Perfiles de Soldadura 24 7 Edgar Alexis Barrientos

Perfiles de Soldadura 24 -7 Edgar Alexis Barrientos Ortiz Universidad del Atlántico Edgar Alexis Barrientos Ortiz, Ingenieria Industrial, Universidad del Atlántico Este proyecto ha sido financiado por la empresa Valeo La correspondencia relacionada con este proyecto debe ser dirigida a Edgar Alexis Barrientos Ortiz, Ingenieria Industrial, Universidad del Atlántico, Avda. Zertuche Ibarra 100, 88620, Reynosa Tamaulipas, México. Correo: edgar. barrientos. ortiz@gmail. com

Planteamiento del Problema En la empresa Valeo Electronicos de Rio Bravo, en la cual se realizan productos electronicos tales como camaras traseras delanteras, GPS , sensores de reversa y frontales para el area Automovilistica uno de los procesos mas importantes y en el cual fue el enfoque de esta investigacion es el reflujo de soldadura de los circuitos electronicos. En la empresa ya antes mecionada se realiza de manera analoga la medicion de temperatura de los equipos de reflujo de soldadura generando perdidas en diferentes factores por mencionar algunos: mano de obra , tiempo perdido, pruebas de medicion, falta de datos. . etc. Lo que se pretende con esta investigacion es cambiar el proceso a un sistema completamente automatizado con el fin de eliminar todas las perdidas con las que cuenta este proceso del cual nos estamos enfocando. De manera facil , autonoma y rastreable.

Tipo de estudio de caso

Metologia del estudio de Caso Investigación cuantitativa es una forma estructurada de recopilar y analizar datos obtenidos de distintas fuentes. La investigación cuantitativa implica el uso de herramientas informáticas, estadísticas, y matemáticas para obtener resultados. Es concluyente en su propósito ya que trata de cuantificar el problema y entender qué tan generalizado está mediante la búsqueda de resultados proyectables a una población mayor. La preparación de datos incluye determinar el objetivo de la recopilación de datos, métodos de obtención de información, y secuencia de actividades de la recopilación de datos. Uno de los aspectos más importantes de este proceso es seleccionar la muestra correcta para recabar los datos. Luego, los datos se recopilan cuidadosamente sólo de las personas más relevantes para los objetivos del estudio. Conocido como segmento objetivo, esta muestra es un grupo de personas que son similares a través de una serie de variables. Las herramientas de recopilación de datos de una investigación cuantitativa son las encuestas y los experimentos. Los experimentos pueden aportar resultados específicos sobre la relación de causa y efecto de varios factores independientes o interdependientes relacionados con un problema particular. El método más común para hacer investigación cuantitativa de mercado es una encuesta o cuestionario. Las encuestas pueden incluir entrevistas, que pueden llevarse a cabo usando varias metodologías distintas incluidas la presencial, por teléfono, en línea o entrevistas asistidas por computadora. Existen muchas herramientas analíticas tales como pruebas-t de muestras independientes, pruebas-t correlacionadas, determinaciones de desviación, y análisis de regresión que pueden usarse para obtener resultados de los datos.

Pregunta y objetivo de estudio de caso Cual es la importancia de analizar las temperaturas? En todo proceso de circuitos electrónicos es importante el proceso de curado de soldadura en pasta debido que al no ser medido podemos generar problemas alternos a lo que el cliente requiere poniendo en riesgo las calidad y la efectividad del producto este proceso tiene ventajas y desventajas por mencionar las mas relevantes: Ventajas de los sistemas de convección forzada. Los sistemas de convección forzada producen calentamiento próximo al equilibrio. Los sistemas de convección calientan uniformente. Los sistemas de convección son fáciles de mantener. En los sistemas de convección es muy fácil definir un perfil. Nos son sensibles al calor. Desventajas de los sistemas de convección. Para hacer eficiente el sistema se reciclan los humos de las pastas de soldar y de la placa. Pueden perder calor por los bordes. Se tiene que controlar el aire con precisión Objetivo: El reducir las perdidas (scrap) generadas por el constante uso de PCB (tarjetas electrónicas) para realizar la medición. Reducir el tiempo de paro de línea por realizar la muestra de la medición del perfil. Llevar un sistema de trazabilidad de los perfiles PCB x PCB las 24 hrs los 7 días de la semana. Reducir la mano de obra por personal técnico al realizar la medición.

Protocolo de Investigacion La observación científica "tiene la capacidad de describir y explicar el comportamiento, al haber obtenido datos adecuados y fiables correspondientes a conductas, eventos y /o situaciones perfectamente identificadas e insertas en un contexto teórico. Las palabras claves de esta definición son: - Describir y explicar. - Datos adecuados y fiables. - Conductas perfectamente identificadas. En la observación podemos considerar tres niveles sistematización: a. - La observación asistemática: ha sido la que tradicionalmente sea realizado en el deporte. El conocido "ojímetro" para dar información sobre una actuación determinada o las observaciones realizadas sin ninguna planificación previa. Esta observación consiste en una constatación directa, sin ningún objetivo explicitado y sin estar perfectamente definido, sin un orden o planificación determinado. Son narraciones escritas en forma directa o datos recogidos de una manera azarosa. b. - La observación semisistemática: en ésta los objetivos del registro se fijan a priori; precisan planificar el orden y el tiempo, se necesita especificar la conducta o evento antecedente, el núcleo observado y la conducta o evento posterior, pero no están categorizadas las conductas a observar. c- La observación sistemática: intentan agrupar la información a partir de ciertos criterios fijados previamente o partiendo de estos registros. Requiere categorizar hechos, conductas y / o eventos que se han de observar.

Marco Teorico El equipo en el cual se está basando el estudio de caso es el horno de convección, como ya se menciona antes se produce el 80% de los defectos o perdidas del proceso de elaboración de circuitos electrónicos. (Richards, 1980) La soldadura por convección puede parecer un proceso simple, sin embargo es un proceso realmente complejo donde intervienen muchas variables. Durante un proceso de convección, tiene lugar 5 fases diferentes, las cuales son: 1. Evaporar los disolventes de la pasta de soldar. 2. Activar el flux y permitir que actué. 3. Precalentar cuidadosamente los componentes y el circuito impreso. 4. Derretir la soldadura y permitir el mojado de todas las uniones. 5. Enfriar la placa soldada a una velocidad controlada y hasta una temperatura aceptable. El proceso de convección, su perfil pueden describirse en 3 fases: precalentamiento, refusion y enfriamiento. Todos los fenómenos que deben de conducir a una refusion adecuada ocurren cuando el precalentamiento. Durante esta fase la placa se calienta a un ritmo controlado y uniforme, comienza la evaporación de los disolventes, el flux se activa elimina los óxidos metálicos y las partículas de soladura comienzan a derretirse. La fase de refusion ocurre cuando las temperaturas de la soldadura y de las superficies a soldar. Esta temperatura elevada se requiere para disminuir la tensión superficial y producir el mojado adecuado de las superficies a soldar. La cantidad de tiempo en que la soldadura está por encima de la temperatura de fusión, o tiempo de permanencia, es un factor significativo. Por otro lado, la fase de enfriamiento ayuda a controlar ese tiempo y da un ritmo adecuado de enfriamiento a la unión soldada, lo produce una estructura de grano adecuada.

Marco Metotologico El área de SMT de Valeo Electrónicos, Rio Bravo. De manera diaria se realiza mediciones de temperatura en las zonas calentamiento de los hornos de reflujo por convección con los cuales se cuenta con 6 equipos del mismo tipo. En dichos equipos es necesarios realizar la medición debido a la variación constante de grados centígrados en los procesos de reflujo de la soldadura en pasta libre de plomo ya que no ser medidos no se sabe si se cuenta con los datos reales de los límites de control de temperaturas. El problema se desarrolla debido a la falta de información durante las corridas de produccion ya que se realiza durante cada cambio de modelo los cuales son realizados entre 5 u 8 veces durante un turno de 12 hrs. De igual manera es necesario saber cuál es la temperatura de ciertos componentes electrónicos. Al momento de ser pasados por el proceso de reflujo. Debido a las características funcionales electrónicas, resistencia a estrés, resistencia a temperaturas altas, temperatura ideal de reflujo para unión mecánica…etc. La medición de temperatura en los equipos es realizada por especialistas del departamento de ingeniería debido a la dificultad del análisis el cual es realizado durante la medición y de no ser pasado se puede presentar eventos secundarios con efecto domino.

Instrumento Aplicado Que es un horno de reflujo? Es un equipo que por medio de calentamiento de resistencias dispersa aire caliente controlado para refluir soldadura en pasta. Cuantos tipos de hornos de reflujo de pasta hay? En la actualidad existen 3 tipos de hornos. Cuales son los tipos de hornos de reflujo que existen? Por fase de vapor, por emisión de espectro de infrarojo y convección de aire caliente. Cuantas son las fases de un proceso de reflujo? Esta formadas por 5 fases. Cuales son las fases de este proceso? Evaporar los disolventes de la pasta. Activar el flux y permtir que actue. Precalentar los circuitos impresos y el circuito. Derretir la soldadura y permitir el mojado de todas las uniones. Enfriar la placa soldada a una velocidad controloda y hasta una temperatura aceptable. Cuantas fases tiene un perfil de reflujo de soldadura? Cuenta con 3 fases. Cuales son las fases de un perfil de reflujo de soldadura? Precalentamiento, reflujo y enfriamiento. Cuales son los tipos de perfiles de reflujo de soldadura? Ramp-Soak-Spike y Ramp-to-Spike.

Resultados Obtenidos Durante el estudio de caso se observó una amplia oportunidad de mejora en los tiempos, porcentaje de scrap, ahorro de horas hombre. Y ahorros en pruebas del departamento de ingeniería de procesos. El método con el cual es procesado el material en el área de reflujo de soldadura esta completamente abierto a oportunidad ya que debido ala falta de atención por el departamento se pierde en todos los métricos. Tiempo: Tiempo perdido total en un día = 960 min = 16 horas hombre aprox. Este tiempo es perdido por una persona en un transcurso de 24 horas la cual puede ser usada en otra clase de actividades. Aproximadamente: Hora hombre: La hora hombre tiene un costo de 3 dólares por hora es = 48 dólares por día. Y por semana 336 dólares anualmente se están perdiendo 16, 128 dólares anuales. Impacto de Tiempo de Equipo detenido: De la misma manera que es pasado el perfil también se generan 10 min aproximadamente de paro por cada perfil pasado. Es decir por 5 perfiles son 50 min perdidos de la línea de produccion y así dependiendo la cantidad de cambios de modelo. Si lo volvemos a piezas en una hora de produccion de producen 60 piezas por hora es igual a 1 pz por minuto. Una pieza perdida es igual a 100 dólares no producidos.

Tomando en cuenta 50 piezas como medida estándar por 6 líneas se pierde por día por las líneas paradas en tiempo invertido 35000 dólares. Anualmente se están perdiendo madamas en tiempo de equipo detenido 2, 940, 000 dólares. El costo de este sistema el cual se propone implementar tiene un costo de 10, 000 dólares por equipo en 2 semanas de pérdidas de tiempo de equipo se compran los 6 mecanismos de medición. Generando el ahorro anual nada más de tiempo más las horas hombre, más la cantidad de piezas pasadas por pruebas de ingeniería es impresionante

Conclusiones Este estudio de caso permitió con la recolección de datos y análisis estadísticos una mejora muy considerable en un departamento de ingeniería demostrando la efectividad de un estudio detallado sobre un caso específico pudiendo demostrar el ahorro generado mediante un a análisis completo de un problema de los contrario continuaría desperdiciando recursos en todos los aspectos.