¿Alguien conoce los procedimientos operativos y los nombres de los ingredientes del pegamento para hardware? ¡Apurarse! ~~~

La mayoría de los adhesivos de montaje superficial (SMA) utilizados en el ensamblaje de PCB son epoxis, aunque también se utilizan polipropileno (acrílicos) para fines especiales. Después de la introducción de los sistemas de dispensación de alta velocidad y de que la industria electrónica dominara cómo tratar con productos con una vida útil relativamente corta, los epoxis se han convertido en la tecnología de pegamento más común en todo el mundo. Los epoxi generalmente proporcionan una buena adhesión a una amplia gama de placas de circuitos y tienen muy buenas propiedades eléctricas. Propiedades deseadas La formulación del adhesivo para parches de resina epoxi brinda muchos beneficios a los usuarios, que incluyen: buen rendimiento de goteo, contorno y tamaño consistentes de los puntos de pegamento, alta resistencia a la humedad y al curado, curado rápido, flexibilidad y resistencia a los cambios de temperatura. Los epoxis permiten altas velocidades de puntos de pegamento muy pequeños, proporcionan excelentes propiedades eléctricas de curado a bordo y no se arrastran ni se comban durante el ciclo de curado por calor. (Dado que la resina epoxi es sensible al calor, debe almacenarse en condiciones de refrigeración para garantizar la máxima vida útil). Al utilizar inspección visual o equipo automatizado, el SMA debe contrastar con las típicas placas de circuito verdes o marrones, debido al uso de control visual automatizado. sistema para ayudar en el proceso de inspección, por lo que el rojo y el amarillo se han convertido en los dos colores básicos de pegamento. Sin embargo, el color ideal viene determinado por la comparación visual entre el tablero y el pegamento. Normalmente, el curado térmico de la resina epoxi se produce en línea, en un horno de canal infrarrojo (IR). La temperatura mínima para comenzar a curar es de 100°C, pero en realidad el rango de temperatura de curado es de 110~160°C. Las temperaturas superiores a 160 °C acelerarán el proceso de curado, pero pueden provocar fácilmente que los puntos de pegamento se vuelvan quebradizos. La fuerza de unión es clave para el rendimiento del pegamento y depende de muchos factores, como la adhesión a los componentes y PCB, la forma y el tamaño de los puntos de pegamento y el nivel de curado. Las tres causas más comunes de una fuerza de unión insuficiente son un curado insuficiente, un volumen de pegamento insuficiente y una adhesión deficiente. Perfil de puntos de pegamento Las características de flujo del pegamento, o reología, afectan la formación de puntos de resina epoxi, así como su forma y tamaño. SMA permite una dosificación rápida y controlada de pegamento para crear una forma definida del punto de pegamento (Figura 1). Para garantizar un perfil de puntos de pegamento bueno y estable, el pegamento está inteligentemente diseñado para ser tixotrópico (es decir, se vuelve más fino cuando se agita y más espeso cuando está estacionario). Durante este proceso, la viscosidad del SMA disminuye cuando se somete a fuerzas cortantes durante la dispensación, lo que le permite fluir fácilmente. Cuando el pegamento golpea la superficie de la PCB, se reestructura rápidamente y recupera su pegajosidad original. El perfil de puntos de gel también se ve afectado por la tasa de recuperación de la tixotropía, la viscosidad a una velocidad de corte cero y otros factores. La forma real del punto de pegamento puede ser "puntiaguda", cónica o semiesférica. Sin embargo, el perfil de punto está definido por parámetros no viscosos como el volumen de punto, el diámetro de la aguja y la altura desde el tablero. Es decir, para un grado de pegamento determinado, ajustando sus parámetros, es posible producir puntos de pegamento muy altos y estrechos o puntos de pegamento bajos y anchos. Después de la colocación, los puntos de pegamento que gotean tienen dos requisitos: deben tener un diámetro más pequeño que el espacio entre las almohadillas y tener suficiente altura para conectar el espacio entre la superficie de la PCB y el cuerpo del componente sin interferir con el cabezal de colocación. El espacio de pegamento está determinado por la altura de la almohadilla sobre la máscara de soldadura de PCB y la diferencia de espesor entre el metal del terminal y el cuerpo del componente. Este espacio puede ser diferente, el más pequeño puede ser inferior a 0,05 mm para componentes de chip plano, el más grande puede ser mayor a 0,3 mm para paquetes de contorno pequeño (SOP, paquete de contorno pequeño) y QFP. Los puntos de pegamento altos garantizan una buena cobertura del pegamento en los componentes que están muy por encima del suelo. El alto punto de pegado también permite extruir pegamento entre los componentes a poca distancia del suelo sin temor a contaminar las pastillas. Por lo general, para el mismo grado de pegamento, se utilizan dos conjuntos de parámetros de dosificación juntos: uno para producir puntos de pegamento grandes y altos para componentes muy por encima del suelo; el otro para componentes de lámina plana e interfaces de electrodos metálicos (MELF, cara de electrodo metálico) Los componentes proporcionan puntos de pegamento de altura media y volumen de pegamento. El tamaño del punto de pegamento también se controla mediante la relación entre el diámetro interior de la punta de la aguja seleccionada y la altura sobre el suelo. Por lo general, la relación entre el ancho y la altura del punto de pegamento varía de 1,5:1 a 5:1 (alto/ancho = 0,2 a 0,6), dependiendo de los parámetros del sistema dispensador de pegamento y del nivel de pegamento. Estas proporciones se pueden optimizar para cualquier componente ajustando la configuración de la máquina. Evite los huecos La humedad en los puntos de pegamento puede hervir durante el curado, provocando huecos, debilitando la unión del pegamento y abriendo un camino para que la soldadura penetre debajo del componente, lo que podría provocar cortocircuitos debido a puentes de soldadura.

En la jeringa, el pegamento contiene muy poca humedad, pero si se deja sin curar y se expone a condiciones interiores, especialmente ambientes húmedos, el pegamento puede absorber humedad. Por ejemplo, cuando se utiliza el método de transferencia con aguja para dispensar pegamento, la humedad es un problema porque el pegamento está abierto y expuesto en un área más grande. Este problema también puede ocurrir al dispensar pegamento con una jeringa, si el tiempo de permanencia entre la dispensación y el curado es largo o si las condiciones interiores son muy húmedas. En respuesta a esto, la mayoría de los adhesivos de montaje en superficie se formulan utilizando materias primas con baja higroscopicidad para minimizar su impacto. Usando baja temperatura y curado lento, el tiempo de calentamiento es más largo, lo que puede ayudar a que la humedad escape antes del curado y resolver el problema de la formación de cavidades. De manera similar, la humedad se puede eliminar almacenando los componentes en un lugar fresco y seco o tratando el material antes de usarlo en un horno de secado a una temperatura adecuada. Evitar las pausas en el proceso antes de que se seque el pegamento y utilizar un pegamento especial con baja absorción de humedad puede ayudar a reducir los problemas de vaciado. Método de dispensación de pegamento: SMA se puede aplicar a PCB mediante el método de dispensación con jeringa, el método de transferencia con aguja o el método de impresión con plantilla. El método de transferencia con aguja, utilizado en menos del 10% de todas las aplicaciones, utiliza una serie de agujas sumergidas en una bandeja de pegamento. La gota de pegamento que cuelga se transfiere luego a la placa en su conjunto. Estos sistemas requieren un pegamento de menor viscosidad con buena resistencia a la absorción de humedad al estar expuesto al ambiente interior. Los factores clave que controlan la dispensación por transferencia de agujas incluyen el diámetro y el estilo de la aguja, la temperatura del pegamento, la profundidad de inmersión de la aguja y la duración del ciclo de dispensación (incluido el tiempo de retraso antes y durante el contacto de la aguja con la PCB). La temperatura del tanque debe estar entre 25 y 30°C, lo que controla la viscosidad del pegamento y el número y forma de puntos de pegamento. La impresión con plantilla se usa ampliamente para soldar en pasta y también se puede usar para dispensar pegamento. Aunque actualmente menos del 2% de los SMA se imprimen utilizando plantillas, el interés en este método ha aumentado y los nuevos equipos están superando algunas de las limitaciones anteriores. Los parámetros correctos de la plantilla son clave para lograr buenos resultados. Por ejemplo, la impresión por contacto (altura cero respecto del tablero) puede requerir un período de retraso para permitir una buena formación de puntos de pegamento. Además, la impresión sin contacto (con un espacio de aproximadamente 1 mm) de plantillas de polímero requiere una velocidad y presión óptimas de la espátula. El grosor de la plantilla de metal es generalmente de 0,15 a 2,00 mm, que debe ser ligeramente mayor que (+0,05 mm) el espacio entre el componente y la PCB. Actualmente, más del 90% del pegamento SMT se dispensa a través de jeringas (Figura 2), que se pueden dividir en dos categorías: sistema de tiempo de presión y sistema de control de volumen. La dispensación con jeringa presión-tiempo es el método más común y el resto de esta sección describe esta técnica. La jeringa puede alcanzar velocidades de dispensación de 50.000 puntos por hora y se puede ajustar para satisfacer los requisitos cambiantes de producción. Análisis de fallas de los defectos del pegamento Hay varios problemas de pegamento no resueltos que pueden provocar defectos en el proceso final. Estos incluyen líneas de tracción, discontinuidades de tamaño de punto, puntos sin pegamento y puntos de pegamento satélite. Los tirones de pegamento pueden causar contaminación de la almohadilla y uniones de soldadura deficientes. Cuando se retrae la boquilla de pegamento, el pegamento debe romperse rápida y claramente (Figura 3). Incluso aquellos especialmente formulados para dispensación a alta velocidad pueden presentar hilos si los parámetros son incorrectos. Por ejemplo, cuando la cantidad de pegamento equivalente al diámetro de la boquilla de pegamento y la altura requerida desde el suelo es demasiado pequeña, el riesgo de tirar del cable es extremadamente alto y el resultado es un punto de pegamento muy alto y delgado. Si bien una combinación de un diámetro de punta más pequeño y una distancia al suelo puede resolver este problema, el tirón de la cuerda aún puede deberse a otros parámetros no relacionados con el pegamento en sí, como una descarga electrostática en la placa, un ajuste incorrecto de la altura del recorrido Z y la flexión de la placa. La placa no tiene suficiente soporte. Si no hay puntos de pegamento, los componentes no se montarán correctamente. Si la presión del aire de la línea de producción no es suficiente para la dispensación de pegamento (es decir, la presión de la jeringa es insuficiente y la dispensación de pegamento es discontinua), es posible que el punto de pegamento no salga. Normalmente, el tamaño de los puntos de pegamento discretos afecta la fuerza de unión general entre el tablero y el componente. Aquí hay algunas razones por las que esto puede suceder: La pata de la punta que no está en el suelo descansa sobre la almohadilla. Cambiar la punta de la aguja a una posición de apoyo diferente al suelo puede resolver este problema. El tiempo previsto para la recuperación del pegamento es insuficiente. Aumentar el retraso puede resolver el problema de recuperación. Si el tiempo de presión es insuficiente para completar el ciclo de dosificación (o cuando el nivel de pegamento cae), aumentar la relación entre presión y tiempo del ciclo, generalmente expresada como un porcentaje del máximo, corregirá el problema de los tamaños de puntos discontinuos. Dado que los puntos satélite aparecen de forma irregular, pueden provocar contaminación de la almohadilla o una fuerza de unión insuficiente. Cuando la punta de la aguja está demasiado alta del suelo, reducir la altura elimina los puntos satélite. Si la cantidad de pegamento es demasiado grande para la punta de la aguja, reducir la presión o usar una punta de aguja con un diámetro interior mayor resolverá el problema. Factores que afectan la dispensabilidad del pegamento Una buena dosificación del pegamento no depende únicamente de la calidad del mismo.

Para el método de dispensación de jeringa presión-tiempo, muchos factores relacionados con la máquina afectan la dispensabilidad y la formación de puntos. El diámetro interior de la punta de la aguja es fundamental para la formación de puntos de pegamento y debe ser mucho más pequeño que el diámetro de los puntos de pegamento en el tablero. Como regla general, la proporción debe ser de 2:1. Los puntos de pegamento de 0,7 a 0,9 mm requieren un diámetro interior de 0,4 mm; los puntos de pegamento de 0,5 a 0,6 mm requieren un diámetro interior de 0,3 mm. Los fabricantes de equipos suelen proporcionar especificaciones técnicas y pautas operativas para producir el tamaño y la forma de punto deseados. La distancia entre la PCB y la boquilla de la aguja, o la altura del tapón, controla la altura del punto de pegamento (Figura 4). Debe ser apropiado para el volumen de dispensación y el ID de la punta. Para una cantidad determinada de pegamento, la relación entre la altura y el ancho del punto de pegamento aumentará con la altura del tope. Normalmente, la altura máxima del tope es la mitad del diámetro interior de la punta; más allá de este punto, se producirá una dispensación discontinua y un tirón del hilo. Los equipos de alta velocidad actuales utilizan presión que puede programar el inicio del ciclo de dispensación antes de que la aguja esté en su lugar. La velocidad de retracción de la punta de la aguja, la altura de retracción y el retraso entre la dispensación de pegamento y la retracción de la punta de la aguja afectan la forma del punto de pegamento y la línea de tracción. Finalmente, la temperatura afectará la viscosidad y la forma del punto. La mayoría de las máquinas dispensadoras de pegamento modernas dependen de un dispositivo de control de temperatura en la aguja o cámara para mantener el pegamento a una temperatura superior a la ambiente. Sin embargo, el perfil del punto de pegamento puede dañarse si la temperatura de la PCB aumenta debido al proceso anterior. Mantenimiento La curvatura o el desgaste de la punta del pegamento y el tope pueden tener un impacto crítico en la dispensación del pegamento. Un exceso de pegamento en la periferia de la punta de la aguja puede impedir la formación de puntos de pegamento suaves y continuos. En casos extremos, el pegamento puede pasar sobre el pasador de tope, interrumpiendo el suministro de pegamento. La solución universal es mantener el exterior de la punta de la aguja lo más limpio posible. La limpieza de la superficie interior de la punta de la aguja es otra fuente común de problemas de goteo de pegamento. Puede ocurrir una acumulación de pegamento en el ID, lo que restringe el flujo. El pegamento también puede curar parcialmente dentro de la punta de la aguja si se deja en un ambiente cálido o en un solvente incompatible durante un período prolongado. Cambiar el grado de pegamento puede provocar contaminación lateral y obstrucciones en las puntas de las agujas. (Las obstrucciones causadas por el pegamento curado o semicurado se deben eliminar con un taladro antes de limpiar con solvente). Las puntas de pegamento se deben inspeccionar periódicamente, pero se deben limpiar sólo cuando los problemas con el pegamento se hagan evidentes. La limpieza aumentará los problemas encontrados al instalar la boquilla vacía en la jeringa. Remojar las puntas de las agujas ocultas en disolvente es un método de limpieza común pero ineficiente. Al remojar las puntas de las agujas, utilice un solvente compatible, pero no dependa únicamente del remojo para eliminar todo el material no curado. Un spray de alta presión de un solvente compatible expulsa el pegamento del orificio de la aguja. Luego, sople aire comprimido seco a través del orificio interior para secar la punta de la aguja. Un método de limpieza alternativo implica el remojo ultrasónico o estático. El pegamento no curado debe eliminarse mecánicamente utilizando una herramienta sin filo y un taladro o cuerda de piano de diámetro adecuado para el orificio de la punta de la aguja. Remoje las piezas a limpiar en un disolvente limpio. Para inmersión ultrasónica, ajuste >40°C a potencia máxima durante tres minutos. Para remojos estáticos, revuelva las partes empapadas hasta que el solvente se contamine con pegamento. Enjuague las piezas con disolvente de limpieza para garantizar la limpieza. Utilice un rociador de alta presión en las puntas de las agujas con orificios muy pequeños y seque las piezas soplando aire comprimido seco a través de los orificios.