Guía completa del proceso de ensamblaje de PCB en JLCPCB: todo lo que debe saber sobre una fabricación eficiente y fiable

Uno de los factores más importantes para crear una placa de circuito funcional es la técnica y el proceso de ensamblaje, un paso que debe ser controlado y ejecutado con cuidado para garantizar el buen funcionamiento del dispositivo final. En JLCPCB ofrecemos el servicio de ensamblaje de PCB (PCBA) encargándonos de todas las etapas de soldadura de cada componente en su posición sobre la placa según las capacidades, lo que optimiza los tiempos y facilita el trabajo de muchos ingenieros y empresas.

El proceso de ensamblaje de PCB se realiza inmediatamente después de la fabricación de la placa, aplicando la cantidad necesaria de pasta de soldadura en los pads expuestos y colocando los componentes para el siguiente paso: el reflujo, que se relaciona con el montaje del circuito. Hemos preparado una guía completa sobre la fabricación de PCBs, que puede consultar desde aquí.

Ensamblaje de PCB en JLCPCB:

El servicio PCBA  de JLCPCB es fiable y eficiente para satisfacer las necesidades de fabricación electrónica de los clientes, ofreciendo un montaje de alta calidad a un precio competitivo, es una solución ideal de cada ingeniero.

Una mayor fiabilidad en el ensamblaje se traduce en una mayor eficacia y un mejor rendimiento de las placas de circuito, y esta es una de las claves del éxito del servicio de montaje de PCBs que ofrece JLCPCB. Cada etapa del proceso de fabricación es supervisada minuciosamente por un equipo calificado y con amplia experiencia.

Flujo del proceso de ensamblaje de PCB en JLCPCB:

1) Nuestro equipo confirma los archivos necesarios y los detalles del pedido.

2) Fabricamos la plantilla SMT (Stencil) si es necesario.

3) Programamos las máquinas con el archivo ¨lista de materiales¨ (BOM, por sus siglas en inglés) y el archivo Centroid antes de recibir los materiales, resolviendo cualquier discrepancia encontrada en los archivos.

4) Una vez recibidos todos los materiales, se realiza una revisión de kit. Se resuelven discrepancias o otras dudas adicionales antes de iniciar el ensamblaje. Antes de comenzar el plazo de ensamblaje, todas las preguntas deben estar aclaradas.

5) Si todos los materiales están listos antes de las 12 p.m. PST, el plazo de ensamblaje comienza al día hábil siguiente. Los materiales recibidos después de las 12 p.m. PST se consideran recibidos al día hábil siguiente. Esto permite el tiempo adecuado para que los materiales pasen por el proceso de revisión de kit.

6) Se ensamblan primero los componentes de Tecnología de Montaje en Superficie (SMT, por sus siglas en inglés) con nuestro equipo automatizado. La primera placa pasa por un exhaustivo control de calidad para asegurar la correcta colocación y polaridad. Luego, las placas se inspeccionan visualmente y mediante máquina AOI a medida que salen del horno de reflujo.

7) Se radiografían los componentes BGA para verificar la precisión de la colocación y detectar posibles puentes de soldadura.

8) Después del proceso SMT, las placas se lavan cuando resulta aplicable.

9) Se insertan y sueldan los componentes de orificio pasante manualmente o mediante una máquina de soldadura selectiva, en función de la cantidad y el diseño.

10) Las placas de orificio pasante se lavan de nuevo cuando resulta aplicable.

11) Se lleva a cabo una inspección final de calidad.

12) Las placas de circuito ensambladas y los materiales adicionales se preparan para el embalaje.

Pasos del proceso de ensamblaje de PCB:

Paso 1 – Preparación de componentes

Paso 2 – Aplicación de pasta de soldadura

Paso 3 – Inspección de pasta de soldadura (SPI)

Paso 4 – Colocación automática de componentes Pick and Place

Paso 5 – Soldadura por reflujo

Paso 6 – Inspección de ensamblaje

1- Preparación de componentes:

Una vez que el cliente sube los archivos de diseño de PCB, los ingenieros de JLCPCB preparan los datos necesarios para la fabricación y libera el stock de los componentes electrónicos requeridos para el ensamblaje. Posteriormente las piezas se cargan en los alimentadores de la máquina de colocación automática Pick and Place.

El ensamblaje incluye todos los componentes disponibles en la biblioteca de piezas de JLCPCB, que abarca tanto dispositivos de montaje superficial (SMD) como componentes de orificio pasante (THT).

Los clientes pueden seleccionar sus componentes a través de esta biblioteca, donde encontrarán más de 350.000 piezas clasificadas en categorías muy bien organizadas.

Durante el proceso de pedido PCBA, las piezas se reconocen automáticamente por el sistema basado en el archivo BOM proporcionado por el cliente. Toda la información necesaria para cada componente, como el prefijo y la cantidad, se prepara y queda a la espera de la fase de fabricación de la PCB.

2- Aplicación de pasta de soldadura:

Cuanto más rápido se avanza el proceso, antes se entrega el pedido. Por ello, no solo deben estar preparadas las piezas durante la fabricación de la PCB, sino también la plantilla SMT(stencil) , que es otro paso fundamental y paralela a la preparación de los componentes y la fabricación de las placas.

La plantilla es clave para depositar la cantidad exacta de pasta de soldadura en cada pad expuesto de los componentes. La pasta de soldadura aplicada cubre los pads expuestos tras pasar la plantilla y depositar la pasta sobre el plantilla.

JLCPCB emplea un proceso totalmente automatizado para la aplicación e inspección de la pasta de soldadura. En cuanto la PCB está lista tras la fabricación, se transfiere directamente para aplicar la pasta de soldadura sobre los pads expuestos  mediante la plantilla.

3- Inspección de pasta de soldadura (SPI):

Cada paso requiere una supervisión meticulosa, la aplicación de pasta de soldadura se verifica a través del proceso de SPI (Inspección de Pasta de Soldadura). Este proceso evalúa la cantidad de pasta de soldadura depositada sobre las PCBs, garantizando que todos los pads de los componentes reciban la cantidad necesaria de pasta, lo que es imprescindible para lograr conexiones adecuadas. Se trata de una etapa crítica que permite detectar errores a tiempo, evitando problemas en el montaje y posibles fallos en el funcionamiento de la placa. Al detectar problemas potenciales temprano, el SPI mejora la fiabilidad del producto final.

JLCPCB utiliza máquinas totalmente automatizadas para la inspección mediante su sistema de AOI (Inspección Óptica Automatizada) y cámaras avanzadas de rayos X en alta definición. Este sistema determina la geometría de la pasta de soldadura sobre los pads y evalúa la correcta o incorrecta ejecución del proceso SPI, capturando y comparando imágenes en tiempo real con el diseño de referencia. Esta inspección contribuye sin duda a lograr una placa ensamblada con éxito, equipada con componentes correctamente conectados y una unión eléctrica duradera.

4- Colocación de componentes Pick and Place

Una vez aplicada la pasta de soldadura en las zonas designadas, los componentes se colocan cuidadosamente utilizando máquinas avanzadas conocidas como máquinas Pick and Place (P&P). Este proceso es altamente preciso y rápido, lo que permite una colocación rápida y precisa de los componentes en el menor tiempo posible. La máquina se carga primero con componentes mediante multiples alimentadores que admiten diferentes formatos como carretes, tubos o incluso paquetes waffle. Las cabezas del brazo robótico de la máquina se mueven para recoger las piezas y colocarlas sobre cada placa. Estas cabezas pueden manejar piezas de varios paquetes (piezas pequeñas y grandes).

La máquina sabe exactamente dónde posicionar el brazo para coincidir exactamente con la posición correcta de cada pieza gracias a un programa que define la posición central X e Y de los componentes. Este programa lo elaboran los ingenieros de JLCPCB a partir del archivo Pick and Place proporcionado por el cliente.

5- Soldadura por reflujo

Este es el proceso más comúnmente utilizado por los fabricantes de PCB para fijar los componentes de montaje superficial a las placas. JLCPCB emplea máquinas de soldadura por reflujo adecuadas, equipadas con hornos capaces de ensamblar placas de distintos tamaños y de ayudar a alcanzar la velocidad requerida.

La calidad de una pieza bien ensamblada depende en gran medida del propio proceso de ensamblaje. Incluso contando con la maquinaria adecuada, es necesario cumplir con ciertos requisitos adicionales para garantizar una soldadura correcta de los componentes. El objetivo principal es crear uniones de soldadura fiables, precalentando los componentes, la PCB y la pasta de soldadura, seguido de la fusión de la soldadura utilizando un perfil de reflujo óptimo que evite daños por sobrecalentamiento.

6- Inspección de ensamblaje

Esta etapa representa una capa adicional de garantía de calidad en el proceso de ensamblaje. Una vez soldados los componentes a la PCB, es esencial verificar que todas las piezas estén correctamente colocadas y libres de problemas como desalineaciones, soldaduras frías o cortocircuitos entre pads. Para ello, se utiliza una cámara óptica para esta inspección que permite distinguir entre piezas buenas y defectuosas. El estado del montaje se evalúa comparando los componentes inspeccionados con una imagen de referencia ideal proporcionada por los ingenieros de JLCPCB.

En algunos casos específicos, cuando la cámara no puede detectar los pads, se utiliza la máquina de inspección por rayos X para verificar la calidad de ensamblaje, especialmente en componentes cuyos pads están ocultos bajo la carcasa del componente, como ocurre con los encapsulados tipo BGA.

Una vez que las placas han sido muy bien ensambladas, completamente inspeccionadas y probadas, se procede a su limpieza y se entregan a los clientes de JLCPCB. A simple vista, el proceso de ensamblaje puede parecer sencillo, pero en realidad implica muchos pasos complejos que deben ejecutarse con mucho cuidado para obtener una placa de circuito funcional y duradera a un precio competitivo.

JLCPCB está comprometida con hacer que la innovación tecnológica sea más accesible. Gracias a un sistema de gestión inteligente, equipos de última generación y fabricación a gran escala, ofrecemos productos de alta calidad a precios inmejorables, asegurando que las limitaciones presupuestarias no frenen a los ingenieros electrónicos ni a los creadores.

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