Tipos de soldadura de PCB y proceso de ensamblaje »Wiki Ùtil Blog

Zachariah Peterson

| & nbsp Creado: 2 de abril de 2021 & nbsp | & nbsp

Actualizado: 2 de abril de 2021

Tipos de soldadura de PCB

Recuerdo cuando comencé a trabajar en un laboratorio y ocasionalmente tuve que soldar cables en contactos metalizados. Trabajábamos con materiales semiconductores, pero los mismos materiales se pueden usar en la soldadura de PCB, todo es cuestión de elegir la combinación adecuada para encajar en el proceso de fabricación de PCB.

El proceso de fabricación de PCB implica varios pasos, que van desde la fabricación de placas desnudas hasta el ensamblaje y el embalaje. Como parte del ensamblaje de PCB, existen diferentes tipos de soldadura de PCB que se utilizan para montar componentes. Las diferentes soldaduras tienen diferentes características mecánicas, consideraciones de seguridad y problemas de eliminación que deben tenerse en cuenta al planificar el ensamblaje. La transición a la electrónica sin plomo está llevando al margen el uso de la soldadura a base de plomo.

No entraré en el debate basado en plomo versus sin plomo todavía, ya que Internet tiene mucho que decir al respecto. Por ahora, centrémonos en los diferentes tipos de soldadura de PCB, específicamente los diferentes materiales y procesos.

Materiales de soldadura de PCB

Hay muchos tipos diferentes de soldadura disponibles en el mercado, y elegir el mejor tipo de soldadura puede parecer una tarea abrumadora para el nuevo diseñador o ensamblador. Las soldaduras se utilizan para hacer conexiones eléctricas entre contactos metálicos permitiendo que la soldadura fundida (que es una aleación blanda) forme un eutéctico que se fusiona cuando se enfría. La mezcla de metales que componen una soldadura determinará su resistencia mecánica después de la solidificación, la temperatura de fusión requerida y los humos que se desprenden durante la soldadura. Podemos distinguir los tipos de materiales de soldadura de PCB según el material del núcleo, los componentes metálicos y los tipos de fundente de soldadura.

Contenido metálico

Las mezclas de soldadura de plomo se conocen como soldaduras blandas y son responsables de iniciar la industria electrónica. Tienen un punto de fusión de alrededor de 180-190 ° C y una vida útil de aproximadamente 2 años. Las aleaciones de soldadura a base de plomo comunes incluyen:

  • 60/40 Sn / Pb
  • 63/37 Sn / Pb
  • 62/36/2 Sn / Pb / Ag

Otras relaciones de Sn / Pb incluyen 50/50, 30/70 y 10/90. El estaño se usa principalmente como metal base, ya que le da a la aleación un punto de fusión más bajo y el plomo inhibe el crecimiento de los bigotes de estaño. Una mayor concentración de estaño asegura que la junta de soldadura tenga una mayor resistencia a la tracción y al cizallamiento. El componente de plata en 62/36/2 Sn / Pb / Ag proporciona menor resistencia al contacto y resistencia a la corrosión. Tenga en cuenta que existen otros tipos de soldaduras (indio, aleación de zinc, etc.), pero estos no se utilizan en PCB ya que son incompatibles con el proceso de fabricación de PCB.

Tipos de soldadura de PCB
La soldadura 60/40 Sn-Pb para soldar a mano todavía se vende en carretes como estos.

Las soldaduras sin plomo están ganando popularidad desde que la UE aprobó la Directiva de restricción de sustancias peligrosas (RoHS), que restringe el uso de plomo en la electrónica. Un problema con las soldaduras sin plomo es que es más probable que formen bigotes de estaño. Los recubrimientos conformados se utilizan a menudo para evitar que se formen estos pelos de estaño y para proporcionar protección contra la humedad y la corrosión.

La soldadura con núcleo fundente se vende como un solo carrete y contiene un agente reductor en el núcleo. Este agente reductor (lo discutiré a continuación) elimina cualquier película de óxido en los contactos de metal para asegurar un contacto eléctrico con alta conductividad. El tipo de material contenido en el núcleo es otro punto a considerar si está soldando a mano.

Material del núcleo de soldadura

Los carretes de soldadura o pastas de soldadura contendrán uno de estos tipos de materiales para hacer fluir los contactos de metal durante la soldadura:

  • Flujo de ácido orgánico: Un fundente a base de ácido asegura la eliminación agresiva de óxidos de los contactos metálicos a medida que se sueldan. Este fundente es soluble en agua y requiere que los residuos se limpien después de soldar para evitar la corrosión.
  • Flujo de colofonia: La colofonia es una forma sólida de resina derivada de las coníferas. Los residuos de fundente de colofonia no causarán corrosión, por lo que se utiliza siempre que sea más difícil eliminar los residuos del fundente de ácido orgánico.
  • Soldaduras de núcleo sólido: Algunos alambres de soldadura tienen un núcleo sólido y no contienen ningún fundente, por lo que el fundente debe aplicarse a mano. Este tipo de soldadura es útil para soldar a mano siempre que haya fundente disponible.

Procesos de soldadura de PCB

Hoy en día, el tipo más común de soldadura es la soldadura con núcleo de colofonia sin plomo (Sn-Cu). A menos que su ensamblador esté trabajando en una placa única o usted esté ensamblando su propia placa, la PCBA no se soldará a mano. En cambio, pasará por un proceso automatizado:

  • Soldadura por ola: Utilizado para componentes de orificios pasantes
  • Soldadura por reflujo: Utilizado para componentes SMT en un horno de reflujo
  • Soldadura selectiva: Se utiliza cuando un componente de orificio pasante puede resultar dañado por altas temperaturas o no es adecuado para los procesos de onda y reflujo.
Tipos de componentes de orificios pasantes para soldadura de PCB
Soldadura selectiva automatizada de algunos componentes de orificios pasantes.

Primero se aplica fundente / pasta a los contactos metálicos de la placa para reducir la oxidación e igualar el flujo de soldadura fundida, lo que refuerza la unión de soldadura terminada. La mayoría de los diseñadores probablemente asumirán que necesita ensamblar piezas con cables sin Pb utilizando una soldadura en pasta sin Pb, pero este no es un requisito estricto. Según un panel de expertos en soldadura, no es raro mezclar estos materiales, aunque tenga en cuenta que la aleación final que forme puede tener propiedades mecánicas que se encuentran entre las aleaciones finales basadas en Pb y sin Pb.

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