresas de informática. Las computadoras son muy sensibles al calor, particularmente la unidad de potencia y la CPU.

Placa base de la computadoraPlaca base de la computadora

Estas piezas requieren un material que pueda transferir fácilmente y disipar el calor de manera eficiente, lo que hace que la PCB LED sea la mejor opción.

·Equipo medico

Los equipos de examen médico y quirúrgico se componen de luces LED de alta potencia.

Por lo tanto, requieren la capacidad de transferir y disipar este alto calor, lo que hace que el ensamblaje de PCB LED sea la mejor opción.

Equipo de tomografía computarizadaEquipo de tomografía computarizada

Esto también hace que el equipo sea eficiente y duradero.

Lista de materiales para ensamblaje de PCB LED

En primer lugar, hablemos de BOM.

¿Qué es BOM?

Lista de materiales (BOM) son datos esenciales que se utilizan durante todo el proceso de ensamblaje de un dispositivo electrónico.

BUENA

 Lista de materiales – Foto cortesía: RayMing

Significa una lista de todos los materiales necesarios para construir una placa de circuito impreso en particular.

La lista de materiales de PCB se genera a partir de software de placa de circuito impreso.

Este software está integrado en su sistema CAD donde todas las piezas se diseñan, instalan y guardan en la biblioteca CAD.

Una vez instalado, se puede extraer y utilizar para diferentes partes de la lista de materiales.

Entonces, ¿qué hace una lista de materiales en el ensamblaje de PCB LED?

Una lista de materiales bien desarrollada ilustra claramente el tiempo de producción, el costo y los materiales necesarios para procesar el producto.

Además de estos, muestra el proceso de fabricación del mismo y su calidad una vez producido.

Es imperativo elegir los materiales para sus componentes antes de que pueda seguir adelante y desarrollar una lista de BOM.

Factores a considerar al desarrollar una lista de materiales.

1)Seleccione materiales disponibles localmente o materiales que se puedan encontrar fácilmente sin tener que esperar mucho tiempo.

Cuando los materiales son inverosímiles, los consumidores pueden perder la confianza en obtener sus productos.

2)Use componentes que sean duraderos. Esto reducirá la carga de revisar el diseño de vez en cuando.

También ayudará en la selección de la lista de materiales adecuada para PCB LED.

3)Coloque todos los componentes a montar en la misma capa en la superficie. Esto reduce el costo de fabricación en

alrededor de 25%.

4)Una buena BOM de PCB debe tener comentarios, descripción de cada parte, un designador de cada parte y huella. Déjanos mirar

en lo que estos son.

Comentario: Cada pieza de PCB tiene identificaciones peculiares que la distinguen de otras.

Por ejemplo, las piezas se pueden numerar utilizando un número de proveedor como "27-0477-03". Esto ayuda a distinguir estas partes de otras, incluso si pueden parecer similares.

Descripción: Se describe el identificador único.

Por ejemplo, podría describirse como “CAP 10Uf 20% 6.3V”. Esta descripción ayuda a eliminar la confusión al realizar el montaje, ya que cada pieza se diferenciará de las demás.

Designante: Cada parte tiene su propósito por el cual se monta en la PCB. La diferencia se hace a través de sus designadores.

Por ejemplo, para el caso de un condensador de 12uF, se designa como "C27".

Huella: El nombre de una huella que se está utilizando desde un CAD. Por ejemplo, C27 podría usar una huella CAD de "CAP-1207".

Técnica de montaje de componentes de ensamblaje de PCB LED

Existen tres técnicas principales de montaje de componentes de PCB LED, a saber:

  1. A través del orificio
  2. Montaje en superficie
  3. COB (chip a bordo)

Montaje de PCB LED

Montaje de PCB LED

Te llevaré a través de estos brevemente. (Obtenga más información sobre estas técnicas de nuestras otras guías)

Ensamblaje de placa de circuito impreso LED de orificio pasante

PCB LED de orificio pasante se remonta a la década de 1940. Fue ampliamente utilizado para fabricar dispositivos optoelectrónicos y otros productos electrónicos durante más de veinte años.

Mucha gente pensó que sería obsoleta, pero incluso la técnica de ensamblaje de PCB de orificio pasante actual sigue en pie debido a algunos beneficios que otras tecnologías no pueden ofrecer.

Ventajas de la técnica de ensamblaje de orificio pasante

A través del orificio, el ensamblaje de PCB LED tiene algunos beneficios, y es por eso que algunas empresas de fabricación de dispositivos lo prefieren.

Así que repasemos estos beneficios. Incluyen:

  • Sus componentes se pueden intercambiar fácilmente. Es decir, son más fáciles de prototipar.
  • Pueden soportar mucho calor y, por lo tanto, son duraderos incluso cuando el producto se encuentra en una aceleración extrema y colisiones.
  • Sus dispositivos utilizan la energía de manera eficiente y económica porque existe una buena unión entre la placa de circuito y los componentes.
  • Debido a su capacidad para resistir el estrés, se utiliza para ensamblar placas de circuito impreso para dispositivos eléctricos como transformadores.

Los semiconductores, conectores y condensadores electrolíticos también se ensamblan mediante esta técnica.

Actualmente, la tecnología de orificio pasante es evidente en las luces LED de las vallas publicitarias y en algunos estadios. Además, muchas máquinas que se utilizan tanto en la industria como en el hogar se fabrican con un ensamblaje de PCB de orificio pasante.

THT es relevante aquí porque estas máquinas están expuestas a duras condiciones ambientales físicas. Otras técnicas de ensamblaje de PCB no pueden soportar estas condiciones.

Contratiempos para la técnica de ensamblaje de orificio pasante

Al igual que cualquier otra tecnología, la tecnología de ensamblaje de PCB de orificio pasante tiene algunas desventajas. Éstos son algunos de ellos.

  • Es relativamente caro ya que requiere perforar agujeros.
  • Lleva mucho más tiempo soldar el plomo a través de los agujeros perforados.
  • La técnica hace que el punto de soldadura sea débil, lo que da como resultado una falta de confiabilidad en comparación con la técnica de ensamblaje de montaje en superficie.

Técnica de ensamblaje de montaje en superficie

Otra tecnología utilizada en el montaje de PCB LED es Tecnología de montaje superficial. Esta tecnología fue inventada alrededor del año 1960.

Comenzó a reemplazar la técnica de orificio pasante en el año 1980.

Tecnología de montaje en superficie – Foto cortesía: WikimediaTecnología de montaje superficial

Actualmente, la mayoría de las empresas de fabricación utilizan ensamblaje de PCB LED de montaje en superficie.

Los componentes necesarios en las técnicas de montaje de montaje en superficie son diferentes tipos de resistencias y condensadores.

Algunos de los dispositivos de montaje en superficie son demasiado pequeños. Por lo tanto, se ensamblan utilizando un microscopio y máquinas elevadoras de componentes.

Ventajas

  • Los dispositivos de tamaño más pequeño se pueden ensamblar usando la técnica.
  • Los montajes automatizados son posibles.
  • Utiliza ambos lados del tablero.
  • Opción rentable
  • Tiene buenas propiedades térmicas.
  • Se puede ensamblar más rápido que el ensamblaje de PCB de orificio pasante.

Desventajas

Demuestra ser poco confiable cuando la unión de los componentes de la placa pasa por estrés mecánico y ambiental como el calor intenso.

Además, los componentes no se pueden ensamblar manualmente; por lo tanto, a veces es costoso.

Especificaciones del conjunto de PCB LED

Hay varias especificaciones que deben cumplirse cuando se utiliza un ensamblaje de PCB LED. Veamos algunos de ellos.

Especificación de ensamblaje de PCB LED

Especificación de ensamblaje de PCB LED

i.Número de capas

Estas capas están formadas por aluminio y magnesio.

Los PCB de aluminio se destacan entre otros PCB porque tiene una buena característica de aislamiento y tiene un mejor rendimiento de la maquinaria.

ii.Tipos de capas

Normalmente, la capa base se fabrica con metal de aleación de aluminio.

Este sustrato de aleación de aluminio utilizado para fabricar la base lo hace ideal para la tecnología de orificio pasante que transfiere y disipa el calor.

Se fabrica una capa de aislamiento térmico utilizando algún polímero cerámico que tiene buenas características de viscoelasticidad.

Es altamente resistente al calor y protege la PCB contra el calor y el estrés mecánico.

La capa del circuito, que está cubierta por una lámina de cobre que puede variar de una a diez onzas.

iii.Tipo de tablero: simple o en panel

Algunas tablas no tienen forma. Por esta razón, se utilizan paneles de PCB LED. Esto reduce el tiempo, la producción de mano de obra y el tiempo de prueba.

Algunos ensamblajes de PCB LED se realizan en una sola placa, mientras que otros se realizan en paneles.

·Tablero de una sola pieza

Esto tiene una o dos capas. Está hecho de placa FR-4 normal. Su grosor puede ser, por ejemplo, de 0.4 mm, 0.6 mm y 1.0 mm, etc.

·Panel del teclado

El panel PCB LED produce mucho calor y no puede enfriarse tradicionalmente. Debido a esto, el aluminio se usa como material de metal central para fabricar el tablero del panel.

iv.El número de PCB flexibles

Los PCB flexibles tienen uno o dos lados. Puede ser PCB de una o varias capas. Los dispositivos deseados para funcionar a alta velocidad son ideales para PCB flexibles de múltiples capas.

Desafortunadamente, estos dispositivos pierden su flexibilidad.

v.Dimensiones

Las empresas de fabricación, como Twisted Trace, ofrecen tamaños de placa mínimos y máximos. Por ejemplo, mire las dimensiones ilustradas en la siguiente tabla.

Número de capasEl tamaño máximoTalla minima
Capas 1-259''x50''    0.2''x0.2.''
Capas 4-632''x28''    0.4''x0.4.''
Capas 8-2030''x24''    0.4''x0.4.''

 

La dimensión de una PCB es crítica. Esto se debe a que el costo de fabricación depende del tamaño y el diseño del tablero.

Consideraciones para elegir el tamaño de la placa
  • El área disponible debe ser más pequeña que el tamaño del tablero.
  • Se debe mantener un valor de tolerancia durante el proceso de fabricación de una placa de circuito impreso.
  • El tipo de cierre también es muy importante.

 vi.Material base

Un ingeniero puede especificar la naturaleza del circuito. También puede especificar el material de recubrimiento de PCB, el tamaño de PCB y una variedad de otras especificaciones que también pueden incluirse.

La base de PCB está hecha de diferentes materiales. Por lo tanto, veamos estos materiales que se utilizan para hacer una base de la placa LED PCB.

Los materiales comúnmente utilizados son:
  • FR-4 y epoxi- FR-4 es un conductor de calor muy pobre y por lo tanto no dura mucho a pesar de que son rentables.
  • El núcleo de metal también es un material utilizado en la base de PCB LED.

No es como el material epoxi porque sus PCB son muy eficientes al igual que sus aplicaciones. Además, es más útil en dispositivos que se utilizan para transferencias de calor.

Una base de núcleo metálico está hecha de metal de aluminio que está cubierto con una capa de cobre.

Estos dos metales (aluminio y cobre) permiten que la placa de circuito resista y conduzca el calor.

La elección de un material base seleccionado depende de si la empresa fabricante necesita un dispositivo con cualidades térmicas o no.

Fr-4 es para dispositivos de baja temperatura, mientras que Metal-core está diseñado para dispositivos con altas cualidades térmicas.

vii. Espaciado mínimo

El espacio entre los componentes LED PCB debe ser igual a su altura.

Por ejemplo, un componente que mide 0.04 pulgadas, debe estar 0.04 pulgadas más cerca del siguiente componente.

Este espacio ayuda en la inspección de puntos de soldadura y otros componentes de PCB.

La tecnología de montaje en superficie utiliza un ancho de espacio mínimo de 0.006 pulgadas.

Es porque algunos de los dispositivos de SMT son de menor tamaño.

viii.Tamaño del agujero

El diámetro del agujero es uno de los aspectos que se deben considerar cuando se desea fabricar una placa de circuito impreso.

La relación entre el grosor del tablero y el diámetro del orificio perforado es muy importante. Esta relación se denomina relación de aspecto de PCB.

En una relación de aspecto de 3:1, el grosor de una placa de circuito impreso es de 24 mils y el diámetro del orificio perforado se convierte en 8 mils. Los tamaños de placa de entre 8 mils y 10 mils pueden tener un diámetro de orificio mínimo de 6 mils.

ix.Máscara de soldadura

También se conoce como recubrimiento de parada de soldadura. Forma una capa delgada que cubre el cobre. Se utiliza para hacer que la PCB sea confiable y para que tenga un alto rendimiento.

El material utilizado para hacer la máscara de soldadura es resina. Es resistente a la humedad, la temperatura, el aislamiento y la soldadura. También es estético.

El color conocido de los PCB suele ser el verde. Este color de aceite verde de una capa de parada de soldadura se aplica en la placa encima de la capa de cobre.

Sin embargo, las máscaras de soldadura pueden ser de diferentes colores: negro, blanco y rojo, azul, amarillo, entre otros colores, como se muestra a continuación.

Máscara de soldadura en PCB

Máscara de soldadura en PCB

La diferencia de color de una máscara de soldadura está determinada por diferentes demandas que incluyen:

Algunas empresas de fabricación suelen producir PCB que tienen máscaras de soldadura rojas para sus nuevos productos.

La razón principal aquí es distinguir fácilmente estos nuevos productos de los producidos en masa.

Se prefiere la máscara de soldadura negra cuando el fabricante desea que el producto final se parezca a la máscara de soldadura.

Esto es especialmente importante cuando se supone que la placa de circuito impreso del producto final debe mostrarse parcial o totalmente.

Cuando desee aplicar una máscara de soldadura, debe asegurarse de que la placa de circuito esté limpia y libre de oxidación.

La limpieza de la placa de circuito se realiza con óxido de aluminio. Séquelo antes de aplicar la máscara de soldadura.

Repasemos algunas funciones de la máscara de soldadura en la placa de circuito.

La máscara de soldadura evita que los puentes de soldadura lleguen a las áreas cubiertas en una placa de circuito impreso.

Evita que las trazas de cobre se conecten con la soldadura en pasta. Cuando el cobre y la soldadura entran en contacto, generalmente se desarrollan cortocircuitos.

Esto compromete la confiabilidad y el rendimiento de un dispositivo.

Puede evitar que las trazas de cobre se oxiden, se corroan y se ensucien.

x.Serigrafía

Es una obra de arte realizada con una tinta formulada que sirve para fines de identificación.

La información que se incluye en la serigrafía incluye la configuración de los interruptores y un logotipo de la empresa fabricante del dispositivo.

También muestra los identificadores de los componentes utilizados en la placa, puntos de prueba y números para diferentes versiones.

En los primeros días de la innovación, la serigrafía se realizaba con una plantilla.

Pero a medida que avanza la tecnología, ha habido nuevos desarrollos en términos de serigrafía aplicada en una placa de circuito.

El color formulado que utilizan algunas empresas en la serigrafía puede ser blanco o negro.

Los chorros de tinta se utilizan directamente para crear la imagen a partir de los datos digitales contenidos en la placa de circuito.

A continuación, se rocían pequeñas gotas de tinta sobre el panel de la imagen.

Puede tener otra imagen de información en el lado opuesto del tablero. En este caso, el depósito de tinta debe secarse y repetirse el rociado.

Idealmente, este proceso lleva menos de diez minutos.

Métodos de serigrafía
  • La serigrafía manual es posible cuando el ancho de las líneas es superior a 7 mil y debe tener una tolerancia registrada de 5 mil. Cuando el ancho de línea de la imagen es mayor a 4 mm, Liquid Photo Image es relevante.
  • A veces, la impresión directa de leyendas se vuelve útil especialmente cuando queremos trabajar en placas de circuito impreso complejas.

La serigrafía no solo se usa durante la fabricación, sino también como uno de los pasos importantes en el proceso de ensamblaje de PCB.

La serigrafía se utiliza para colocar con precisión los siguientes componentes en la placa de circuito:

  • Indicadores de referencia destinados a identificar componentes de la lista de materiales.
  • Un indicador pin1 que ilustra cómo se supone que todos los pines se conectan al pad de huella.
  • Indicador de polaridad que proporciona información sobre los componentes que han sido polarizados.
  • Esquema del componente que sirve para señalar la ubicación de la colocación del componente.

Puede faltar un contorno de componente, especialmente si las almohadillas son de menor tamaño. Pero tiene que haber una forma sistemática que muestre cómo se deben colocar estos componentes.

La colocación incorrecta de los componentes afecta la función de un dispositivo.

Ahora veamos las razones por las que la serigrafía es un tema tan importante en una PCB LED.

  • Dirige a un técnico sobre dónde se deben tomar las medidas durante el proceso de prueba.
  • Además, se utiliza para verificar cómo funciona el dispositivo y averiguar si el dispositivo tiene algunas fallas.
Factores a tener en cuenta a la hora de diseñar serigrafías.
  • Los fabricantes por contrato tienen conocimientos técnicos sobre fuentes que son visibles cuando se imprimen en una placa de circuito. Es recomendable que los técnicos de la empresa utilicen los estándares recomendados.
  • Siga estrictamente las pautas de espacio libre y dimensiones proporcionadas por el fabricante contratista.

Esto es bueno porque evitará que los materiales de la pantalla de seda queden cubiertos por otros componentes de la placa.

Cuando no están cubiertos, se vuelven más visibles para los técnicos.

xi.dedos de oro

Los dedos dorados son los conectores en el borde de una PCB. Parece un dedo, de ahí el nombre.

Es un tipo de acabado superficial que proporciona una superficie plana.

pcb de dedo de oro

PCB de dedo de oro

Una superficie plana es muy útil ya que proporciona la capacidad de resistir cualquier rasgadura o desgaste como resultado de la repetición de inserciones.

Un dedo de oro se puede utilizar junto con otros tratamientos superficiales.

Normalmente se aplica a las áreas de PCB que son más susceptibles al desgarro y al desgaste. Por ejemplo, el conector de borde y los teclados.

¿Cuáles son las especificaciones para un dedo de oro?

  • La distancia entre el dedo de oro y el contorno debe ser de 1.0 mm.
  • La placa de circuito impreso debe tener un grosor de 1.0 mm o superior
  • Tiene que haber una distancia de no menos de 30 mm entre los dedos de oro.

xii.Reforzadores

Flex PCB a veces requiere cierta rigidez en algunas de las partes de la placa.

Aquí es donde los refuerzos serán útiles para soportar algunos componentes en la placa de circuito impreso.

Algunos refuerzos están hechos de material FR4. El grosor del rigidizador suele oscilar entre 0.008'' y 0.59''. Cuanto más grueso es el refuerzo, más soporte brinda a los componentes de la placa de circuito impreso.

¿Cuándo son relevantes los refuerzos para el ensamblaje de PCB?

  • Los componentes de la placa están cerca unos de otros, en un área dinámica o flexible.
  • Es probable que el tamaño de los componentes de la placa cause tensión en el flex.
  • Una mayor cantidad de almohadillas de montaje en superficie hacen que la planaridad sea crítica.
  • Cuando están destinados a reducir la tensión de los componentes de la placa.

xiii.Acabado superficial

Esto también debe diseñarse en una PCB. Elegir un buen acabado superficial es muy importante, ya que es el acabado superficial el que protege al cobre de la corrosión.

El acabado de la superficie le da a la PCB la capacidad de soldar sus componentes directamente en la placa.

Ahora, quiero que describamos los factores que influyen en la elección de un acabado superficial para PCB.

  • Costo del impacto ambiental que tendrá el material de acabado superficial
  • Duración que quieres que te dure el dispositivo
  • Volumen que se espera producir
  • Componentes que pretende montar en la PCB

Acabado de superficie de montaje de PCB LED

Acabado de superficie de montaje de PCB LED

El acabado superficial existe en numerosos tipos. En nuestro próximo proceso de aprendizaje, quiero que analicemos los diferentes tipos de acabados superficiales.

Tipos de acabado superficial
·Nivelación de aire de soldadura caliente

Este es el acabado de superficie de PCB más barato. La PCB se sumerge en soldadura fundida y luego se nivela con un cuchillo de aire caliente.

Funciona bien en PCB de orificio pasante o en componentes de tecnología de montaje en superficie más grandes.

La nivelación con soldadura de aire caliente no es ideal para componentes pequeños porque la superficie no está completamente nivelada.

Algunas de las ventajas de la nivelación por aire caliente son:

  • Proporciona buena soldabilidad.
  • Menos costoso
  • Ideal para grandes procesamientos de PCB

Desventajas

  • Existe una diferencia de nivel entre las almohadillas pequeñas y grandes.
  • No se puede utilizar en el procesamiento de piezas pequeñas. El puenteo debe realizarse en pasos finos.
  • No es bueno para los productos HDI.
·Inmersión en acabado superficial de estaño

Aquí, un metal plano se sumerge en trazas de cobre. Se puede usar cuando se procesan componentes pequeños en una PCB.

Se utiliza estaño porque es barato, aunque una placa de circuito impreso sumergida en estaño se deslustre. Cuando se ha deslustrado, no puede producir buenos puntos de soldadura.

Por este motivo, una placa de circuito impreso sumergida en acabado superficial debe utilizarse durante treinta días.

Las ventajas incluyen:

  • Producir una buena superficie plana del mismo nivel
  • Ideal para paso pequeño o pequeños componentes de PCB
  • Relativamente barato
  • Proporciona una buena superficie de soldadura incluso después de haber sufrido muchas excursiones de calor.

Desventajas del acabado superficial sumergido

  • Su manejo requiere guantes de mano.
  • No es amigable con la máscara de soldadura.
  • No se puede utilizar una máscara de soldadura que se despegue con facilidad.
·Nivelación de soldadura de aire caliente sin plomo

En lugar de usar estaño-plomo, usa estaño-cobre o estaño-níquel. Por esta razón, es rentable.

Algunas de las ventajas del tipo anterior de acabado superficial.

  • Barato de producir
  • Produce puntos de soldadura perfectos.
  • Permitir el procesamiento de almohadillas grandes
  • Tiene la capacidad de manejar muchas excursiones de calor.

Veamos algunas de las desventajas de la nivelación de soldadura de aire caliente sin plomo:

  • Hay una diferencia de grosor en la superficie de la tabla entre las almohadillas pequeñas y las grandes. Esto lo descalifica para ser utilizado para procesar componentes pequeños.
  • Tiene una alta temperatura de procesamiento.
  • El puente debe hacerse en pasos finos.
Acabado de superficie de plata de inmersión

La plata produce un buen acabado superficial porque cuando se sumerge una PCB en ella, no reacciona como el estaño. Pero si se expone al aire, también se empaña.

Por lo tanto, debe almacenarse en un paquete antimanchas. Cuando se almacena como se recomienda, se puede usar para soldar dentro de los doce meses.

El acabado de la superficie plateada por inmersión tiene algunos beneficios de la siguiente manera

  • Produce una superficie completamente plana que es ideal para montar pequeños componentes de PCB.
  • Relativamente más barato
  • Puede ser reelaborado

Desventajas del acabado superficial plateado por inmersión

  • Es muy sensible al manejo. El embalaje especial que evita que se deteriore aumenta su coste de producción.
  • La máscara que se despega no se puede usar cuando elige usar un acabado de superficie plateado sumergido.
·Acabado de superficie de oro de inmersión de níquel sin electrodos

Para este tipo de acabado superficial, la superficie se compone de níquel que se cubre con una fina capa de oro.

Esta superficie es dura y dura más en comparación con otros tipos de acabados superficiales.

Por ello, es el tipo de acabado superficial más caro.

Ventajas del acabado superficial de oro por inmersión en níquel electrolítico

  • El acabado de la superficie es plano y esto lo hace relevante para el montaje de componentes pequeños en PCB.
  • Está unido con alambres, y esto lo hace fuerte y duradero.

Desventajas

  • Un tipo de acabado superficial caro
  • No es amigable con la máscara de soldadura

Proceso de ensamblaje de PCB LED

Para que tengamos un proceso de ensamblaje de PCB LED exitoso, se deben definir sus funciones. El requisito de cumplimiento se define para reducir el efecto cuando se seleccionan los componentes.

Luego se genera la lista de materiales a partir de la información instalada en el PCB.

Luego, el ancho y el enrutamiento se definen teniendo en cuenta el voltaje, la conexión a tierra y el ruido, entre otros componentes.

Proceso de montaje de PCB LED

Proceso de ensamblaje de PCB LED

Toda esta información se utiliza para ensamblar componentes que se identifican desde MOB hasta PCB.

Después de eso, se determina el enrutamiento de las huellas para cada componente, según el tamaño, la forma de la placa de circuito y la ubicación de los conectores.

Métodos de ensamblaje de PCB LED

Tenemos dos métodos, a saber, ensamblaje de PCB LED manual y automatizado

Montaje manual de PCB LED

El técnico coloca con cuidado los componentes LED en la placa de circuito. En este caso, utiliza una herramienta especializada para realizar el montaje.

Asamblea PCB

Asamblea PCB

La desventaja de este proceso de montaje es que es largo y pesado. Por lo tanto, ralentiza el proceso de producción.

Ensamblaje automatizado de LED PCB

Se utiliza principalmente en la tecnología de montaje en superficie.

La presión de vacío y una boquilla precisa se utilizan para recoger y colocar de manera rápida y eficiente numerosos componentes LED en el tablero.

Ensamblaje de PCB automatizadoEnsamblaje de PCB automatizado

Etapas del proceso pick-and-place utilizado en un ensamblaje automatizado de LED PCB

Tenemos diferentes etapas involucradas en un proceso de pick-and-place.

Estos son los procesos.

  • La boquilla Picking-Vacuum extrae los componentes de una bandeja.
  • Sosteniendo: la máquina detecta la alineación adecuada de los componentes y los mantiene listos para moverlos a la placa de circuito.
  • Transporte: este proceso implica mover los componentes desde su ubicación hasta la placa de circuito para su ensamblaje.
  • Colocación: este es el proceso de bajar los componentes a sus respectivas ubicaciones en la placa de circuito.
  • Liberación: la boquilla libera los componentes en sus ubicaciones designadas en la placa. Los libera y comienza un nuevo proceso de recoger y colocar.

Tenga en cuenta que la incapacidad de una boquilla para recoger y colocar da como resultado un ensamblaje predeterminado. Esto puede aumentar el costo de producción.

Un concepto automatizado del proceso de ensamblaje de PCB LED de montaje en superficie

Una vez que se ha configurado es muy simple. Tiene cinco procesos que incluyen:

  • Producción de una PCB con puntos de soldadura en ambos lados de las placas de circuito.
  • La máquina de serigrafía luego depositará soldaduras en las almohadillas que unen los componentes a la placa.
  • Recogida de componentes y colocación en puntos de soldadura mediante una máquina pick-and-place.
  • Luego, el horno de reflujo rompe la PCB a una temperatura para endurecer la soldadura a su estado final sin tener que dañar los componentes.
  • A continuación, la inspección de PCB se lleva a cabo utilizando una máquina de inspección óptica automatizada.
  • Los componentes defectuosos se eliminan reparados.

Fabricación de PCB LED

El PCB LED se fabrica con aluminio como metal central. Este aluminio tiene una fina capa de cobre que conduce el calor.

La fabricación implica la soldadura de componentes en una PCB LED.

Durante el proceso de fabricación, estos componentes se conectan eléctricamente y se ajustan mecánicamente a la placa de circuito.

Diseño y maquetación de PCB

 Diseño y diseño de PCB LED

Inicialmente, la fabricación se hacía manualmente, pero esto ralentizaba la producción.

Actualmente, el software CAD automatizado se utiliza para fabricar PCB LED.

Este software hace el diseño que se usa repetidamente para producir PCB LED en grandes cantidades en muy poco tiempo.

Los dispositivos hechos de PCB LED automatizados son baratos y eficientes.

Prueba de PCB LED

La prueba de PCB LED se puede realizar utilizando una máquina óptica automatizada. Sin embargo, hay otras máquinas que veremos más adelante en esta guía.

PCB de pruebaPCB de prueba

Esta máquina verifica si se han cometido algunos errores al ensamblar la PCB LED. Inspecciona específicamente la calidad de las juntas de soldadura y otros componentes de la placa.

En la mayoría de los casos, el movimiento ocurre durante el proceso de reflujo. Esto da como resultado atajos, mala calidad de conexión o incluso una completa falta de conexión.

Cuando un componente se extravía, es posible que se conecte con la placa de circuito a la que no debe conectarse. Para identificar estos errores se debe realizar una inspección.

Hay tres formas principales de realizar una prueba en PCB LED como se enumeran a continuación

  • Control manual
  • Inspección óptica automatizada
  • Inspección de rayos X automatizada.

Desafíos del proceso de ensamblaje de PCB LED

LED PCB tiene los siguientes desafíos:

Montaje de placa de circuito impreso LED

Montaje de PCB LED

Sustitución de componentes vulnerables.

Cuando se utilizan dispositivos electrónicos, algunas piezas se desgastan y se rompen. Estas piezas que se desgastan o se rompen requieren alguna reparación o reemplazo.

La soldadura de los componentes debe realizarse aunque consuma tiempo.

Solución

Se recomienda agregar bases a los componentes vulnerables.

Otra solución es que las conexiones se puedan realizar mediante tacos o filas de inserción.

Mejora de pad off y capa de soldadura

Cuando se realiza el mantenimiento de PCB, no se puede evitar desmontar o soldar.

Los PCB viejos siempre desarrollan almohadillas o capas de soldadura en la pared del orificio de la placa cuando los componentes se desmontan de la PCB.

Solución

Una plataforma cercana en la misma ruta se puede conectar a través de una línea corta. Esto depende de la distancia y la cantidad de corriente que pueda contener.

Para distancias cortas, podemos usar pines recortados para soldar.

La eliminación de la capa de soldadura se combina con el desmontaje de las PCB. Se sugiere que los orificios de las almohadillas sean entre 0.3 y 0.5 mm más grandes que los pasadores durante el proceso de diseño.

Los pines de los componentes nuevos se instalan antes en el recubrimiento con una capa de estaño de soldadura un poco más gruesa.

Luego, las capas de estaño de soldadura en los pines se sueldan nuevamente a las almohadillas en la PCB.

Soportar Protección de voltaje de alimentación multicanal Rectificación LED.

Las explosiones de atajo generalmente ocurren debido al problema de voltaje soportado de los PCB LED. Esto puede resultar en la destrucción de todo el dispositivo.

Solución

Las capacidades antiinterferencias de la CPU deben aumentarse e instalarse.

La fuente de interferencia también debe reducirse.

Por ejemplo, se puede instalar una capacidad antiinterferencias con amplificadores controlados por relé.

Embalaje LED PCB después del montaje

El empaque permite que los cables externos se conecten a chips LED de electrolito. Esto ayuda a proteger los chips y mejorar la luminiscencia de las luces LED.

PCB de embalaje

PCB de embalaje

El empaque de la PCB LED promueve el funcionamiento normal de los chips de diodos. También se asegura de que la luz de visibilidad se exporte perfectamente.

Máquina para envasar LED PCB

La máquina sólida de precisión Cristal se utiliza para empaquetar dispositivos de PCB de montaje en superficie.

Para que la luminiscencia no se vea comprometida, los chips LED deben colocarse bien en el paquete.

Si no se colocan bien, la luz LED no se reflejará completamente en una copa reflectante. Esto interfiere con el brillo del LED.

Tipos de embalaje LED

  • Lámpara-LED
  • Dispositivo de montaje en superficie-LED
  • LED lateral
  • LED superior
  • LED de alta potencia
  • Voltear chip-LED

Conclusiones

El ensamblaje de PCB LED es muy crucial en el desarrollo industrial actual. Se están innovando muchos dispositivos eléctricos y se está mejorando el antiguo.

Los PCB LED son útiles debido a que están fabricados con materiales que pueden transferir y disipar el calor. Esta característica aumenta la durabilidad del dispositivo.

La tecnología reciente también permite la producción en masa.

Dado que los consumidores prefieren dispositivos duraderos, livianos y eficientes, la técnica de ensamblaje de PCB LED es muy relevante en el mundo actual.