Conceptos básicos del montaje y la soldadura de PCB
La fabricación de placas de circuito impreso (PCB) implica operaciones de soldadura como paso esencial del proceso de montaje de las placas, en el que es importante utilizar nitrógeno limpio y puro. La razón de ello es que el aire (comprimido) contiene oxígeno que, a su vez, contiene óxidos que pueden ser perjudiciales. El nitrógeno es un gas mucho más indicado para las operaciones de montaje de PCB. Lo explicaremos con más detalle en este artículo.
El montaje de PCB entra dentro de los servicios de fabricación de componentes electrónicos (EMS). Si desea más información sobre este tema, consulte nuestra WIKI, donde se explica con mayor detalle por qué las PCB son importantes en este panorama mundial en constante cambio, incluida la fabricación de vehículos eléctricos.
Para ampliar sus conocimientos sobre el montaje de PCB, siga leyendo para conocer qué es una PCB, tecnologías, aplicaciones, soldadura, SMT frente a THT, y el suministro de nitrógeno.
Descripción general de las placas de circuitos impresos (PCB)
Antes de profundizar en las tecnologías y los procesos que se utilizan en la fabricación de PCB, incluida la soldadura, es importante que definamos bien lo que es una PCB. Se trata de una placa fabricada con un material aislante, como fibra de vidrio o plástico, que contiene vías conductoras. Estas vías están fabricadas en cobre y conectan varios componentes, como condensadores, resistencias, LED y transistores, a la placa de circuitos.
También conviene mencionar que, para poder añadir cualquier componente a una PCB, primero es necesario estarcir y cortar la placa al tamaño necesario. Durante esta etapa, también se añade pasta de soldadura, que permite montar los componentes antes de soldarlos.
Una vez aclarado esto, pasaremos a hablar de las aplicaciones para explicar la importancia del montaje de las PCB, así como de la tecnología de orificios pasantes (THT) frente a la tecnología de montaje superficial (SMT). Además, existen distintos tipos de métodos de soldadura que se utilizan con cada una de esas tecnologías.
Aplicaciones
Como hemos mencionado en la introducción, la fabricación de PCB se utiliza en la producción de vehículos eléctricos debido a la gran cantidad de componentes electrónicos que requieren los vehículos eléctricos y la infraestructura relacionada, como las estaciones de carga. En un vehículo eléctrico, las PCB conectan la batería, el controlador del motor y el sistema de carga. También se utilizan en los paneles de instrumentos para controlar sistemas, como el aire acondicionado y el sistema de información y entretenimiento.
Las PCB también se utilizan en la producción de estaciones de carga y en otros muchos sectores, como los de sanidad, robótica, electrónica de consumo, electricidad y energía. La realidad es que cada vez hay más dispositivos conectados en el mundo y las PCB desempeñan un papel fundamental en ellos. Pueden adaptarse a la mayoría de las aplicaciones gracias a su diseño ligero, a diferencia del cableado tradicional.
Soldadura
El tipo adecuado depende de si se utiliza THT o SMT. La soldadura por ola se utiliza generalmente para THT. Por otro lado, la soldadura por reflujo solo se utiliza para SMT y es el método preferido para este tipo de soldadura. La principal diferencia entre la soldadura por ola y la soldadura por reflujo es que el reflujo requiere un proceso de endurecimiento en un horno a unos 250 °C, ya que la soldadura tiene que secarse después de aplicarse.
Por su lado, la soldadura por ola implica pasar la PCB por un baño de soldadura para fijar los componentes metálicos. También conviene señalar que, aunque menos económica, la soldadura selectiva se utiliza algunas veces para PCB con THT. Ofrece las ventajas de la soldadura manual con un proceso automatizado y se realiza de forma similar a la soldadura por ola, pero con mayor precisión.
Tecnologías: SMT frente a THT
La producción SMT ha sustituido en gran medida a THT, una técnica con la que los componentes se introducen a través de orificios de montaje practicados en la PCB. El montaje SMT es fundamental para la producción de PCB para el sector de los semiconductores.
El montaje SMT coloca los componentes en la superficie y utiliza soldadura por reflujo para garantizar la estabilidad. Es un proceso mucho más sencillo que perforar orificios para fijar los elementos en la PCB. A continuación se incluyen algunas ventajas de utilizar SMT en la fabricación de PCB.
Dichas ventajas explican por qué SMT sigue siendo el método preferido para dispositivos electrónicos pequeños y potentes. Las siguientes ventajas se aplican directamente al mercado de los vehículos eléctricos que, como hemos mencionado, dependen de las PCB.
Ventajas del método SMT
- Elimina la necesidad de perforar orificios, lo que ahorra espacio y permite fabricar dispositivos electrónicos pequeños.
- Los componentes se pueden colocar más cerca unos de otros en ambos lados de la PCB, lo cual permite crear circuitos más compactos y densos.
- Las conexiones entre los componentes son más cortas y directas, por lo que el procesamiento y la comunicación son más rápidos.
- La producción de PCB es más rápida, ya que las placas de circuito pasan por el horno como en una línea de montaje.
Nitrógeno para el proceso de montaje de PCB
Para el montaje de PCB se necesita nitrógeno puro y limpio para utilizarlo en el corte láser de patrones, así como en el proceso de soldadura. El motivo por el que se prefiere el nitrógeno es porque es un gas inerte con propiedades de baja oxidación (en comparación con el aire y el oxígeno). Los óxidos pueden descomponer las propiedades de la soldadura y generar corrosión. Además, el nitrógeno mejora el flujo de soldadura y genera menos calor, lo que es positivo para los componentes electrónicos, y también permite obtener PCB de alta calidad.
Para obtener resultados óptimos, es importante prestar atención a la pureza y el flujo del nitrógeno necesarios para el tipo de soldadura. Dicho esto, la mejor manera de que una empresa de montaje de PCB garantice un suministro óptimo es utilizando un generador de nitrógeno. Además de ser más rentable y permitir el control del suministro, también es más sostenible, ya que no requiere el uso de servicios de transporte para la entrega y evita las emisiones asociadas con el transporte. Encontrará más información en nuestro artículo relacionado.
Conclusión
El proceso de fabricación de PCB está avanzando considerablemente debido a su creciente demanda en el mercado mundial, lo cual se observa con el uso cada vez más generalizado de SMT en lugar de THT.
Esperamos que la información anterior sea útil para comprender mejor el proceso y el importante papel del nitrógeno, especialmente en la soldadura. En general, una placa acabada es aquella en la que todos los componentes están correctamente instalados y soldados, listos para su uso.
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