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Apr 08, 2023

Manejo de PCB frágiles e irregulares en máquinas de procesamiento y prueba

Los fabricantes pueden usar accesorios o paneles para asegurar o enmarcar objetos frágiles, delgados o

Los fabricantes pueden usar accesorios o paneles para asegurar o enmarcar PCB frágiles, delgadas o con formas extrañas. Este artículo cubre estos métodos para permitir que dichos tableros encajen fácilmente en las máquinas estándar de ensamblaje o inspección.

El procesamiento de PCB irregulares y frágiles en máquinas de ensamblaje estándar suele ser un desafío. Debido a sus dimensiones no estándar, las placas de forma extraña, delgadas o frágiles no encajan correctamente en el reflujo, la colocación de componentes u otras máquinas de procesamiento estándar. La falta de soporte y alineación adecuados puede tensar, doblar o dañar las frágiles tablas a medida que pasan por el sistema de procesamiento. Además, esto puede afectar la precisión del proceso.

Para superar estos desafíos, los ingenieros pueden usar accesorios SMT o técnicas de panelización. Cada uno de los dos métodos proporciona un transportador con dimensiones estándar y disposiciones para colocar, asegurar y soportar las tablas irregulares.

Los dispositivos SMT son portadores rígidos de PCB que permiten a los fabricantes cargar placas irregulares únicas o múltiples y luego pasarlas por las máquinas de procesamiento estándar. Esto permite realizar tareas como el montaje automático de componentes electrónicos, soldadura por reflujo por infrarrojos, soldadura por ola, pruebas automáticas, etc.

Los accesorios suelen estar disponibles en una variedad de diseños, materiales, tamaños y espesores. Algunos pueden llevar más de una placa, lo que permite el procesamiento de múltiples PCB simultáneamente. Otros diseños tienen ajustes para admitir los procesos secundarios primarios y secundarios.

En general, los materiales de los accesorios, que van desde plásticos sintéticos y piedras hasta aleaciones de aluminio y vidrio epoxi, deben ser electrostáticos neutros y capaces de soportar ciclos térmicos y químicos repetidos sin deformarse ni desgastarse. En particular, las luminarias delgadas brindan una mejor gestión térmica.

Los accesorios típicos tienen resistencia a altas temperaturas, buena resistencia mecánica para el mecanizado de precisión y buena resistencia química y a la abrasión para soportar los limpiadores de tarimas y los fundentes solubles.

Los accesorios son más adecuados para las placas de circuitos flexibles, así como para las placas de circuito impreso frágiles y delgadas. Sin embargo, cada nuevo diseño de placa requiere su accesorio personalizado, lo que puede demorar entre tres y cuatro días para que un fabricante produzca y entregue. Como tal, el uso de accesorios puede aumentar los costos y el tiempo para producir los PCB.

El accesorio debe soportar la placa y evitar la distorsión a medida que la placa pasa por los procesos de impresión, colocación de componentes y reflujo. Su construcción debe garantizar una protección adecuada para los componentes del lado inferior durante el proceso de reflujo de doble cara.

La facilidad de carga y descarga de PCB, así como la capacidad de manejar múltiples PCB, son importantes en las líneas de alta producción. Además, los accesorios deben brindar protección térmica a las áreas sensibles al calor de la placa de circuito impreso.

Otras características deseables incluyen:

La panelización es la disposición de matrices de múltiples PCB en un solo sustrato que cabe en la máquina de procesamiento estándar. Un panel puede contener varias tablas con formas y tamaños similares o diferentes. Este método es más rápido y menos costoso en comparación con los accesorios, que requieren un soporte personalizado para cada nuevo diseño de PCB.

Existen diferentes métodos de panelización y despanelización según la aplicación de la placa de circuito impreso, el grosor, la forma, la disposición de los componentes, el tipo de bordes y otros factores.

Los dos métodos populares son la panelización con ranura en V y la panelización con pestañas separables. Cada uno de estos utiliza un método diferente para separar las placas del arreglo principal y tiene sus ventajas y limitaciones.

La panelización con ranura en V implica cortar un tercio del grosor de la tabla desde los lados superior e inferior. La parte restante une las tablas separadas y luego se corta con una máquina durante el despanelado. Esto ayuda a reducir la tensión en la PCB. Un desafío con el método de ranura en V es que es restrictivo y no se puede usar con PCB que tienen componentes que sobresalen de los bordes.

El método de enrutamiento con pestaña o pestaña separable es adecuado para PCB con diseños similares o diferentes, o donde no es posible o práctico usar las ranuras en V. El diseñador deja un espacio de enrutamiento de pestañas perforadas entre las placas diferentes o similares, lo que permite la separación después del procesamiento.

Sin embargo, los componentes SMT y las pistas deben estar al menos a 3,00 mm de los orificios de perforación. Esto evita el daño a la placa de circuito impreso o a los componentes que pueden ocurrir debido a la tensión superficial y las astillas al separar las placas. Una desventaja de este método es que puede dejar algunas protuberancias no deseadas en los bordes.

La despanelización es el proceso de separar las placas individuales del arreglo principal y, por lo general, depende del método de panelización aplicado. La elección depende del espacio libre que se proporcione en los bordes de la PCB y de la presencia de dispositivos SMT sensibles o conectores colgantes cerca de los bordes.

Existen métodos automáticos, como el corte por láser o el enrutador de despanelado, así como métodos manuales que implican romper las pestañas con las manos u otras herramientas.

Las máquinas automáticas se traducen en costos adicionales y algunas, como el enrutador de despanelado, generan vibraciones, ruido y grandes cantidades de polvo. Además, debe sujetar firmemente la tabla. Aunque el corte por láser es preciso y tiene menos estrés mecánico, requiere mucho capital y solo se aplica a espesores de placa de alrededor de 1 mm.

La eliminación manual de las pestañas depende del diseño y el grosor del tablero. Se requiere un cuidado especial, ya que el uso de algunas herramientas, como la cuchilla en forma de gancho, para romper las lengüetas sólidas entre las tablas puede ser difícil e ineficiente. Por ejemplo, si la cuchilla gira dentro del pequeño espacio libre entre las placas, fácilmente puede morder la parte útil de la PCB. Además, al encintar el borde cortante de la cuchilla, una pequeña parte de la lengüeta sobresale del tablero.

Se debe tener cuidado al despanelar la matriz de PCB con lengüetas perforadas; de lo contrario, un método incorrecto astillará o rasgará la máscara de soldadura o la capa superficial activa. El método de ruptura ideal no debería causar ningún daño a la placa ni transferir tensión de la superficie de la PCB a los componentes.

Los fabricantes pueden usar accesorios o paneles para asegurar o enmarcar PCB frágiles, delgadas o con formas extrañas. Esto les permite colocar fácilmente las placas en las máquinas de ensamblaje estándar, reflujo o inspección automática.

Además de manejar los tableros irregulares, las tecnologías permiten el procesamiento simultáneo de múltiples tableros en lugar de trabajar en cada tablero individualmente, lo que reduce el tiempo y los costos de producción.