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Adecuado para
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La soldadura selectiva es una tecnología de soldadura en la fabricación de productos electrónicos, que se utiliza normalmente para diseños de placas de circuito impreso con componentes principalmente SMD (dispositivos de montaje superficial) para soldadura por reflujo y sólo unos pocos componentes con orificios pasantes que no pueden pasar por el proceso de soldadura por reflujo. Suele tratarse de componentes térmicamente pesados como, por ejemplo, grandes transformadores o componentes térmicamente sensibles como, por ejemplo, condensadores de película, pantallas, conectores con cuerpos de plástico sensibles, relés, etc. El proceso de soldadura selectiva permite soldar estos componentes con orificios pasantes sin proteger ni afectar a los componentes SMD de la parte inferior de la placa de circuito impreso. El proceso de soldadura selectiva es muy flexible, ya que los parámetros pueden programarse para cada junta de soldadura por separado. Sin embargo, la principal limitación del proceso es el rendimiento o la capacidad de producción. Ésta puede mejorarse considerablemente si se utiliza una aleación de bajo punto de fusión que permita velocidades de soldadura más rápidas aumentando la capacidad de producción hasta un 100% (el doble). El proceso comienza con la aplicación de un flux líquido que desoxidará las superficies a soldar. Este flux se aplica mediante un microchorro o un flux de gota que dispara pequeñas gotas. La correcta calibración y programación de este flux es esencial para obtener buenos resultados de soldadura. Un error común es que el flux se aplique fuera de la zona de contacto de la boquilla de soldadura. Este flux permanecerá como un residuo de flux no consumido. En el caso de algunos flux y circuitos electrónicos sensibles, esto puede provocar un aumento de las corrientes de fuga y fallos sobre el terreno. Es aconsejable utilizar flux diseñados específicamente para la soldadura selectiva y que estén absolutamente libres de halógenos. La clasificación IPC para flux permite hasta 500ppm de halógenos para la clase de activación más baja, pero también estos 500ppm pueden ser críticos, por lo que absolutamente libre de halógenos es la palabra clave. El siguiente paso del proceso es el precalentamiento. Este paso del proceso evapora los disolventes del flux y proporciona calor para favorecer una buena humectación de la soldadura a través del orificio. La soldadura es un proceso térmico y se necesita una cierta cantidad de calor para realizar una unión soldada. Este calor es necesario tanto desde la parte inferior como desde la superior del componente de orificio pasante que se va a soldar. Este calor puede ser proporcionado por el precalentamiento y por la aleación líquida de soldadura. Algunas máquinas básicas no disponen de precalentamiento, tendrán que aplicar todo el calor a través de la aleación de soldadura líquida y, en general, utilizan temperaturas más altas para soldar. Una unidad de precalentamiento suele ser una unidad IR (infrarrojos) de onda corta que aplica el calor desde la parte inferior de la placa de circuito impreso. En la mayoría de los casos, el tiempo y la potencia del precalentamiento pueden programarse. Para placas y aplicaciones térmicamente pesadas, existen precalentadores por el lado superior. Suelen ser unidades de aire caliente (convección) en las que se puede programar la temperatura del aire. Cuando utilice esta unidad, es importante saber si hay componentes sensibles a la temperatura en la cara superior de la placa que puedan verse afectados por este precalentamiento. Existen varios sistemas para soldar. Aquel en el que la placa de circuito impreso permanece inmóvil y sólo se mueve la boquilla de soldadura es sin duda el preferido, ya que deben evitarse todas las fuerzas G cuando se solidifica la soldadura. En el paso de soldadura, se bombea una aleación de soldadura líquida a través de una boquilla de soldadura. Hay diferentes tamaños y formas de boquilla disponibles, boquillas anchas, boquillas pequeñas, boquillas largas y boquillas cortas. Dependiendo de los componentes que se vayan a soldar, se prefiere una a otra. En general, las boquillas más anchas y las más cortas proporcionan una mejor transferencia de calor y son las preferidas. Las boquillas más pequeñas y largas pueden utilizarse en situaciones de accesibilidad limitada. Se prefieren las boquillas no humectables a las no humectables, ya que proporcionan un flujo mucho más uniforme de la soldadura y unos resultados de soldadura más estables. Es aconsejable inundar la boquilla con nitrógeno para conseguir un flujo estable de la soldadura. Es preferible precalentar el nitrógeno porque, de lo contrario, enfriará la soldadura y la placa de circuito impreso. La optimización del programa de soldadura es esencial para optimizar el rendimiento/capacidad de la máquina de soldadura selectiva. Esto se centrará en encontrar los tiempos mínimos y las velocidades máximas que proporcionen una buena humectación de los orificios pasantes en combinación con la ausencia de puentes.
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La soldadura por ola es un proceso de soldadura en masa utilizado en la fabricación de productos electrónicos para conectar componentes electrónicos a una placa de circuito impreso. El proceso se utiliza normalmente para componentes con orificios pasantes, pero también puede emplearse para soldar algunos componentes SMD (Suface Mount Device) que se pegan con un adhesivo SMT (Surface Mount Technology) a la cara inferior de la placa de circuito impreso antes de pasar por el proceso de soldadura en ola. El proceso de soldadura por ola consta de tres pasos principales : Fundido, precalentamiento y soldadura. Una cinta transportadora traslada las placas de circuito impreso a través de la máquina. Las placas de circuito impreso pueden montarse en un bastidor para evitar tener que ajustar la anchura del transportador para cada placa de circuito impreso diferente. El fundido se realiza normalmente mediante un fundidor de pulverización, pero también es posible el fundido por espuma y el fundido por chorro. El flux líquido se aplica desde la parte inferior de la placa de circuito impreso en la superficie y en los orificios de la canaleta. La finalidad del flux es desoxidar las superficies soldables de la placa de circuito impreso y los componentes y permitir que la aleación de soldadura líquida establezca una conexión intermetálica con dichas superficies dando lugar a una unión soldada. El precalentamiento tiene tres funciones principales. Es necesario evaporar el disolvente del flux, ya que pierde su función una vez aplicado y puede provocar defectos en la soldadura, como la formación de puentes y bolas de soldadura, cuando entra en contacto con la ola de soldadura en estado líquido. En general, los flux a base de agua necesitan más precalentamiento para evaporarse que los flux a base de alcohol. La segunda función del precalentamiento es limitar el choque térmico cuando la placa de circuito impreso entra en contacto con la soldadura líquida de la ola de soldadura. Esto puede ser importante para algunos componentes SMD y materiales de PCB. La tercera función del precalentamiento es favorecer la humectación de la soldadura a través de los orificios. Debido a la diferencia de temperatura entre la placa de circuito impreso y la soldadura líquida, ésta se enfriará al subir por el orificio pasante. Las placas y los componentes térmicamente pesados pueden extraer tanto calor de la soldadura líquida que ésta se enfría hasta el punto de solidificación, donde se congela antes de llegar a la parte superior. Este es un problema típico cuando se utilizan aleaciones de Sn(Ag)Cu. Un buen precalentamiento limita la diferencia de temperatura entre la placa de circuito impreso y la soldadura líquida y, por tanto, reduce el enfriamiento de la soldadura líquida al subir por el orificio pasante. Esto da más posibilidades de que la soldadura líquida llegue a la parte superior del agujero pasante. En un tercer paso, la placa de circuito impreso se pasa por una ola de soldadura. Se calienta un baño lleno de una aleación de soldadura hasta alcanzar la temperatura de soldadura. Esta temperatura de soldadura depende de la aleación de soldadura utilizada. La aleación líquida se bombea a través de canales hasta un formador de olas. Existen varios tipos de formadores de olas. Una configuración tradicional es una ola de virutas combinada con una ola principal laminar. La onda de chip inyecta la soldadura en la dirección del movimiento de la placa de circuito impreso y permite soldar la cara posterior de los componentes SMD que están protegidos del contacto de la onda en la onda laminar por el cuerpo del propio componente es. La ola laminar principal fluye hacia delante, pero la placa trasera ajustable está colocada de tal forma que la placa empujará la ola hacia atrás. Esto evitará que la placa de circuito impreso sea arrastrada por los productos de reacción de la soldadura. Un formador de olas que está ganando popularidad es el de olas Wörthmann, que combina la función de la ola de chip y la ola principal en una sola ola. Esta ola es más sensible al ajuste correcto y al puenteado. Debido a que las aleaciones de soldadura sin plomo necesitan altas temperaturas de trabajo y tienden a oxidarse bastante, muchos procesos de soldadura por ola se realizan en atmósfera de nitrógeno. Una nueva tendencia del mercado y el considerado por algunos como el futuro de la soldadura es el uso de una aleación de bajo punto de fusión, ej. LMPA-Q. LMPA-Q necesita menos temperatura y reduce la oxidación. También tiene algunas ventajas relacionadas con los costes, como la reducción del consumo eléctrico, la reducción del desgaste de los soportes y la no necesidad de nitrógeno. También reduce el impacto térmico sobre los componentes electrónicos y los materiales de las placas de circuito impreso.
Principales ventajas
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Los flux para soldadura a base de agua son flux líquidos que tienen agua (H2O) como disolvente principal. Los flux con base de agua tienen numerosas ventajas frente a los flux con base de alcohol, como un menor consumo, ausencia de emisiones de COV (Compuestos Orgánicos Volátiles), ausencia de riesgo de incendio, ausencia de necesidad de transporte y almacenamiento especiales, menor olor en la zona de producción, ... Sin embargo, muchos fabricantes de electrónica parecen preferir la mayor ventana de proceso de los flux con base de alcohol a las ventajas de los flux con base de agua. En general, los flux con base de alcohol son menos sensibles a los ajustes correctos del pulverizador flux para conseguir una buena aplicación del flux en la superficie y en los orificios pasantes. Además, se evaporan más fácilmente en el precalentamiento y ofrecen menos riesgo de que las gotas de disolvente restantes creen bolas de soldadura, salpicaduras de soldadura o puentes al entrar en contacto con la ola. Sin embargo, algunos países ya han puesto en marcha una legislación que limita la emisión de COV de las chimeneas de las fábricas o que impone impuestos sobre las emisiones de COV. Esto parece ser un incentivo adicional para cambiar a los flux de base acuosa. Un acontecimiento reciente ha obligado a muchos fabricantes a interesarse por los flux de base acuosa. La pandemia de COVID, a principios de 2020, aumentó repentinamente la demanda de desinfectantes a base de alcohol hasta el punto de que en un momento dado la disponibilidad de alcoholes en el mercado era prácticamente inexistente. Es muy probable que esto aumente la aceptación de los desinfectantes a base de agua en el mercado. También la conciencia ecológica mundial ha mejorado sustancialmente en los últimos tiempos, lo que impulsa a muchas empresas hacia una política más ecológica y sostenible. Esto también se traducirá en una mayor aceptación de los flux al agua en el mercado.
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