Importação de Componentes Eletrônicos

O vídeo abaixo apresenta um processo de Aplicação de adesivo ( Adhesive Glue Dispenser ). Maquina  de aplicação de adesivo usada em processo com tecnologia de montagem em superficie (SMT) processo cada vez mais usado na área de Microeletrônica & Eletrônica.

Adesivo e Pasta de Solda

ADESIVO EPOXI

adesivo epoxi, diferente do adesivo acrílico , necessita apenas de cura térmica e a uma temperatura inferior (geralmente 3 minutos a 150 graus Celcius).
Em função de sua cura ser unicamente térmica, não existe a necessidade do adesivo estar aparente, isto amplia sua janela de processo e reduz a perda de componentes por falha de cura. 
Alguns fabricantes já possuem adesivos com cura epóxi que podem ser armazenados em temperatura ambiente com vida útil estimada em 6 meses.  Caso sejam armazenados sob refrigeração, esta vida útil sobe para 9 meses.        

 

ESTENCIL

Para definir se a aplicação de pasta de solda por stencil é a mais adequada para seu produto ou necessidade, algumas questões fundamentais devem ser respondidas. São elas:

 

1) O adesivo é projetado para imprimir em altas velocidades?
2) Quais solventes são compatíveis com o stencil e o material utilizado na confecção dos rodos?
3) Quais os tipos de rodos de impressão são compatíveis com o stencil (caso o stencil seja fabricado em Mylar ou material plástico)?



Além de responder a estas questões, o fabricante de adesivo deve entender suas necessidades e aplicações. Adicionalmente, o fabricante de stencil deve ter experiência com a fabricação e suas respectivas regras de especificação das aberturas.
Lembre-se que o stencil deverá se adaptar as características e especificações do adesivo. Portanto, defina o adesivo e então trabalhe no processo propriamente dito.
Outro ponto essencial é o trabalho de parceria com os fornecedores de equipamentos e materiais durante a definição do processo. No transcorrer no processo, esta atitude irá beneficiar a todos.
Muitos usuários afirmam que este seja o método de maior eficiência pelas razões que iremos mencionar abaixo. 
* Pela necessidade de aplicação rápida e precisa de adesivo na PCI de forma compatível e balanceada em relação aos equipamentos de posicionamento (pick-and-place) presentes no mercado SMD;
* Adicionalmente, os novos desenvolvimentos de adesivos com propriedades reológicas próprias para uso em impressão serigráfica. Novas tecnologias de stencil também estão sendo introduzidas para viabilizar este método.
Os pontos fortes:
* Maior consistência na qualidade de deposição quando comparada ao processo de “Pin Transfer”; 
* A deposição por serigrafia é mais rápida que a aplicação por “Dispenser”; 
* Número ilimitado de pontos de adesivo aplicados num único ciclo de impressão. O tempo de produção não depende do número de pontos de adesivo;
* Alto grau de resistência na máscara de solda (green strength); 
* Formato ilimitado dos pontos de adesivos impressos;
* Localização dos pontos de adesivos são definidos e fixos no stencil;
Pelo fato histórico da associação direta entre stencil e pasta de solda, alguns dos conceitos básicos sobre impressão de adesivo por serigrafia são geralmente corrompidos. Por exemplo, parece intuitivo que todos os pontos de adesivo depositados por serigrafia terão a mesma altura da espessura do stencil.
Esta relação de projeto da abertura do stencil e características do adesivo pode gerar pontos com alturas maiores e menores que a espessura do stencil.
Esta relação depende de diversos fatores incluindo as propriedades reológicas do adesivo e as características dos ângulos de saída (release characteristic) das aberturas do stencil.
 

O fenômeno de uma única espessura de stencil produzir diferentes alturas de pontos de adesivo é a chave para se obter sucesso na aplicação de adesivo por serigrafia. Para entender perfeitamente como isto ocorre, devemos notar que o comportamento do adesivo é totalmente diferente da pasta de solda.
Adesivos não se “soltam” completamente das aberturas do stencil, e em muitos casos, a quantidade de adesivo retida nas aberturas do stencil é superior a depositada na PCI.

 

Pontos menores (abaixo da espessura do stencil) são criados por  pequenas aberturas. Mesmo após a separação do stencil em relação a PCI, as aberturas permanecem preenchidas.
Estes pontos serão menores e pontiagudos (similares aos pontos aplicados por “Dispenser”). Com aberturas maiores, deposições pontiagudas serão mais largas e maiores. Os pontos com maiores alturas serão criados por aberturas que apresentem uma relação entre área superficial da abertura X área superficial da PCI em 1:1.
Em aberturas maiores onde a área superficial da PCI é maior que a área superficial da abertura, a geometria do ponto tem o formato e espessura muito similar à abertura do stencil.
A atuais alturas de deposição obtidas dependem de vários fatores incluindo a espessura do stencil, e o mais importante, as propriedades físicas do adesivo.


Em relação a espessura e material do stencil podemos considerar que a espessura varia entre 6 e 20 mils (milésimos de polegada), dependendo das alturas de gotas requeridas e o aço inoxidável é o material mais utilizado devido sua durabilidade e precisão de deposição das gotas de adesivo. Também vemos alguns stencils fabricados em Mylar ou Plástico, que são menos duráveis e frágeis.
Considerando o stencil em aço inoxidável, as máximas alturas de gotas que podem ser obtidas correspondem a duas vezes a espessura da lâmina de inox.
Gotas entre 10 e 20 mils conseguem fixar por volta de 90% dos componentes que necessitam desta operação.
A espessura da lâmina de inox varia entre 6 e 12 mils, sendo que a espessura típica é de 8 mils.

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ADESIVO

Para a viabilização de alguns tipos de montagens SMD é necessária a utilização de “adesivo”. Este adesivo tem o objetivo de fixar o componente até que a sua soldagem tenha se completado, quer seja no processo de soldagem por dupla onda ou refusão.
A aplicação mais comumente utilizada é quando se tem PCI’s dupla face, isto é, com componentes SMD em ambas as faces e ainda outros componentes com tecnologia convencional. Normalmente a face superior é executada com o posicionamento e soldagem por refusão dos componentes SMD. O próximo passo é a inserção automática dos componentes convencionais onde estarão devidamente fixados na face superior. Daí vira-se a PCI já que os componentes SMD estão soldados e os componentes convencionais estão devidamente inseridos e fixados. O próximo passo é a aplicação do adesivo e o posicionamento dos componentes SMD na face inferior da PCI. Então este adesivo (epóxi, como veremos abaixo) é curado e a PCI totalmente populada estará pronta para entrar na máquina de solda por onda onde os componentes SMD e convencional da face inferior serão soldados.Caso a empresa não possua equipamentos de inserção automática, o processo acima será alterado. A inserção dos componentes convencionais será manual e após o posicionamento e cura dos componentes SMD da face inferior. Neste caso o processo se torna crítico pois a inserção manual não tem como ser controlada em relação a força de inserção dos componentes convencionais. O resultado pode ser a descolagem de algum componente SMD da face inferior durante esta operação e a conseqüente falta do mesmo após a soldagem completa da PCI. Com cuidados extras como uma inspeção mais efetiva, podem diminuir esta possibilidade.No momento da escolha técnica do dispensador de líquidos, deve-se notar uma característica típica deste tipo de equipamento: sua flexibilidade. O dispensador deve, não somente aplicar adesivo, mas também pasta de solda, resina epoxi e outros tipos de líquidos.                                                       

 

 

Pin Transfer

Este é um dos métodos mais rápidos de aplicação de adesivo na PCI. Este método proporciona a aplicação de todas as gotas simultaneamente permitindo assim, manter o fluxo de uma linha de alta produção.
Por se tratar de um sistema constituído de uma grade de pinos fixa, é essencial que o produto seja fabricado por um longo período, haja visto que qualquer alteração no “lay-out” da PCI iria necessitar uma modificação correspondente na ferramenta do “Pin Transfer”.
Este método é muito comum em aplicações na indústria automotiva em produtos como auto rádios.
Como acabamos de citar, o “Pin Transfer” é recomendado para grandes produções de PCI’s de dimensões médias (150 X 150 mm) e com alta população de componentes passivos.
Desvantagens existem também no processo de “Pin Transfer”. São elas:
1) Freqüentes trocas de produtos na linha SMD
Caso a característica de seu processo seja a frequente troca de produtos na linha de montagem, então o “Pin Transfer” será inviabilizado. Uma placa dedicada e uma grande quantidade de pinos devem ser disponibilizadas para cada modelo de PCI, tornando estas trocas caras e inconvenientes;
2) Alterações reológicas do adesivo
Este método requer um nivelamento na superfície do adesivo através de um rodo. O adesivo está acondicionado numa bandeja aquecida, onde os pinos são abaixados e tocam na superfície do adesivo. Esta bandeja tem uma larga área superficial exposta. 
Adesivos absorvem água através do tempo e de superfícies expostas;
3) Temperatura de trabalho 
A temperatura de trabalho é na faixa de 30 a 35o C. Os adesivos tendem gradualmente a se curar a elevadas temperaturas ao longo do tempo. O tempo de vida médio de um adesivo em aplicações “Pin Transfer” é de aprox. 6 semanas. Caso seja selecionado um adesivo de maneira incorreta, esta expectativa de vida pode ser reduzida  drasticamente.
4) Estabilidade do adesivo 
A habilidade do adesivo de produzir gotas de forma repetitiva e estável depende diretamente da estabilidade do adesivo. Gotas menores tais como 0603 e 0805 não são fáceis de serem produzidas neste método. 
5) Manuseio e ajustes
Manuseios de rotina podem facilmente danificar os pinos.  Ajustes de posicionamento e rotação não são possíveis pois o sistema de pinos fixos não permitem alteração de posição.
Como citamos anteriormente, este é um processo bem específico e de uso muito limitado. Dentro de seu conceito técnico apresenta vantagens quando tratamos de PCI’s de dimensões médias em altos volumes e componentes passivos. Se nossa produção não oferece este cenário, devemos necessariamente optar por métodos mais eficientes, baratos e flexíveis.

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