Enfoques rápidos para soldadura / ensamblaje de PCB

Nuestro equipo (tres aficionados que ahora están desarrollando nuestro primer dispositivo serio) está interesado en soldar/ensamblar aproximadamente 200 PCB. Ya hemos encontrado un fabricante de bajo costo para las placas en bruto, por lo que solo queda el ensamblaje.

Por supuesto, nos gustaría mantener el tiempo y el costo total de ensamblaje razonablemente bajos y, por lo tanto, estamos considerando varios enfoques.

Los números son los siguientes:

  • 200 PCB de un solo lado
  • Tamaño del tablero de 5 cm X 5 cm
  • 30 condensadores y resistencias (tamaño 0603)
  • 5 componentes QFN / QFP
  • 4 componentes SOIC/SSOP
  • 1 conector USB
  • 1 ranura para tarjeta SD

Las tablas en bruto pueden venir agrupadas/panelizadas tal como se fabrican, pero esencialmente, queremos tener, en promedio, cada tabla individual lista en menos de 20 minutos idealmente.

¿Cuál de las siguientes opciones recomendaría como mejor? (dada la restricción de costo y el tiempo deseado por tablero que mencioné anteriormente):

  • Opción A: Coloque manualmente los componentes con pinzas, suelde las resistencias y las tapas con hierro, y suelde los QFN con una pistola de aire caliente.
  • Opción B: aplique pasta de soldadura (posiblemente usando una plantilla), coloque los componentes a mano con pinzas y luego use un horno tostador/de reflujo.
  • Opción C: ¿Hacerlo en su totalidad en un taller de ensamblaje?

Nota : los tres en el equipo tenemos aproximadamente 6 meses de experiencia constante con el método de soldadura tradicional (pinzas, soldador y pistola de aire caliente). No nos importa ningún trabajo manual necesario porque definitivamente estamos entusiasmados con nuestra placa, pero sería bueno saber que estamos eligiendo un enfoque eficiente.

Sugeriría B. Hacemos esto internamente, y es mucho más rápido y mejor que A. C puede ser costoso.
@Rocketmagnet: Por mejor, ¿quieres decir más preciso también? Hasta ahora solo he realizado la colocación manual, pero en la Opción B, ¿la colocación de QFN y SOIC tiene que ser muy precisa en el escenario previo al horno? Supongo que estoy preguntando indirectamente qué tipo de duraciones registras para la fase de colocación.
¡Emplee a adolescentes en salarios de cambio perdidos!
SOIC es simple. No tienes que ser exacto en absoluto. El chip se autoalineará. Con QFN, debe ser un poco más preciso, según el tono del paquete. Vale la pena invertir en una lente ocular.
@TFD - No sé acerca de los adolescentes en Nueva Zelanda, pero los de Europa son bastante callejeros; ya no puedes engañarlos tan fácilmente con perder el cambio :-(.
@Rocket: de acuerdo con SOIC, puedes hacerlo con los ojos vendados. Sin embargo, tendrán que decidir si será SOIC o SSOP: SSOP necesita la misma precisión que QFP.
SSOP le brinda una visibilidad ligeramente mejor que QFN, y es más fácil arreglar pantalones cortos, incluso con un soldador un poco desafilado.

Respuestas (3)

C: definitivamente el taller de montaje, si tienes la billetera para ello. Eso es para que usted decida. Solicite algunas cotizaciones y decida si vale la pena hacerlo usted mismo. Dado que este es un proyecto de pasatiempo, puede pensar que su tiempo es libre, pero también tiene que ser divertido, ¿no es así?

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Acabo de recibir esto en un correo de DesignSpark: la recaudación de fondos puede ayudarlo a comenzar a hacerlo en una tienda. Erik recaudó 313 218 dólares para un objetivo de 5 000 dólares.
(fin de la edición)

Alternativamente, B: Nuevamente, obtenga una cotización para una plantilla. Sin embargo, incluso aplicar la soldadura en pasta manualmente tomará menos tiempo que soldar a mano, lo cual no recomendaría: las resistencias y los capacitores no son un gran problema, pero los circuitos integrados pueden tomar bastante tiempo si desea hacerlo correctamente, es decir. todos los pines soldados y sin cortocircuitos.

No A: lleva demasiado tiempo y es desordenado. Solo lo haría yo mismo si pudiera usar el horno.

Recuerda que Jobs y los Woz también ensamblaron a mano su primer lote de computadoras Apple :-)

La última línea "cambia todo" ;) Supongamos que los colocamos a mano y los horneamos: en su experiencia, ¿menos de 20 minutos parece un promedio probable para el recuento de componentes que enumeré, una vez que entramos en el bucle? Tengo especial curiosidad sobre el tiempo de colocación, porque no sé qué tan precisa debe ser la colocación antes del horno.
@Orlando: con la cantidad correcta de pasta de soldadura, las partes se colocarán en la posición correcta debido a la capilaridad de la pasta, por lo que medio mm de descuento para los 0603 no debería ser un problema. Puede ahorrar mucho tiempo trabajando en un panel a la vez (o medio panel si el panel completo no cabe en el horno): coloque todos los R1 en los diferentes PCB, luego todos los R2, trabaje tanto como sea posible con la misma cinta y carrete. El horno tarda mucho en precalentarse, por lo que tendrás que interrumpir la colocación para comprobar si tu panel está hecho. Esto puede hacerte perder algo de tiempo, pero especialmente. en un panel de 20' debería estar bien.
Pero cuando se fabricaron las primeras computadoras Apple, los componentes eran lo suficientemente grandes como para usarse como sujetalibros :)

Opciones A y B: ¡No, olvídalo! Sin duda, estropeará varios de los QFN/QFP y terminará dedicando demasiado tiempo a solucionar los problemas de las placas para que valga la pena, incluso para un aficionado. Los QFP de hasta 0,5 pasos son posibles de soldar a mano si eres bueno... Los conectores SD pueden o no ser posibles según el paso. Los QFN solo le causarán problemas.

Tengo gente con muchos años de experiencia en soldadura a mi disposición, pero cada vez que queremos ser baratos y hacer cosas como esta nosotros mismos, tenemos problemas y terminamos con algo peor y más caro de lo que hubiéramos obtenido de los profesionales.

Siempre hay un montón de pequeñas empresas locales de montaje de SMD que estarían encantadas de hacer trabajos con este volumen por un precio razonable. No vayas a preguntar a los grandes dragones.

Mmm; ¿Qué es un precio razonable? Recibimos cotizaciones de un par de compañías que indicaron alrededor de 13 USD cada una. Obviamente, eso no se justifica si podemos hacerlo nosotros mismos en menos de 20 minutos por tablero. Pero, por otro lado, daríamos mayor prioridad a mantenernos alejados del QFN/otras inexactitudes que indicó.
@OrlandoCastillo Si está tomando la opción A, no estamos hablando de minutos, sino de horas. La opción B quizás sea posible, pero todo depende de qué tan finos sean los componentes y qué tan experimentado sea para realizar tales trabajos de soldadura. Sin saber nada sobre el mercado de ensamblaje de PCB de EE. UU., 13 USD me parece un poco elevado. Pero dado que la mayor parte del costo es la configuración de la máquina: si su lista de materiales contiene muchos valores diferentes, entonces el precio podría estar justificado.
Votó negativo porque las recomendaciones de compras están fuera de tema.
@Passerby Aha, las recomendaciones de soldadura son recomendaciones de compra. Ya veo, eso tiene sentido. Ahora perdóname mientras voy a comprar algunos componentes con mi plancha de compras.

200 PCB se está poniendo de moda para las Opciones A y B. Si tiene mucho tiempo libre y algunas herramientas decentes, puede hacerlo con una Opción B modificada.

En primer lugar, definitivamente necesitas una plantilla. En lugar de ir a una tienda costosa para obtener una plantilla cortada con láser, pruebe este método usando una lata de refresco, una impresora láser y algunos productos químicos básicos para hacerlo en casa. No es una gran empresa y le ahorrará toneladas de tiempo.

En segundo lugar, olvídate de las pinzas. He estado usando pinzas durante mucho tiempo y puede ser útil para trabajos pequeños, pero consume mucho tiempo cuando llena muchos componentes. Además, he encontrado que es tolerable para algunas resistencias, pero cuando te metes en componentes más grandes, es decir, más grandes que las mordazas de tus pinzas, se vuelve realmente difícil colocar las cosas sin manchar la pasta de soldadura por todas partes.

Las herramientas de succión pueden ser útiles, pero no use nada donde controle la aspiradora con la mano. Está colocando componentes con cuidado con la mano, no tiene sentido agregar un trabajo más para perder su precisión. Tengo un dispositivo SteadyHands y funciona muy bien tanto para componentes grandes como para componentes pequeños. FÁCILMENTE reduce mi tiempo de montaje en un tercio, pero lo que es más importante, ¡me evita arrancarme el pelo!

Para reflujo, he encontrado que un horno tostador funciona bien. Después de algunos intentos, sabrá cuánto calor usar y cuándo apagarlo. Utilizo un termopar enrutado en el horno, pero en este punto estoy seguro de que seré tan bueno prescindir de él porque puedo ver cuando la soldadura se derrite y se absorbe en los componentes. Tengo amigos que usan sartenes y han tenido un éxito razonable, pero no lo he probado.

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