Conheça o controle de qualidade SPI (Solder Paste Inspection) na montagem de placas

O Controle de Qualidade SPI é uma etapa na montagem de placas que serve para inspecionar a aplicação de pasta de solda nas PCBs.

O que é SPI?

 

O processo de montagem de uma placa, requer muito planejamento e estudo. E existem diversas etapas a serem concluídas e uma dessas etapas é o controle de SPI. O controle de qualidade SPI significa Solder Paste Inspection, que em português quer dizer inspeção da pasta de solda. Ela é uma ferramenta importante para a execução da montagem de placas. A inspeção de pasta de solda, é um processo realizado através de um equipamento em 3D que analisa se o volume da pasta de solda está adequado. Assim o SPI Verifica se a quantidade de pasta é insuficiente, ou seja,  se há excesso ou se há escassez de pasta de solda. Esse procedimento ajuda a minimizar diversos riscos, inclusive o de curto-circuito da peça final por exemplo. O equipamento de SPI existe para que haja um melhor controle e monitoramento da produção.

O SPI (Solder Paste Inspection) possui câmeras angulares, que produzem imagens 3D nítidas, essas câmeras são capazes de capturar a altura da pasta de solda impressa, facilitando assim a medição precisa do volume da pasta de solda. Com a ajuda da SPI e juntamente com a inspeção óptica automatizada, os fabricantes monitoram com facilidade os processos de impressão de colagem e solda de componentes.

A inspeção da pasta de solda é um processo que pode ajudar a aumentar a confiabilidade e a qualidade do produto. O uso dessa ferramenta pode reduzir entre 50% e 70% os defeitos de solda, defeitos esses que são muitas vezes atribuídos aos processos de aplicação da pasta de solda na placa impressa. Também é importante frisar que o SPI  além de localizar defeitos esse processo otimiza o controle de qualidade da montagem da placa. 

Como é realizado o controle de Qualidade SPI?

O controle de qualidade na montagem de placa é de extrema importância, e o processo de SPI tem um papel fundamental para que as peças estejam nas conformidades dos padrões de qualidade. O momento de soldagem na montagem de placa é crucial para que todo o projeto seja bem executado. Portanto o momento da soldagem deve ser planejado e realizado com muita precisão. A equipe de engenharia envolvida no projeto planeja de forma minuciosa para que não haja erro nessa etapa. É de suma importância que todos os profissionais sejam capacitados para que a execução seja realizada com sucesso. Isso desde a escolha dos fornecedores até o desenvolvimento do projeto.

A precisão na soldagem dos componentes, necessita de uma inspeção minuciosa. É nesse momento que matéria prima escolhida no processo de homologação de fornecedor, como por exemplo, a pasta de solda, deve ter um desempenho excelente. A utilização dos SPIs, é muito importante para detectar falhas no momento em que se aplica a pasta de solda. A tecnologia do equipamento de SPI utilizado também é muito importante, hoje existem equipamentos 3D de excelente qualidade. A manutenção periódica destes equipamentos também é de suma importância, para que não haja falhas. Esses equipamentos conseguem isso digitalizando visualmente a superfície da placa. A placa é iluminada por várias fontes de luz e uma ou mais câmeras de alta definição são usadas. Dessa forma, a máquina SPI pode criar uma imagem de pasta de solda no quadro. A imagem capturada é processada e, em seguida, comparada com o conhecimento que a máquina tem de como deve ser a placa. Usando essa comparação, o sistema SPI é capaz de detectar e destacar quaisquer defeitos ou áreas suspeitas.

A SPI usa várias técnicas para fornecer a análise da aplicação.

• Correspondência de modelos:   usando esta forma de processo, o sistema de inspeção de pasta de solda SPI compara a imagem obtida com a imagem de uma placa padrão.
• Correspondência de padrões:   Usando essas técnicas, o sistema SPI armazena informações de montagens de PCB boas e ruins, correspondendo a imagem obtida a essas.
• Correspondência estatística de padrões:   Essa abordagem é muito semelhante à descrita acima, exceto pelo uso de um método estatístico para resolver problemas. Armazenando os resultados de várias placas e vários tipos de falha, ele pode acomodar pequenos desvios aceitáveis ​​sem sinalizar erros.

Após a soldagem é realizado inspeções para detectar falhas no momento em que foi aplicado a pasta de solda. Dessa maneira se houver alguma falha, a correção é aplicada antes que siga a produção da placa pela linha de montagem. 

Muitos defeitos podem ser evitados com a SPI, por exemplo, o volume de solda insuficiente, pois se a quantidade de pasta utilizada na superfície da placa for muito pequena, as partes a ser soldadas não serão fixadas. Também o excesso de solda pode ser um problema, pois quando o volume da pasta é depositado na placa é maior que o indicado, os pads podem resultar em curto. E os curtos por sua vez são erros na posição da soldagem que podem resultar em curtos-circuitos. Os motivos que normalmente ocasionam esses curtos podem ser: Stencil com resíduos de pasta de solda; Parâmetros de impressão não conformes; O excesso de pasta de solda na abertura do stencil também é um agravante pois pode haver o vazamento da pasta de solda. Com um controle de qualidade efetivo nas peças produzidas, sem dúvidas resultará no sucesso do produto final.

Qual a Importância da SPI (Solder Paste Inspection) na montagem de Placa?

A inspeção da pasta de solda é muito importante pois ela minimiza os possíveis problemas que podem haver nos outros processos da montagem de placas. Essa inspeção verifica o depósito da pasta de solda no processo de fabricação da placa de circuito impresso (PCB). O volume de pasta de solda é um importante elemento para que haja sucesso na montagem de placa, pois existe uma quantidade precisa para que não haja nenhum problema futuro na PCB. 

Com um processo de SPI bem aplicado ao projeto da placa, as ameaças serão minimizadas, gerando assim, confiabilidade a longo prazo das juntas de solda. E maior credibilidade ao produto final. A SPI utiliza equipamentos avançados para essa inspeção, desse modo há menos riscos de defeitos nas peças produzidas. Com o uso de câmeras angulares para tirar fotos em 3D, é possível verificar se o volume de pasta,  é insuficiente ou se há excesso de solda. Essas câmeras são muito úteis para medir o alinhamento e o volume da pasta de solda. Isso ajuda a melhorar o rendimento, bem como a qualidade da impressão. Além disso, ajuda a melhorar o desempenho dos PCBs.  

A inspeção realizada em toda a aplicação da pasta de solda (SPI) além de ajudar a reduzir os defeitos nas juntas, ajuda a economizar dinheiro, pois desse modo é  reduzido o custo da sucata e o custo mínimo de retrabalho. Dessa maneira há menos desperdício de matéria prima por exemplo, e a otimização do tempo estimado de produção. Quanto mais cedo um defeito é identificado, menos custará para corrigir. Alguns estudo dizem que uma falha identificada após refluxo custará 10 vezes a quantidade de retrabalho do que a identificada antes do refluxo, ou seja, uma falha identificada após o teste custará mais 10 vezes mais para retrabalhar. 

À medida que as montagens se tornam mais complexas e os componentes utilizados ​​se tornam cada vez menores, e a inspeção manual não é uma opção viável atualmente, pois fica mais difícil controlar o processo de impressão de pasta de solda sem automatizar o processo de inspeção. As máquinas de inspeção de pasta de solda são um investimento significativo, porém os benefícios de controlar rigidamente o processo de fabricação compensa o alto investimento.

Qual a importância da pasta de Solda?

A pasta de solda é um dos itens mais importantes utilizados na fabricação de placas de circuito impresso. A pasta de solda é usada para conectar os componentes de montagem na superfície da placa. Para realizar aplicações especializadas, pode-se adicionar outros metais a composição, tornando-a mais eficiente.

A pasta de solda deve possuir algumas propriedades que a tornam altamente útil em diversos conjuntos de circuitos, como por exemplo, a viscosidade. A viscosidade é o que determina a resistência de um material. Conforme o teor de metal aumenta, a viscosidade também aumenta, que por sua vez depende da temperatura, ou seja, quando aumenta a temperatura a viscosidade diminui. 

Um ponto importante para a pasta de solda é a reologia, pois ela determina o fluxo e a deformação da pasta de solda, isso ocorre quando a temperatura ou pressão determina a condição da pasta. Isso afeta a maneira como a pasta é depositada na placa. Implicando na capacidade de colagem da pasta de solda, tornando-a mais eficiente.

A “Queda” que também é uma propriedade da pasta, refere-se à dispersão de um material após a aplicação. Esse quesito depende principalmente da temperatura, altura da pasta depositada e viscosidade. Ou seja, depende de todas as outras propriedades citadas anteriormente. A presença de queda pode criar um risco para a linha de montagem, pois a presença dessa “queda” pode formar pontes de solda ou depósitos desiguais entre as duas terras sucessivas, causando assim um curto-circuito. 

Na linha de SMT as aplicações da Pasta de Solda possui algumas características muito importantes. As juntas de solda, por exemplo, é uma mistura homogênea de liga de solda. Ela é capaz de formar ligações metalúrgicas com as condições de soldagem fornecidas, ajudando assim na criação de juntas de solda confiáveis. Para simplificar o design, as pastas de solda são usadas com componentes de chumbo, melhorando também a densidade dos componentes e diminuindo o custo de fabricação, dessa forma aumentando a confiabilidade  do projeto. 

Processo de SPI na Cromatek

A Cromatek atende grandes demandas industriais de montagem de placas THT e SMT, as linhas de montagem SMT são compostas por equipamentos de última geração, e na linha de montagem de placas THT  também existe um sistema rígido de qualidade e excelência, tornando assim a Cromatek uma referência na montagem de placas. 

A produção da Cromatek possui controle de qualidade em Linha SPI e AOI do início ao fim, dessa maneira as placas passam por inspeção ótica automática, com equipamentos de última geração e uma equipe altamente preparada para análise dos produtos. 

Para a Impressão da pasta de solda a Cromatek não impõe ao cliente que use nosso próprio modelo de pasta de solda, mas é necessário compartilhar o modelo que será utilizado para averiguar se a pasta utilizada está conforme os níveis de qualificação da Cromatek. A SPI (Solder Paste Inspection) é realizada em 100% das peças produzidas e o resultado deve ser registrado e vinculado ao número de série da PCB. 

O processo de SPI é realizado na Cromatek com muita precisão e com equipamentos de ponta. Todos os profissionais da Cromatek são capacitados para realizar análise desse procedimento, e aptos também para realizar o manuseio adequado dos equipamentos de Solder Paste Inspection, pois são realizados treinamentos com periodicidade para os colaboradores da Cromatek.

Para garantir o controle de qualidade, a Cromatek busca estar dentro das normas de certificação ISO-9001:2015. Também possui uma linha de montagem ecologicamente correta sem uso de chumbo e outros metais pesados em sua produção; A Cromatek possui Sala limpa ESD, que possui proteção antiestática para não danificar os componentes eletrônicos e todas as placas são submetidas a rigorosos testes funcionais que validam seu funcionamento.

Realize seu projeto na Cromatek. Do projeto ao produto acabado a Cromatek entrega soluções para todos os segmentos industriais, atuando de acordo com a necessidade e particularidade de cada cliente, objetivando que o cliente concentre-se no seu foco de atuação. 

Visando o atendimento de cada cliente, a Cromatek possui recursos para Montagem de placa PTH com componentes axiais, radiais, jumpers e especiais, utilizando o sistema 5S, Kaizen, Lean Manufacturing. Determina células de trabalho e linha contínua de produção de acordo com a particularidade de cada produto e flexibilidade de demanda. A linha SMT da Cromatek é composta de máquinas de última geração, capaz de montar placas de diferentes requisitos técnicos, através do controle rígido de qualidade e a estabilidade do processo produtivo, a Cromatek consegue atender a diversas aplicações, demandas e segmentos de mercado. 

Para contratar o Serviço de Montagem de Placa Cromatek, escolha um tipo de contrato, Labor ou TurnKey, envie as especificações do projeto (BOM, Gerber, Stencil).  Conte com nossos especialistas para transformar seus projetos em realidade.