El Arte de Soldar – Reconociendo y Evitando Fuentes de Defectos (Parte 1)

La soldadura, una técnica que tiene su origen en el antiguo Egipto, es indispensable en la producción electrónica actual. A pesar de todos los progresos hechos, todavía pueden aparecer defectos que pueden dar lugar a conexiones de soldadura poco confiables y, por lo tanto, a un mal funcionamiento o aún a fallas del producto final. Es por lo tanto, saber las causas de los defectos de soldadura tal que se puedan tomar acciones preventivas. Con nuestra experiencia en tecnología de soldadura, hemos estado apoyando durante más de 30 años a nuestros clientes con todas las preguntas y problemas en el campo de la soldadura por reflujo y, abajo, proporcionamos una descripción general de algunas de las causas de componentes desalineados y faltantes.

La soldadura tiene una larga historia que se remonta al antiguo Egipto. Hoy en día, juega un papel indispensable en la manufactura electrónica, entre otras cosas. A pesar de los numerosos desarrollos en tecnología de soldadura, los defectos de soldadura todavía ocurren, lo que resulta en componentes electrónicos no conectados confiablemente.

Una conexión de soldadura defectuosa significa que el circuito no está cerrado de forma confiable, lo que puede provocar un mal funcionamiento y aún la falla del producto final. Además, las conexiones defectuosas pueden generar una alta resistencia eléctrica y, por lo tanto, una mayor generación de calor, lo que puede dañar los componentes o provocar incendios.

Productos finales poco confiables y problemas de seguridad: dañan la reputación de una compañía y la confianza del cliente en la marca. Por lo tanto, los fabricantes se esfuerzan por identificar defectos de soldadura durante el proceso de producción y por clasificar o reparar las PCBs defectuosas, aunque esto está asociado con costos significativamente más altos.

Además, la probabilidad de defectos de soldadura también se puede reducir antes y durante el proceso de soldadura: algunas causas de componentes faltantes y desalineados se muestran abajo.

Componentes Desalineados

En el pasado, los ensambles electrónicos que flotaban en soldadura que contenía plomo podían corregir un ligero desplazamiento durante el proceso de soldadura (auto-alineación). A medida que los ensambles se hunden más profundamente en las soldaduras libres de plomo debido al más bajo poder de humectación, así como a una densidad más baja y, en consecuencia, a una fuerza de flotabilidad más débil, este fenómeno es menos pronunciado aquí (ver Bell et al. 2021: 81f.): Sin embargo, en el área de soldaduras libres de plomo, la aparición de desplazamientos de componentes también se puede reducir seleccionando una soldadura en pasta con una alta fuerza de humectación (ver Neathway et al. 2008: 7ff.).

También hay que prestar atención al tamaño de los pads: “En el caso de pads grandes, también hay el peligro de someter al componente a una fuerza de torque cuando solo un depósito de pasta se funde inicialmente. […] [L]a dinámica de humectación no es suficiente para alinear el componente cuando se funde el segundo depósito de pasta” (Bell et al. 2021: 84).                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  

Si las cortinas de entrada del horno son demasiado largas, el tocarlas puede provocar que los ensambles se caigan o se desplacen. El mal estado de las cadenas transportadoras también pueden provocar vibraciones que pueden hacer que componentes más grandes y pesados ​​se muevan sobre las PCBs (véase Bell et al. 2021: 88f.).

Al soldar el segundo lado de la tablilla de circuito impreso, también existe el riesgo de que las conexiones soldadas en el otro lado se separen otra vez y los componentes se desprendan parcial o completamente. Para contrarrestar esto, la fuerza de sujeción de la soldadura fundida debe superar la fuerza del peso de los varios ensambles por al menos en un factor de dos, siendo la tasa ideal de cuatro. Sin embargo, debe hacerse notar que la fuerza de sujeción también depende de las condiciones externas, tales como las sacudidas, así como la cambiante tensión superficial de la soldadura en función de la temperatura (véase Bell et al. 2021: 89-92).

Componentes Faltantes

Si después de soldar un componente ya no se encuentra en la posición deseada en la tablilla de circuito impreso, se dice que “ha sido volado”. Sin embargo, las corrientes de convección no son responsables por esto, como se asume con frecuencia. En cambio, la humedad atrapada en los componentes cercanos, como los capacitores de tántalo, durante el proceso de soldadura se expulsa en forma de gas, lo que puede provocar el desplazamiento de otros elementos más pequeños. Para contrarrestar esto, los componentes de las PCBs deben almacenarse secos o secarse antes del proceso de soldadura (ver Bell et al. 2021: 92f.).

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Por favor encuentre el material visual adjunto: Desplazamiento de un diodo de vidrio (Foto: Rehm Thermal Systems)

Referencias

Bell, H., Grossmann, G. & Wohlrabe, H. (2021). Tecnología de reflujo. Fundamentos de la soldadura por reflujo. Parte 3: Confiabilidad y Gestión de Fallas (Tercera edición).Rehm Thermal Systems GmbH.

Neathway, P., Butterfield, A., Chu, Q., Tokotch, N., Haddick, R., Peallat, J.-M., Shea, C. & Chouta, P. (2008). Un Estudio de 0201s y Efecto Lápida en Sistemas Libres de Plomo, Fase II Comparación de Acabados Finales y Formulaciones de Soldadura en Pasta. Actas de APEX 2008. https://www.ipc.org/system/files/technical_resource/E9%26S07_02.pdf [06.02.2025].

Acerca de Rehm Thermal Systems Rehm Thermal Systems se especializa en soluciones de sistemas térmicos y produce sistemas de soldadura por reflujo de primera clase para soldadura por convección, condensación y de contacto, sistemas de recubrimiento y secado, así como sistemas de prueba funcional en frío y en caliente. Sabemos por nuestros muchos años de experiencia que: los requerimientos individuales necesitan soluciones personalizadas. Por eso es que ofrecemos un amplio rango de opciones de configuración para todos los sistemas. Encontraremos el sistema correcto para los retos específicos de su manufactura o producción – ¡a la vez que maximizamos la confiabilidad de la calidad y los procesos!