10 consejos para soldar
Por Maureen Brown, ingeniera de servicio técnico, Kester Solder
1) Comience con lo correcto
a) Utilice siempre las mejores herramientas y materiales de montaje disponibles.
Siempre hay nuevas innovaciones de productos a considerar también.
Por ejemplo, la última soldadura en pasta puede facilitar el trabajo de un ingeniero SMT
. Las innovaciones de nuevos productos pueden generar tiempos de inactividad
o tiempos de relajación/recuperación más prolongados. La resiliencia ambiental y
la vida útil prolongada son otras áreas de mejora. La robustez del perfil y
la impresión de alta velocidad también se han incorporado en los nuevos
productos de soldadura en pasta.
b) No dude en tener un “show down” para comparar productos
o equipos. Si comienza con las herramientas correctas, entonces hay
hay una mayor probabilidad de que el resultado final sea favorable.
2) Almacenamiento y manejo
a) Cuando obtenga el material correcto, trátelo bien. La tecnología actual
permite que la soldadura en pasta sin abrir se almacene en
condiciones de temperatura ambiente. Sin embargo, la mejor práctica de fabricación es refrigerar
la soldadura en pasta al recibirla. La soldadura en pasta es una mezcla de
fundente en pasta y polvo de soldadura. Esencialmente, el fundente es un químico que
elimina los óxidos metálicos y promueve la propagación de la soldadura.
Cuando el fundente y el metal se mezclan para hacer pasta de soldar, el fundente
eliminará los óxidos metálicos como se describe. Para retardar esta reacción
y prolongar la vida útil de la soldadura en pasta, se debe
refrigerado. Cuando se necesita la soldadura en pasta, se debe permitir
que alcance la temperatura ambiente de forma natural. Es mejor
sacar la soldadura en pasta del refrigerador 18 a 24 horas antes
del uso programado. Se desaconseja enfáticamente acelerar este proceso colocando la soldadura en
pasta en el horno de reflujo o en un ambiente cálido. Calentar
la soldadura en pasta rápidamente alterará las
propiedades físicas y puede promover defectos tales como hundimiento
y formación de puentes. Por último, cuando trabaje con cartuchos o jeringas de
soldadura en pasta, guárdela verticalmente con las puntas hacia abajo.
3) Prueba de bola de soldadura
a) Se recibió la soldadura en pasta y
se la dejó en el muelle de recepción durante un
fin de semana caluroso. ¿Es mala? la soldadura
la pasta se dejó en el
piso de fabricación por un tiempo desconocido. ¿Es
bueno? Una de las mejores
pruebas relacionadas con el rendimiento para juzgar la usabilidad de la soldadura en pasta es una
prueba de bola de soldadura
modificada .
Esta prueba es muy simple
y revela mucha información
sobre la condición de la soldadura
en pasta. Dispense una pequeña gota de soldadura en
pasta sobre un sustrato que no se pueda soldar y luego vuelva a fluir. Los sustratos no soldables
son cerámica, vidrio y FR-4. El depósito de soldadura en pasta
después del reflujo debe formar una gran bola de soldadura con un charco de
fundente. Esto indica que el fundente es lo suficientemente activo para
eliminar efectivamente la oxidación de la superficie del polvo de soldadura y permitir
la soldadura fluya y se una para formar una sola bola. Si la humedad
queda atrapada dentro, o si la soldadura en pasta se
almacenó y se entregó incorrectamente, la soldadura puede formar una bola con numerosas
bolas más pequeñas en una fracción del tamaño en el charco de fundente. Esto
indica que si se usa soldadura en pasta para el ensamblaje, los defectos
son eminentes. (Consulte la Figura 1.)
4) Perfil
a) El perfilado no es la
tarea más emocionante en el ensamblaje de componentes electrónicos,
pero ayuda a
reducir posibles defectos. Todos
los perfiles de reflujo constan de una
zona de recalentamiento, una zona de remojo,
una zona de reflujo y una zona de enfriamiento
. Cada una de estas zonas
es importante para que una
junta de soldadura sea exitosa.
formado. La manipulación de cualquiera
de estas zonas alterará la
integridad y apariencia de
una junta de soldadura.
b) La zona de precalentamiento está definida
en el extremo inferior por la
temperatura ambiente y en el extremo superior por aproximadamente
140-150ºC. El objetivo principal de esto es expulsar el solvente
del depósito de pasta de soldadura. La velocidad de rampa es bastante
rápida y no debe exceder las recomendaciones del fabricante del componente
de 2,5 a 3,0 °C/seg. Si
la tasa de rampa es mayor, los componentes
pueden sufrir un choque térmico,
se puede inducir la deformación de la placa
y la soldadura en pasta podría
desplomarse. Cuando finaliza la zona de precalentamiento,
comienza la zona de remojo. La zona de remojo es
comúnmente limitada por 150ºC y
la temperatura de liquidus de la aleación,
para Sn63Pb37 la temperatura de liquidus
es de 183ºC. La zona de remojo
Figura 1: tiene dos funciones principales. La primera es
la prueba de bola de soldadura
A medida que la industria continúa alejándose de
la tecnología de orificio pasante, la tecnología de montaje superficial (SMT) se ha convertido en
la técnica de ensamblaje en masa más popular en la electrónica.
SMT ofrece nuevos desafíos y aventuras para que los ingenieros los
conquisten. La industria ha puesto a disposición numerosos
recursos para soldar con éxito para SMT. Considere estas
sugerencias para superar los obstáculos.
Ejemplo
preferido
24 SEPTIEMBRE 2000 INSIDELINE
para igualar térmicamente
el conjunto, y el
segundo es para activar
el fundente. Básicamente, la activación del
fundente permite
que el fundente en pasta
"frote químicamente" la
oxidación superficial de
los acabados superficiales en
la placa de circuito impreso
y los cables de los componentes, así como el polvo de soldadura
para promover la humectación. Esto se logra en aproximadamente
60-90 segundos. La siguiente es la zona de reflujo. La zona de reflujo se caracteriza comúnmente
cuando el polvo de soldadura cambia de fase
de sólido a líquido (también conocido como el tiempo por encima del liquidus).
temperatura de la aleación). La temperatura máxima es
de unos 30-40ºC por encima de la temperatura de liquidus de la aleación. El propósito principal
de la zona de reflujo es formar un enlace metalúrgico entre
los cables de los componentes, la soldadura y las tierras en la
placa de circuito impreso. El tiempo excesivo dentro de la zona de reflujo puede provocar
juntas oscuras, opacas y granulosas. El tiempo insuficiente dentro de la
zona de reflujo puede resultar en interconexiones débiles. La última es la zona de enfriamiento
. La zona de enfriamiento comienza cuando la aleación se solidifica. La temperatura
del conjunto no debe disminuir demasiado rápido; esto
puede conducir a un choque térmico de los componentes. Una vez más, siga las
recomendaciones del fabricante del componente.
5) Compatibilidad
a) No intente mezclar y combinar las químicas de los fundentes. Use todos los productos No Clean
o todos los productos solubles en agua.
Las químicas de fundente solubles en agua son muy activas por naturaleza en comparación con
las formulaciones No Clean. Debido a esta diferencia inherente, los operadores
pueden sentirse atraídos por los productos de fundente solubles en agua. Los productos químicos de fundente No Clean
están diseñados para tener residuos que no son conductores
ni corrosivos, mientras que los productos químicos de fundente solubles en agua
son conductores y corrosivos. Si se usó un fundente soluble en agua
en un ensamblaje No Clean, esto sería un
problema de confiabilidad importante para el ensamblaje y debería abordarse de inmediato.
Cualquier residuo resultante del uso de fundentes solubles en agua debe
eliminarse por completo del conjunto.
6) Sugerencias de impresión
a) La impresión es el primer proceso en el montaje de montaje en superficie.
Se ofrecen algunas sugerencias generales de impresión para reducir los defectos y
optimizar los rendimientos. El diámetro del cordón de la soldadura en pasta debe
ser aproximadamente del mismo tamaño que un cigarro (alrededor de
0,5” de diámetro). Cuando la escobilla de goma se desliza por la plantilla,
la soldadura en pasta frente a la escobilla de goma debe estar rodando.
Esto ayudará a llenar y nivelar correctamente las aberturas
con pasta de soldar además de lograr
depósitos de pasta de soldar consistentes. Las soldaduras en pasta tradicionales requerían amasado para establecer
un buen rollo, mientras que las formulaciones actuales no poseen
este atributo. La obstrucción de las aberturas es otro problema
dentro del proceso de impresión que es una causa raíz común de
muchos defectos. Las innovadoras fórmulas de soldadura en pasta se liberan limpiamente
de la pared de las aberturas del stencil. La soldadura en pasta que se adhiere
y se seca en las aberturas reduce la cantidad de pasta
transferida o depositada, lo que resulta en una mayor ocurrencia de defectos
en forma de insuficiencias o aberturas.
7) Evite situaciones
de humedad y alta temperatura
a) La soldadura en pasta puede ser una mezcla delicada de numerosos químicos para
producir una reología y consistencia específicas. Las fuertes fluctuaciones ambientales
alterarán las propiedades físicas como la viscosidad y la
pegajosidad. Cuando la humedad comienza a subir por encima del 60-70 % de HR, la
soldadura en pasta puede atrapar o absorber humedad, lo que disminuirá
la pegajosidad y promoverá la formación de bolas de soldadura. Una indicación común será
que la soldadura en pasta se adhiere a la escobilla de goma y forma una cortina
en lugar de soltarse de la escobilla de goma. Por otro lado,
si la humedad está por debajo del 25-35 % de HR, la soldadura en pasta se
secará rápidamente y la vida útil del stencil disminuirá, lo que dará como resultado
desechos adicionales. Si la soldadura en pasta se seca, las aberturas de la
plantilla también se obstruyen fácilmente. La actividad, la pegajosidad y la viscosidad son
propiedades de la soldadura en pasta que se alteran a medida que las
condiciones ambientales se vuelven extremas y la tendencia es a agregar
algo a la pasta de soldadura para revivir el material. Esto está
fuertemente desaconsejado. La soldadura en pasta no reacciona de la misma
manera y es impredecible con las adiciones. Si la
instalación de fabricación es propensa a estas duras condiciones, asegúrese de que la
soldadura en pasta seleccionada sea robusta; revise el Consejo #1. Las formulaciones recientes de soldadura en
pasta están diseñadas para ser resistentes al medio ambiente.
8) Aplicaciones de reflujo de doble cara
a) A medida que la industria electrónica está impulsada por productos finales que son
más livianos, más rápidos y menos costosos,
las aplicaciones de reflujo de doble cara están aumentando. Esta aplicación se puede simplificar
con algunos consejos útiles. Un consejo común es sesgar la parte superior
los precalentadores del horno de reflujo ligeramente más calientes que los
precalentadores inferiores. Esto dirigirá más calor hacia la parte superior
del ensamblaje que hacia la parte inferior. Al intentar esto, el
gradiente de temperatura no debe exceder más de 15-20 °C, en
caso de que el horno no pueda estabilizarse. Si se usa esta punta,
se puede usar la misma aleación para ambos lados del ensamble. Mientras vuelve a fluir
el segundo lado del ensamble, es posible que necesite pegar
los componentes para que no se caigan del ensamble.
9) Resolución de problemas
a) A medida que aumenta la experiencia con un proceso específico, los defectos se
reducirán y surgirá un experto. Hay muchas formas de
encontrar la causa raíz de un defecto o falla. Haga una lista de las posibilidades
y eventualmente aísle el problema. Emplee
técnicas organizadas de solución de problemas para resolver rápidamente el problema. Involucrar
a otros departamentos para facilitar el proceso de solución de problemas. La ingeniería
y la solución de problemas generalmente se logran bien con
equipos que funcionan bien.
10)Asistencia
a) No tenga miedo de pedir ayuda. Hay varias fuentes
disponibles
para la solución de problemas y foros de preguntas generales .
La comunidad de ensamblaje de productos electrónicos
es un grupo útil y muy informativo. Los proveedores de soldadura tienen
ingenieros de servicio técnico que están disponibles para responder preguntas.
Otra muy buena fuente son los foros. Los foros basados en Internet
a través de la Asociación de Tecnología de Montaje Superficial (SMTA)
y el Instituto para Interconectar y Empaquetar
Circuitos Electrónicos (IPC) están formados por profesionales y consultores de la industria
que están ansiosos por compartir experiencias.