WSP 2006
Interflux ® WSP 2006 es una pasta de soldar absolutamente libre de haluros con residuos solubles en agua de baja corrosión tras la soldadura. Los residuos de WSP 2006 deben limpiarse.
Adecuado para
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La impresión por estencil es el método más utilizado para aplicar pasta de soldadura en las almohadillas de una placa de circuito impreso (PCB) en la línea de montaje SMT (tecnología de montaje superficial) en la fabricación de productos electrónicos. Tras la impresión por esténcil, los componentes SMD (Dispositivo de Montaje Superficial) se colocan con sus contactos soldables sobre la pasta de soldadura y la placa de circuito impreso se transporta a través de un horno de reflujo donde los componentes se soldan a la placa de circuito impreso. La impresión por estencil también se puede utilizar para aplicar pasta de soldadura en orificios pasantes (THT) para la tecnología Pin in Paste (PiP, reflujo intrusivo) que está pensada para soldar componentes a través de orificios en el proceso de soldadura por reflujo . La impresión por esténcil también puede utilizarse para aplicar adhesivo SMT (pegamento) a la placa de circuito impreso. Los componentes SMD se colocan con su cuerpo sobre el pegamento que se curará en un horno de reflujo. Después, los componentes SMD pegados a la placa de circuito impreso se soldarán en un proceso de soldadura por ola. La placa de circuito impreso se presiona sobre una plantilla que tiene aberturas en las que debe depositarse la pasta de soldadura. En el esténcil hay un volumen de pasta de soldadura. Se baja una rasqueta sobre el esténcil con una presión determinada. La rasqueta se desplaza sobre el esténcil con una determinada velocidad de impresión. Esto hará que la pasta de soldadura ruede dentro de las aberturas. La velocidad de impresión puede estar determinada por el rendimiento deseado, típico de las producciones de gran volumen, pero puede estar limitada por la pasta de soldadura utilizada. Esta velocidad puede variar entre 20-150 mm/s. Una vez establecida la velocidad deseada, habrá que determinar una presión de impresión para esa velocidad de impresión. Velocidades más altas requieren presiones más altas. La presión de impresión correcta es la presión mínima necesaria para obtener una pantalla limpia después de la impresión, lo que significa que toda la pasta de soldadura excesiva ha sido eliminada por la rasqueta. La placa se aleja verticalmente del esténcil, la pasta de soldadura se desprende del esténcil y las almohadillas de la placa de circuito impreso tienen depósitos de pasta de soldadura. El objetivo es obtener un resultado de impresión bien definido en el que toda la pasta de soldadura se haya desprendido del esténcil y no haya quedado pasta de soldadura entre el esténcil y la placa de circuito impreso. Evidentemente, la liberación de la pasta de soldadura es más difícil en el caso de aberturas más pequeñas y esténciles más gruesos. Algunas normas de diseño dicen que la relación entre la superficie de la apertura y la superficie de los lados ("paredes") de la apertura no es preferiblemente inferior a 0,6. La calidad del esténcil es un parámetro importante para un buen desprendimiento de la pasta. Los lados rugosos tienen más probabilidades de adherir la pasta de soldadura. Existen diferentes tipos de esténciles. El más popular es el esténcil de acero inoxidable con aberturas cortadas con láser que se alisan después mediante un proceso químico. A veces se tratan con un revestimiento para una mejor liberación de la pasta. Las principales razones por las que la pasta de soldadura queda prensada entre el esténcil y la placa de circuito impreso son un mal sellado entre la placa y el esténcil o una presión de impresión demasiado alta para la velocidad de impresión utilizada. Esto puede provocar la formación de bolas o puentes de soldadura tras el reflujo. Algunas máquinas de impresión tienen una unidad automatizada de limpieza bajo el esténcil que puede programarse para limpiar el esténcil después de tantas impresiones. Esto facilitará un resultado de impresión estable. Es aconsejable no utilizar líquidos de limpieza a base de IPA o de agua en estas unidades, ya que pueden afectar a la estabilidad de la pasta de soldadura. Es aconsejable utilizar productos específicamente diseñados para este fin. La estabilidad de la pasta de soldadura en el esténcil, es decir, lo bien que la pasta de soldadura mantiene sus propiedades de impresión a lo largo del tiempo, también es un parámetro para un proceso de impresión estable. Algunas máquinas de impresión tienen integrada una AOI (Inspección Óptica Automatizada) que comprobará el resultado de la impresión y emitirá una alarma si se desvía de los valores deseados programados. Esto ayudará a evitar que se fabriquen unidades electrónicas con juntas de soldadura que no se ajusten a un buen estándar.
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La dispensación es una tecnología utilizada en la fabricación de productos electrónicos para aplicar pasta de soldadura (o un adhesivo) desde una jeringa a una placa de circuito impreso (PCB). La dispensación es una forma más flexible de aplicar pasta de soldadura que la impresión por estarcido estándar, ya que permite aplicar pasta de soldadura de forma selectiva con la presencia de componentes premontados en la superficie. Sin embargo, la dispensación es un proceso mucho más lento que la impresión por estarcido y no es adecuado para producciones de gran volumen. Por eso se utiliza sobre todo para añadir pasta de soldadura adicional en una línea de montaje SMT (tecnología de montaje superficial), pero también para retrabajos y reparaciones y en la creación de prototipos. La dosificación puede realizarse de forma manual o automática. En retrabajo y reparación suele hacerse manualmente con un sistema que aplica aire a presión al émbolo de la jeringa y la pasta de soldadura se empuja hacia fuera a través de una aguja. Pero también puede hacerse a mano con un émbolo manual. En los procesos automatizados, como en un dispensador independiente en una línea de montaje SMT o en un dispensador incorporado en una impresora de esténciles, existen dos sistemas principales para empujar la pasta de soldadura fuera de la jeringa: La presión de aire y el tornillo Archimes. Los sistemas de aire a presión suelen ser más baratos pero la estabilidad volumétrica de los depósitos de pasta de soldadura es un poco más difícil de controlar, especialmente cuando la jeringa está casi vacía y hay un mayor volumen de aire comprimido en combinación con menos material en la jeringa que necesita ser movido por esta presión de aire. Los sistemas con el tornillo de Arquímedes suelen ser más estables y rápidos. Sin embargo, dependiendo de la calidad de la pasta de soldadura, pueden ser sensibles a algunas partículas muy finas de la pasta de soldadura que se aplastan entre el tornillo de Arquímedes y las paredes laterales y que pueden bloquear la aguja por donde sale la pasta de soldadura. Cuanto más pequeña y larga sea la aguja, mayor será el riesgo de bloqueo de la aguja. El tamaño de la aguja se elige en función del tamaño del depósito de soldadura deseado. El tamaño del grano de la pasta de soldadura se elige en función de este tamaño de aguja. En general, se puede utilizar una pasta de soldadura de tipo 3 para agujas con un diámetro interior superior a 0,5 mm, una de tipo 4 para agujas con un diámetro interior de hasta 0,25 mm y una de tipo 5 para agujas con un diámetro interior de hasta 0,15 mm. El rendimiento de dosificación de una pasta de soldadura puede variar de un tipo a otro en términos de estabilidad volumétrica y sensibilidad al bloqueo de la aguja. Si una jeringa de pasta de soldadura se ha almacenado demasiado tiempo, demasiado caliente o demasiado fría, esto también puede afectar al rendimiento de dispensación. La medida en que el tiempo y la temperatura afectan al rendimiento de la dosificación también puede variar de una pasta de soldadura a otra. La pasta de soldadura para dispensar puede estar disponible en diferentes tipos de jeringas requeridas por la máquina a la que va destinada. También pueden estar disponibles con diferentes tipos de émbolos requeridos por la viscosidad de la pasta de soldadura a dispensar. Los tamaños estándar de las jeringas son 5CC, 10CC y 30CC.
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La soldadura por reflujo es el proceso de soldadura más utilizado en el montaje de componentes electrónicos. Principalmente los componentes SMD (dispositivos de montaje superficial), pero también algunos componentes through hole, se sueldan en un horno de reflujo a una PCB (placa de circuito impreso) mediante una pasta de soldadura. El horno de reflujo suele ser un horno de convección forzada, pero también son posibles los hornos de fase de vapor e IR. El primer paso del proceso consiste en aplicar pasta de soldadura a las almohadillas de la placa de circuito impreso o, en caso de componentes con orificio pasante, en el orificio pasante. Esto último se denomina Pin in Paste (PiP) o tecnología de reflujo intrusivo. El principal método de aplicación es la impresión por esténcil, pero también son posibles la dispensación y el chorro de pasta de soldadura. Dependiendo del método de aplicación, la pasta de soldadura tendrá una consistencia diferente y se presenta en un envase distinto. La pasta de soldadura es una mezcla de polvo de soldadura y flux en gel. El tipo de flux en gel y el tipo de polvo, y en qué proporciones se mezclan, determinarán la consistencia de la pasta. El polvo de soldadura está hecho de una determinada aleación de soldadura y tiene un determinado tamaño de grano (distribución). Los tamaños de grano más finos se utilizan para componentes de paso más pequeño y aberturas de esténcil más pequeñas. La dosificación y aún más el chorreado también requieren tamaños de grano más finos. El gel flux contiene sustancias para desoxidar las superficies a soldar. También contiene sustancias que determinarán en gran medida la consistencia y el comportamiento de la pasta de soldadura en el proceso. Cuando se imprime pasta de soldadura por estarcido, un parámetro importante es que la pasta de soldadura mantenga sus propiedades de impresión durante el tiempo que vaya a estar sobre el estarcido. Esto suele denominarse la estabilidad de la pasta de soldadura. La estabilidad de la pasta de soldadura es difícil de cuantificar, pero puede estimarse a partir de la indicación de la vida útil del esténcil en la ficha técnica. Tras la aplicación de la pasta de soldadura, los componentes SMD se colocan sobre la pasta de soldadura con sus conexiones soldables. En la mayoría de los casos, esto se hace con una máquina Pick and Place. La pasta de soldadura debe tener suficiente fuerza de adherencia para mantener los componentes en su sitio hasta la soldadura. Una cinta transportadora llevará la placa de circuito impreso a través de un horno de reflujo en el que la placa de circuito impreso se somete a un perfil de soldadura por reflujo. Este perfil se crea mediante los ajustes de temperatura de las distintas zonas de convección. Suelen estar situadas tanto en la parte superior como en la inferior. Además de los ajustes de temperatura, en algunos casos también se puede programar la velocidad de convección de las zonas para conseguir una mejor o menor transferencia de calor, o cuando algunos componentes altos experimentan demasiada fuerza de la convección. El objetivo es conseguir que todos los componentes alcancen la temperatura de soldadura, que viene determinada por la aleación de soldadura utilizada, sin dañar o sobrecalentar los componentes sensibles a la temperatura. Esto puede suponer un reto en unidades con una gran diversidad de componentes grandes y pequeños o una distribución desigual del Cu en la placa de circuito impreso. Desde este punto de vista, una aleación de soldadura de bajo punto de fusión limita sustancialmente el riesgo de dañar o predañar los componentes y las placas de circuito impreso. La velocidad del transportador determinará el tiempo del perfil y el rendimiento del horno. En la mayoría de los casos, sin embargo, el proceso Pick and Place limita el rendimiento. No todos los componentes electrónicos son adecuados para la soldadura por reflujo. Algunos debido a su masa térmica como por ejemplo los grandes transformadores u otros debido a su sensibilidad térmica como por ejemplo algunos displays, conectores, relés, fusibles,... Estos componentes suelen estar disponibles como componentes pasantes y se sueldan en otros procesos como la soldadura selectiva, la soldadura por ola, la soldadura manual, la soldadura robotizada, la soldadura láser, ...
Principales ventajas
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La colofonia, también llamada colofonia, es una sustancia derivada de los árboles que suele utilizarse en los flux para soldadura. Puede utilizarse tanto en flux líquidos como en flux en gel. Los flux que contienen colofonia pueden identificarse por la denominación "RO" en la clasificación IPC. En general, la colofonia proporciona una buena ventana de proceso en tiempo y temperatura, pero tiene una serie de desventajas dependiendo de la aplicación en la que se utilice el flux que contiene colofonia. En los flux líquidos para soldadura por ola y selectiva, la colofonia supondrá un mayor riesgo de bloqueo de la boquilla de los sistemas de aplicación de flux por pulverización y micro chorro, lo que se traducirá en un mayor mantenimiento y riesgo de malos resultados de soldadura. Los residuos de un flux con base de colofonia (=colofonia) en la máquina de soldar y en las herramientas y soportes son bastante difíciles de eliminar y normalmente se necesita un limpiador con base de disolvente. Cuando el flux con colofonia acaba accidentalmente en los contactos de un conector o en estructuras de peine de contacto como las de un mando a distancia o en contactores / relés / interruptores electromecánicos, se sabe que da problemas de contacto y mal funcionamiento de la unidad electrónica sobre el terreno. Además los residuos del flux que quedan en la placa pueden dar problemas de contacto con las pruebas eléctricas de pines ( ICT= In Circuit Testing) lo que puede dar lugar a retrasos en la producción por falsos errores. Esto suele requerir la limpieza de la placa de circuito impreso y/o de las clavijas de prueba. Estas caras clavijas de prueba son bastante frágiles y sensibles a ser dañadas por la limpieza. Además, se sabe que los residuos de un flux de colofonia no son compatibles con los revestimientos conformados en el tiempo. El residuo de colofonia forma una capa de separación entre la placa de circuito impreso y el revestimiento de conformación que con el tiempo puede provocar el desprendimiento del revestimiento de conformación y también grietas, especialmente cuando la unidad electrónica experimenta muchos ciclos de temperatura (calentamiento y enfriamiento). Por estas razones, los flux sin colofonia y, más concretamente, los flux de la clasificación "OR" se utilizan generalmente para la soldadura por ola y selectiva. La colofonia también puede utilizarse en los hilos de soldadura. Aunque la colofonia proporciona una buena ventana de proceso en tiempo y temperatura, es muy sensible a la decoloración cuando se calienta. La decoloración dependerá del tipo de colofonia y de la temperatura que haya visto. Como las temperaturas de las puntas de soldadura suelen ser bastante elevadas, la colofonia en el hilo de soldadura dará lugar a la formación de residuos visuales bastante pesados alrededor de las juntas de soldadura. Esto las distinguirá de las demás juntas de soldadura realizadas en reflujo, ola y soldadura selectiva. Cuando esto no es deseable, es necesario realizar una operación de limpieza. Además, los humos de una colofonia que contiene hilo de soldadura se consideran peligrosos. Una extracción de humos es obligatoria, pero, en cualquier caso, aconsejable para cualquier operación de soldadura manual. Los alambres que contienen colofonia se siguen utilizando bastante, pero los alambres de soldadura sin colofonia y, más concretamente, los alambres de soldadura de la clasificación "RE" están ganando importancia. La colofonia también se utiliza en las pastas de soldadura. Además de proporcionar una buena ventana de proceso en tiempo y temperatura, también proporciona una buena estabilidad de la pasta de soldadura sobre el esténcil. Esto facilitará un proceso de impresión estable y, por tanto, unos resultados de soldadura y unos índices de defectos estables. La decoloración de la colofonia en la soldadura por reflujo no es tan prominente como en el caso del hilo de soldadura porque las temperaturas en la soldadura por reflujo son más bajas que en la soldadura manual. Aun así, el residuo de colofonia tiene poca compatibilidad con el revestimiento de conformación y con el tiempo, tras los ciclos térmicos, podría mostrar grietas o desprendimiento del revestimiento de conformación. Aunque la mayoría de los fabricantes aplican el revestimiento de conformación sobre los restos de pasta de soldadura, para obtener resultados óptimos es aconsejable limpiar los restos de pasta de soldadura. Dadas las ventajas de la colofonia descritas anteriormente, la mayoría de las pastas de soldadura contienen colofonia.
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La química de soldadura absolutamente libre de halógenos no contiene halógenos ni haluros añadidos intencionadamente. La clasificación IPC permite hasta 500ppm de halógenos para la clasificación más baja 'L0'. Los flux para soldadura, las pastas de soldadura y los alambres de soldadura de esta clase suelen denominarse 'libres de halógenos'. La química de soldadura absolutamente libre de halógenos va un paso más allá y no contiene este nivel 'permitido' de halógenos. Específicamente en combinación con aleaciones de soldadura sin plomo y en aplicaciones electrónicas sensibles, se ha informado de que estos bajos niveles de halógenos causan problemas de fiabilidad como, por ejemplo, corrientes de fuga demasiado altas. Los halógenos son elementos de la tabla periódica como el Cl, el Br, el F y el I. Tienen la propiedad física de que les gusta reaccionar. Esto es muy interesante desde el punto de vista de la química de la soldadura porque su función es limpiar los óxidos de las superficies a soldar. Y efectivamente los halógenos realizan muy bien ese trabajo, incluso superficies difíciles de limpiar como el latón, Zn, Ni,...o superficies muy oxidadas o degradadas de I-Sn y OSP (Protección Orgánica de Superficies) pueden soldarse con la ayuda de flux halogenados. Los halógenos proporcionan una gran ventana de proceso en la soldabilidad. Sin embargo, el problema es que los residuos y productos de reacción de los flux halogenados pueden ser problemáticos para los circuitos electrónicos. Suelen tener una alta higroscopicidad y una elevada solubilidad en agua y suponen un mayor riesgo de electromigración y de altas corrientes de fuga. Esto supone un alto riesgo de mal funcionamiento del circuito electrónico. Específicamente con las aleaciones de soldadura sin plomo hay más informes de que incluso los niveles más pequeños de halógenos pueden ser problemáticos para las aplicaciones electrónicas sensibles. Las aplicaciones electrónicas sensibles suelen ser circuitos de alta resistencia, circuitos de medición, circuitos de alta frecuencia, sensores,... Por eso la tendencia es alejarse de los halógenos en la química de la soldadura en la fabricación de productos electrónicos. En general, cuando la soldabilidad de las superficies a soldar del componente y de la placa de circuito impreso (PCB) son normales, no hay necesidad de estos halógenos. Los productos de soldadura absolutamente libres de halógenos diseñados de forma inteligente proporcionarán una ventana de proceso lo suficientemente amplia como para limpiar las superficies y obtener un buen resultado de soldadura y esto en combinación con residuos de alta fiabilidad.