En el intrincado mundo de la fabricación electrónica, las tecnologías de soldadura serve como base para un montaje fiable de las placas de circuitos. Entre los métodos más destacados se encuentran la soldadura por reflujo y la soldadura por ola, cada una con mecanismos, aplicaciones y características de rendimiento distintos. Para fabricantes e ingenieros, comprender las diferencias entre estos dos procesos es esencial para optimizar la calidad, la eficacia y la rentabilidad de la producción. Esta guía desglosa sus principales diferencias, ayudándole a determinar qué tecnología se adapta mejor a sus necesidades específicas de fabricación.
a.Cómo funciona la soldadura por reflujo:
b.Cómo funciona la soldadura por ola:
La soldadura por ola, por el contrario, es un proceso de soldadura a granel destinado principalmente a componentes con tecnología de orificio pasante (THT). El proceso comienza con la aplicación de fundente en la cara inferior de la placa de circuito impreso, ya sea mediante pulverización, espuma o inmersión, para evitar la oxidación durante la soldadura.
Tras la aplicación del fundente, la PCB entra en una zona de precalentamiento para activar el fundente y minimizar el choque térmico al entrar en contacto con la soldadura fundida. La etapa clave consiste en pasar la placa de circuito impreso sobre una ola continua de soldadura fundida (mantenida a 250-270°C para aleaciones sin lead) generada por un sistema de bombeo.
A medida que la placa de circuito impreso se desplaza por la ola, la soldadura fundida asciende por los orificios pasantes, formando filetes alrededor de los componentes lead y creando uniones de soldadura fiables. El exceso de soldadura se escurre cuando la placa sale de la ola, y la soldadura se solidifica cuando la PCB se enfría, completando el proceso.
Las variantes modernas, como la soldadura por ola selectiva, se centran en áreas específicas de la placa de circuito impreso, lo que permite una aplicación más precisa y la compatibilidad con placas de tecnología mixta que contienen componentes tanto de agujero pasante como de montaje superficial.
2.Compatibilidad de los componentes
3.Control y precisión del proceso
a.Factores de control de la soldadura por reflujo
La soldadura por reflujo requiere un control meticuloso de múltiples variables para garantizar resultados de calidad:
- Deposición de pasta de soldadura: La precisión de la impresión del esténcil influye directamente en la calidad de la unión, ya que factores como el grosor del esténcil, el tamaño de la apertura y la presión de impresión requieren una calibración precisa.
- Perfilado de la temperatura: Las zonas del horno deben ajustarse cuidadosamente para adaptarse a los requisitos de la pasta de soldadura, con velocidades de calentamiento normalmente limitadas a 2-3°C por segundo para evitar daños en los componentes.
- Colocación de componentes: Una desalineación de sólo 0,1 mm puede provocar defectos de soldadura en componentes de paso fino, lo que requiere equipos de recogida y colocación de alta precisión.
Los avanzados hornos de reflujo cuentan con control de temperatura de bucle cerrado y atmósferas de nitrógeno para reducir la oxidación, lo que permite obtener resultados uniformes incluso en placas de circuito impreso de alta densidad con miles de juntas de soldadura.
b.Factores de control de la soldadura por ola
La calidad de la soldadura por ola depende de diferentes parámetros críticos:
- Cobertura del fundente: La aplicación uniforme es esencial para evitar la oxidación; la insuficiencia de fundente leads a las juntas secas, mientras que el exceso de fundente puede causar contaminación.
- Parámetros de onda: La altura, velocidad y temperatura de la onda deben optimizarse para el diseño de la placa de circuito impreso: una onda demasiado alta provoca la formación de puentes entre lead adyacentes, mientras que un tiempo de contacto insuficiente da lugar a juntas frías.
- Velocidad del transportador: La velocidad, que suele fijarse entre 0,5 y 1,5 metros por minuto, determina el tiempo de contacto de la soldadura (normalmente entre 2 y 4 segundos) y debe ajustarse a la complejidad de la placa.
Sistemas de soldadura por ola selectiva mejoran la precisión mediante el uso de boquillas programables para dirigirse a zonas específicas, lo que permite una aplicación controlada de la soldadura incluso en placas de circuito impreso con componentes sensibles.
4.Perfiles de defectos y control de calidad
a.Defectos comunes de la soldadura por reflujo
Los procesos de reflujo son susceptibles de defectos específicos relacionados con la gestión térmica y la manipulación de materiales:
- Tombstoning: Los componentes pequeños (especialmente resistencias y condensadores) se levantan debido a una aplicación desigual de la pasta de soldadura o a un calentamiento desigual.
- Bolas de soldadura: Pequeñas esferas de soldadura en la superficie de la placa de circuito impreso, causadas por un exceso de pasta, una alineación incorrecta del esténcil o un precalentamiento insuficiente.
- Humectación insuficiente: Adherencia deficiente entre la soldadura y las pastillas, a menudo como resultado de capas de óxido no eliminadas por el fundente.
- Puentes: Soldadura que conecta pastillas adyacentes, especialmente problemática en circuitos integrados de paso fino.
Estos defectos se gestionan mediante un riguroso control del proceso, que incluye sistemas de inspección de la pasta de soldadura y control de la temperatura en tiempo real.
b.Defectos comunes de la soldadura por ola
Los defectos de la soldadura por ola suelen estar relacionados con el flujo de la soldadura y la manipulación de la placa:
- Puenteo: Exceso de soldadura que conecta orificios pasantes adyacentes y requiere reparación manual.
- Juntas frías: Juntas opacas, granulares, con escasa conductividad eléctrica, causadas por un calor o una activación del fundente insuficientes.
- Saltos de soldadura: Juntas que faltan debido a orificios obstruidos, fundente inadecuado o contacto de onda deficiente.
- Inclusiones de escoria: Partículas de soldadura oxidadas atrapadas en las juntas, debilitándolas y causando problemas de fiabilidad.
Las modernas máquinas de soldadura por ola mitigan estos problemas con características como la inertización por nitrógeno, sistemas de fundente mejorados y tecnologías de perfilado de ola.
5.Escenarios de aplicación
a.Los mejores usos de la soldadura reflow
La soldadura por reflujo es la tecnología preferida en:
- Electrónica de consumo: smartphones, tabletas, wearables y portátiles con componentes SMD de alta densidad.
- Telecomunicaciones: Equipos 5G, routers y devices de red con CIs complejos.
- Electrónica del automóvil: Sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS) y sistemas de infoentretenimiento con componentes miniaturizados.
- Equipos médicos device: Monitores portátiles y equipos de diagnóstico que requieren conjuntos fiables y compactos.
b.Los mejores usos de la soldadura por ola
La soldadura por ola destaca en aplicaciones como:
- Controles industriales: Accionamientos de motor, fuentes de alimentación y paneles de control con componentes pasantes resistentes.
- Electrónica del automóvil: Módulos de distribución de energía y conectores de sensores que requieren uniones robustas.
- Aeroespacial y defensa: sistemas de alta fiabilidad con componentes de orificio pasante para mejorar la resistencia a las vibraciones.
- Electrodomésticos: Tarjetas de control para electrodomésticos con una mezcla de conectores pasantes y componentes discretos.
