La soldadura por reflujo se utiliza ampliamente en la fabricación de conjuntos de PCB. Proporciona una soldadura uniforme para la gran variedad de componentes y tamaños de pads requeridos. Además, es muy fácil de controlar y supervisar. La industria lleva muchos años utilizando la soldadura por reflujo para la fabricación de conjuntos de PCB. En esta guía, explicaremos qué es la soldadura por reflujo, cómo funciona este proceso crítico, los defectos comunes de la soldadura por reflujo y la compararemos con la soldadura por ola. Continúe leyendo.
¿Qué es la soldadura por reflujo?
La soldadura por reflujo es un método utilizado para fijar componentes de montaje superficial a una placa de circuito impreso. El proceso comienza aplicando pasta de soldadura a las almohadillas designadas en la PCB. A continuación, los componentes se colocan sobre la pasta y el conjunto se calienta en un horno de reflujo. Al subir la temperatura, la pasta de soldadura se funde, creando fuertes conexiones eléctricas y mecánicas entre los componentes y las placas de circuito.
Beneficios del uso de la soldadura por reflujo
La soldadura por reflujo permite el procesamiento simultáneo de múltiples conexiones. Esto evita la desconexión de cables mientras se sueldan los cables adyacentes. Además, mejora la calidad de la PCB resultante y ofrece muchas otras ventajas, como:
- Humectabilidad mejorada de juntas de soldadura y componentes montados en superficie.
- Soldabilidad mejorada de una gran variedad de componentes electrónicos.
- Integridad conjunta mejorada para aplicaciones electrónicas cruciales.
- Reducción de la decoloración del tablero.
- Eliminación de residuos de fundente carbonizados en elementos calefactores y tableros.
- Reducción de la formación de neblina blanca a partir de la oxidación de la colofonia o el fundente de estaño
- Rendimiento optimizado de pastas sin residuos y sin limpieza.
- Mayor flexibilidad del proceso para adaptarse a una amplia variedad de condiciones operativas.
Proceso de soldadura por reflujo en la fabricación de PCB: 6 pasos involucrados
La soldadura por reflujo en la fabricación de PCB implica varios pasos. Los analizaremos uno por uno.
Pasta de soldadura
Primero, aplicamos la pasta de soldar a la placa. La aplicamos solo en las zonas que requieren soldadura. Para ello, utilizamos una máquina de soldadura y una máscara de soldar. Una vez aplicada la pasta de soldar, podemos continuar con el siguiente paso.
Elegir y colocar
Tras aplicar la pasta de soldadura, podemos colocar los componentes en su lugar. Normalmente, utilizamos una máquina automatizada para recoger y colocar los componentes. Esto se debe a que la colocación manual no es viable debido a la gran cantidad de componentes y la precisión requerida. Sin embargo, es necesario manipular los componentes con cuidado.
Precalentar
Necesitamos que las placas alcancen la temperatura requerida de forma constante. Si la velocidad de calentamiento es muy alta, los componentes o la placa sufrirán daños debido al estrés térmico. Además, si la velocidad de calentamiento es demasiado alta, el estrés térmico impedirá que algunas zonas de la placa alcancen la temperatura requerida. Por otro lado, si la velocidad de calentamiento es demasiado lenta, es posible que la placa completa no alcance la temperatura requerida.
Remojo térmico
Una vez que la placa alcanza la temperatura requerida, comenzamos el siguiente paso, conocido como "remojo térmico". En este proceso, mantenemos la placa a la temperatura requerida. Lo hacemos por tres razones:
• Para garantizar que si hay áreas que no han alcanzado la temperatura requerida puedan hacerlo en este paso.
• Para eliminar los volátiles y disolventes de la pasta de soldadura.
• Para activar el flujo.
Reflujo
El paso de reflujo es el paso del proceso de soldadura donde se alcanza la temperatura más alta. En este paso, la soldadura se funde y crea las uniones necesarias. El fundente activado logra la unión metalúrgica al reducir la tensión superficial en la unión de los metales involucrados. Esto permite soldar esferas de polvo para que se fundan y combinen.
Enfriamiento
Necesitamos enfriar las placas después del reflujo de forma que no se ejerza tensión sobre los componentes. Se puede evitar el choque térmico en los componentes y la formación excesiva de intermetálicos utilizando una velocidad de enfriamiento adecuada. Generalmente, utilizamos un rango de temperatura de 30 a 100 °C para enfriar las placas. Este rango de temperatura proporciona una velocidad de enfriamiento rápida que ayuda a crear un tamaño de grano muy fino. Esto permite que la soldadura forme una unión mecánica sólida.
Defectos comunes de soldadura por reflujo a tener en cuenta
Como cualquier proceso de fabricación, la soldadura por reflujo conlleva defectos. Analizaremos brevemente algunos defectos comunes de la soldadura por reflujo y cómo evitarlos.
Salpicaduras de soldadura
Las salpicaduras de soldadura se producen cuando la pasta de soldadura se adhiere a la máscara de soldadura formando patrones borrosos. Estas se deben al uso inadecuado del fundente. También pueden deberse a la presencia de contaminantes en la superficie de las placas. Se pueden evitar utilizando una cantidad suficiente de fundente y deben evitarse a toda costa, ya que pueden provocar un cortocircuito.
Saltos de soldadura
Un salto de soldadura es una unión de soldadura que no se humedece correctamente. Esto ocurre cuando la soldadura no alcanza una almohadilla, lo que resulta en un circuito abierto. Esto se debe a errores en la fase de fabricación o diseño. Para evitar saltos de soldadura, es importante distribuir la pasta de soldadura uniformemente.
Bolas de soldadura
Las bolas de soldadura son un defecto común en la soldadura por reflujo. Se trata de pequeñas esferas de pasta de soldar que se adhieren a una superficie de resistencia, conductor o laminado. Esto puede deberse a diversas razones, como un rango de temperatura de reflujo bajo, el uso de componentes electrónicos oxidados, la aplicación incorrecta de la pasta de soldar y un diseño de PCB deficiente.
Soldadura hambrienta
Una unión con falta de soldadura es aquella que no tiene suficiente cantidad de soldadura para formar una conexión viable. Esto suele deberse a un calentamiento insuficiente, lo que puede provocar una avería en todo el circuito. A veces, una unión con falta de soldadura funciona con normalidad al principio, pero finalmente falla a medida que se forman grietas. Se puede reparar una unión con falta de soldadura simplemente recalentándola y añadiendo más pasta de soldar.
A menudo se confunden las uniones con soldadura insuficiente con los saltos de soldadura. Sin embargo, no son lo mismo. Los saltos de soldadura son uniones donde la soldadura no llega o no puede formar una conexión mecánica debido a una humectación deficiente. Una unión con soldadura insuficiente es aquella donde la cantidad de soldadura es insuficiente para formar una conexión eléctrica.
Tumba
Lápida de PCB Ocurre cuando un lado de un componente se despega del pad. La soldadura debería comenzar el proceso de humectación uniéndose a ambos pads. Sin embargo, si la soldadura no puede completar el proceso de humectación en un pad, un lado del componente podría inclinarse. Esto se asemeja a una lápida típica, de ahí el nombre de este defecto.
El efecto de desprendimiento puede ser consecuencia de cualquier acción que derrita la pasta de soldadura en una almohadilla antes que en la otra. Las causas típicas son el grosor desigual de las pistas que se conectan a la almohadilla o la falta de un diseño de alivio térmico. Si los componentes tienen un cuerpo grande, pueden deslizarse en la pasta de soldadura, lo que puede causar que adquieran la forma de desprendimiento.
Puente de soldadura
Pueden surgir muchos problemas al utilizar componentes pequeños y puente de soldadura Ocupa el primer lugar en este sentido. El puente de soldadura se produce cuando dos o más uniones soldadas se conectan accidentalmente. Esto ocurre principalmente por usar puntas de soldadura grandes o anchas y aplicar demasiada pasta de soldar. A menudo es difícil unir un puente de soldadura, ya que estos a veces son microscópicos. Si no se detecta un puente de soldadura, puede producirse un cortocircuito y quemar o dañar los componentes.
Podemos reparar un puente de soldadura colocando el soldador en el centro. Esto fundirá la soldadura y podremos extraerla para romper el puente. Podemos usar un succionador de soldadura si el puente es demasiado grande.
Almohadillas levantadas
Las almohadillas de soldadura levantadas se despegan de la superficie de una PCB. Esto suele ocurrir debido a un calentamiento excesivo o a una gran fuerza sobre la unión soldada. Es difícil trabajar con estas almohadillas, ya que son muy delicadas y pueden desprenderse de la superficie. Es importante asegurarse de volver a colocar la almohadilla en la PCB antes de soldarla.
Soldadura por reflujo vs. soldadura por ola: ¿cuál es la diferencia?
Hay dos procesos diferentes que se utilizan para ensamblar una PCB: soldadura por reflujo y soldadura por ola, cada uno adecuado para distintos tipos de componentes y necesidades de fabricación.
En el campo más utilizado, la soldadura por reflujo se utiliza principalmente para colocar componentes de montaje superficial. Es un método excelente para componentes pequeños, delicados y de alta densidad.
Por otro lado, la soldadura por ola es un proceso convencional para componentes de agujero pasante En este proceso, la PCB se atraviesa a través de una ola de soldadura fundida para soldar los terminales del componente a las almohadillas de la PCB. Si bien la soldadura por reflujo logra una mayor precisión para componentes de paso fino, la soldadura por ola es más efectiva para la producción a gran escala de componentes de orificio pasante, especialmente cuando se combina con... soldadura selectiva para conjuntos de componentes mixtos.
En una palabra, a la hora de elegir la técnica de soldadura, el tipo de componentes en la PCB, la complejidad del montaje y el volumen de producción deseado determinan la elección de estos métodos.
Resumen Final
La soldadura por reflujo es un proceso que requiere experiencia y equipos avanzados, ya que un control preciso de la temperatura y una manipulación cuidadosa son fundamentales para garantizar uniones de soldadura resistentes y fiables. Una configuración adecuada y técnicos cualificados son esenciales para evitar defectos y obtener resultados óptimos. MOKO Technology cuenta con ocho líneas de montaje SMD automáticas y una configuración de soldadura por reflujo de última generación. Gracias a nuestra amplia capacidad de producción y técnicos altamente cualificados, puede confiar en nosotros para gestionar la complejidad de la soldadura por reflujo con precisión. Si no dispone de los recursos necesarios para realizar una soldadura por reflujo adecuada de sus PCB o simplemente no desea complicarse con su complejidad, no dude en contactarnos.
