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Soldadura por ola - para montaje de PCB

Soldadura por ola - para montaje de PCB

La soldadura por ola es una técnica utilizada para el ensamblaje de PCB a gran escala para la soldadura rápida de placas que usan SMD o componentes con plomo o ambos.

La soldadura por ola se utiliza mucho menos en el montaje de PCB que en años anteriores. A pesar de esto, la soldadura por ola sigue siendo un proceso que se puede usar de manera efectiva en varias áreas, especialmente cuando el ensamblaje de PCB usa una combinación de componentes SMT y con plomo.

¿Qué es la soldadura por ola?

El proceso de soldadura por ola recibe su nombre del hecho de que el proceso pasa las placas de circuito impreso para soldar sobre una ola de soldadura.

De esta manera se puede soldar una placa completa en cuestión de segundos produciendo uniones que son confiables mecánica y eléctricamente. Además de ser mucho más rápida que la soldadura manual, la soldadura por ola también produce uniones con un grado de confiabilidad mucho más alto y esto la hace ideal para el ensamblaje de PCB a gran escala.

La soldadura por ola se puede utilizar en el ensamblaje de PCB para componentes montados en orificios pasantes convencionales y componentes de montaje en superficie. Sin embargo, otros métodos, como la soldadura por reflujo por infrarrojos, son más aplicables a las características finas que se utilizan hoy en día en las placas de circuito impreso para componentes de montaje en superficie. Como resultado, la soldadura por ola se usa menos para el ensamblaje de PCB que hace muchos años.

Máquina de soldadura por ola

La máquina de soldadura por ola consta de un tanque de soldadura calentado. Esto se mantiene a la temperatura requerida para el proceso de soldadura. Dentro del tanque, se configura una ola de soldadura y las placas de circuito impreso se pasan por encima para que la parte inferior de la placa solo haga contacto con la onda de soldadura. Se debe tener cuidado al ajustar la altura de la onda para que no fluya por el lado superior de la placa donde podría causar que la soldadura entre en lugares donde no se requiere.

Las tablas se sujetan firmemente en su lugar sobre un transportador con dedos de metal. Por lo general, estos están hechos de titanio porque es capaz de soportar las temperaturas y no se ve afectado por la soldadura.

Preparación

Para que una placa de circuito impreso electrónico pueda procesarse con éxito utilizando una máquina de soldadura por ola, es necesario que esté diseñada y fabricada de la manera correcta.

  • Capa resistente a la soldadura: La primera es una práctica estándar al diseñar tablas en estos días. Se incluye una capa de máscara de soldadura o de resistencia de soldadura en el diseño de la PCB, y esto agrega una capa de material similar a un "barniz" a la placa a la que la soldadura no se adherirá. Solo se dejan expuestas aquellas áreas donde se requiere la soldadura. Esta resistencia de soldadura es más comúnmente de color verde.
  • Espacio entre almohadillas: La segunda precaución principal es asegurarse de que haya suficiente espacio entre las almohadillas de soldadura que requieren soldadura. Si están demasiado cerca, existe la posibilidad de que la soldadura pueda unir las dos almohadillas y provocar un cortocircuito.

    En vista de la forma en que funciona la soldadura por ola, donde la ola de soldadura es causada por la soldadura que sale del tanque de reserva y la placa pasa sobre él, los requisitos de espacio dependen de la dirección de la placa en relación con el flujo de soldadura. Las almohadillas que están espaciadas en la dirección del flujo de soldadura deben tener un espaciado mayor que las que están espaciadas en ángulo recto con el flujo de soldadura. Esto se debe a que es mucho más fácil que se produzcan puentes de soldadura en la dirección del flujo de soldadura.

Fluxing

Para garantizar que las áreas a soldar estén limpias y libres de oxidación, etc., se requiere fundente. El fundente se aplica al lado de la placa que se va a soldar, es decir, la parte inferior. Se necesita un control cuidadoso de las cantidades de flujo. Demasiado poco flujo y existe un alto riesgo de uniones defectuosas, y demasiado flujo y habrá flujo residual en el tablero. Si bien esto no se ve bien cosméticamente, también existe el riesgo de degradación a largo plazo debido a la naturaleza ácida del fundente. Hay dos métodos principales para aplicar el fundente:

  • Flux de pulverización; Se rocía una fina niebla de fundente en la parte inferior de la placa que se va a soldar. Algunos sistemas pueden incluso utilizar un chorro de aire comprimido para eliminar el exceso de fundente.
  • Fundente de espuma; La placa de circuito impreso electrónico se pasa sobre un cabezal de espuma fundente en cascada. Este se genera mediante un tanque de fundente en el que se sumerge un cilindro de plástico con pequeños orificios. El cilindro de plástico está cubierto con una chimenea de metal y el aire pasa a través del cilindro. Esto hace que la espuma fundente suba por la chimenea.

Precalentar

El proceso de soldadura por ola expone las placas de circuitos impresos electrónicos a niveles considerables de calor, mucho mayores que los que sufrirían si se soldaran manualmente. Este choque térmico daría lugar a un nivel de falla considerablemente mayor si no se abordara. Para superar esto, la placa se precalienta para que se pueda llevar constantemente a la temperatura requerida de manera constante para minimizar cualquier choque térmico.

El área de precalentamiento normalmente utiliza calentadores de aire caliente que soplan aire caliente sobre las placas a medida que pasan hacia la máquina de soldadura por ola. En algunas ocasiones, particularmente si la placa está densamente poblada, también se pueden usar calentadores infrarrojos. Esto asegura que todo el tablero se calienta uniformemente y que no haya áreas de sombra.

Si bien se requiere el precalentamiento para evitar el choque térmico que generaría la máquina de soldadura por ola, el calentamiento también es necesario para activar el fundente. Este fundente es necesario para garantizar que las áreas que se van a soldar estén limpias y que acepten la soldadura.

Aplicaciones de la soldadura por ola en el montaje de PCB

La soldadura por ola no se usa tan ampliamente para el ensamblaje de PCB como lo fue antes. No se adapta a los pasos muy finos que requieren muchas de las tablas que se fabrican hoy en día. Sin embargo, es ideal para las muchas placas que todavía se fabrican con componentes convencionales con plomo y algunas placas de montaje en superficie que utilizan componentes más grandes. Estos tableros son a menudo los que se utilizan en menor volumen y posiblemente productos más especializados.


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