IKOR_Evolución_Componentes_Electrónicos

Desde la creación del Grupo IKOR los componentes electrónicos han ido evolucionando constantemente hasta nuestros días. En los inicios los componentes eran todos de gran tamaño, comparados con los utilizados ahora. Y todos eran del tipo que hoy se llaman PTH (Pin Through Hole), esto es: componentes cuyos terminales se introducen en agujeros en el PCB y se sueldan por el lado contrario al que se encuentra el componente.

La tecnología de montaje superficial supuso un cambio importante. Se desarrolló en los 60 y fue en los 80 cuando se empezó a utilizar de manera masiva. Esta tecnología se diferencia de la anterior en que los componentes se montan y se sueldan en la misma cara, sin necesidad de agujeros en el circuito impreso. Este tipo de tecnología se llama SMT (Surface mount technology) y los componentes que se sueldan de esa manera se llaman SMD (Surface mount devices).  A pesar de que este tipo de componentes SMD, se pueden ensamblar automáticamente mucho más rápido que los componentes PTH. No todos los componentes se han podido pasar a la tecnología SMD, como es el caso de algunos componentes de gran tamaño y potencia como transformadores o semiconductores de potencia con disipadores térmicos.

Dentro de la tecnología SMD la evolución ha ido encaminada a conseguir componentes de menor tamaño. Por una parte, ha ido empujando la necesidad de reducir costes y de mejorar el comportamiento en aplicaciones de alta frecuencia. Además, las máquinas de montaje superficial han ido mejorando en precisión y han permitido el uso, cada vez mayor, de componentes muy pequeños.

Los componentes electrónicos más utilizados, que son las resistencias y condensadores cerámicos, se emplean típicamente en formato rectangular llamado chip. Hace unos años los más comunes eran los de tamaño 1206 (3,2 x 1,6 mm y de 1/4 W de potencia). Pero cada vez se ha tendido a usar tamaños más pequeños y hoy son muy habituales ya los de 0402 (1,0 x 0,5 mm y de 1/16 W de potencia). La tecnología actual ya permite el uso de componentes de tamaño aún menor, casi invisibles a simple vista, como los 01005 (0,4 x 0,2 mm y 1/32 W de potencia).

Los circuitos integrados se han ido empleando en muy diferentes formatos. En los inicios se empezaron a usar encapsulados en los que los terminales están a la vista a los lados del encapsulado plástico, como SOP, PLCC, QFP. Posteriormente, con la evolución de los medios de test, se empezaron a utilizar componentes con soldaduras no tan visibles llamados BTC (Bottom termination components) como los QFN o como los BGAs. Estos últimos en lugar de terminales tienen unas bolitas en la superficie inferior, que una vez soldadas, no son visibles a simple vista y necesitan otros medios, como los rayos X, para revisarlos.

Más pequeños aún son los componentes sin encapsulado, como los COB (Chip on board) en los que el silicio se monta directamente en el PCB sin un encapsulado de plástico que lo recubra. En este caso se necesitan otro tipo de máquinas diferentes para soldar los hilos directamente del chip de silicio a los pads del PCB, proceso llamado wire bonding. Y posteriormente se cubren con una gota de aislante.

Otra forma de ganar espacio es montar un componente encima de otro, tal como ocurre con el POP (package on package).

Los componentes PTH también han sufrido evoluciones y, como ejemplo, uno de los sistemas muy utilizados sobre todo en conectores es la tecnología press fit, en la que el componente se inserta en el agujero del PCB, como un PTH más, pero en lugar de soldarlo el terminal hace presión sobre el agujero del PCB formando así una conducción eléctrica sin soldadura.

Una mezcla entre ambas tecnologías (PTH y SMD) se produce en el proceso llamado Pin in paste. El componente PTH con terminales se inserta a la vez que los SMD en unos agujeros que previamente han sido cubiertos con pasta de soldar en el mismo momento en que se ha aplicado al resto de pads SMD durante la serigrafía o impresión de pasta. Esos componentes PTH se sueldan en el horno de refusión al mismo tiempo que los componentes SMD.

Otro motivo de evolución de los componentes ha sido por causas ecológicas y por los riesgos para la salud de algunos de los elementos químicos que habitualmente habían sido utilizados en algunos materiales. La directiva de restricción de sustancias peligrosas conocida como RoHS obligó a la eliminación del plomo en los terminales de los componentes electrónicos. Los componentes libres de halógenos (halogen free), cada vez más utilizados, han eliminado este tipo de elementos tóxicos. Los halógenos, que por ejemplo se utilizan como retardadores de llama en los encapsulados plásticos de los componentes, se han ido sustituyendo por otros elementos que cumplen la misma función, siendo menos perjudiciales para la salud humana y el medio ambiente.

Los componentes seguirán evolucionando y los retos siguen siendo la reducción de costes, la mejora de la fiabilidad, la adecuación a las leyes y normativas medioambientales, de salud y de seguridad, y la adaptación a las nuevas aplicaciones de la electrónica.

El Grupo IKOR nos hemos ido adaptando a todos estos cambios, adquiriendo las máquinas  de montaje más avanzadas capaces de montar componentes chip de tamaño 01005, PLCC, SOIC o QFNs de 0,3 mm de paso entre centros de pines (fine pitch) o BGAs de paso 0,3 mm.

IKOR ha llevado a cabo proyectos basados en diseño de experimentos Taguchi, con el objetivo de optimizar los parámetros de proceso para conseguir la mayor calidad en el montaje de los componentes más complicados. Además, hemos participado en proyectos de I+D+i donde se ha ensayado el montaje de componentes POP y se ha evaluado procesos de montaje con adhesivos conductivos. También estamos participando con otras empresas europeas en el desarrollo y evaluación de nuevos materiales de menor coste pero de alta fiabilidad para componentes de aplicación aeroespacial.

Para detectar soldaduras ocultas de componentes tipo BGA en IKOR disponemos de máquinas de rayos X (Xtech, Nordson) con las que analizar la calidad de estas soldaduras, así como de sistemas de test como el boundary scan (xjtag) con el que se consigue una mayor cobertura en el test de este tipo de componentes.

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Sobre Ikor

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Sistemas electrónicos

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