Sobre la soldadura de PCB, ¿Su proyecto de placa de circuito impreso (PCB) siempre funciona? ¿Le resulta frustrante que su PCB no funcione sólo por un cortocircuito, tal vez? Pero ¿qué causa este cortocircuito? Demasiada soldadura, tal vez. Pero no te preocupes, incluso los ingenieros expertos encuentran problemas durante el proceso de soldadura.
Así que, si estás buscando soluciones a los diversos problemas causados por la soldadura, te tenemos cubierto. En este artículo, te contaremos todo sobre la soldadura de PCB. Hablaremos de cómo hacerlo correctamente y de los problemas más comunes que se producen durante o después del proceso. Y luego, hablaremos de cómo prevenir o reducir estos problemas de soldadura de PCB.
Métodos de soldadura de PCB
1.¿Qué es la soldadura de PCB?
La soldadura es el método para colocar uno o más componentes electrónicos en la PCB utilizando un soldador. Por ello, la soldadura de PCB también se denomina soldado de PCB. La soldadura se funde y fija los componentes electrónicos en su lugar. El punto de fusión del metal de la soldadura es menor que el de los componentes y el PCB.
Por lo tanto, el proceso de soldadura tiene un gran número de aplicaciones. Se puede utilizar en la fontanería, la reparación de la electrónica doméstica, la electrónica y los proyectos eléctricos, etc. El funcionamiento y el rendimiento de su circuito electrónico dependen en gran medida de una soldadura de PCB ideal. Primero, hay que ser un experto para desarrollar todo el circuito PCB. Y si no tienes experiencia, necesitas conocer los trucos de soldadura. Los hacks de soldadura son buenos métodos para soldar.
En las siguientes secciones se han descrito diferentes métodos de soldadura de PCB. Léelos con atención y ponte manos a la obra. Necesitarás una placa de circuito impreso, un soldador, plomo para soldar y fundente. La figura 1 muestra un soldador soldando una placa de circuito impreso.
1.2 Tipos de Métodos de Soldadura de PCB
Hay dos tipos de métodos de soldadura: la soldadura dura y la soldadura blanda. Además, la soldadura dura también se divide en dos categorías más de soldadura fuerte y soldadura de plata.
1.2.1 Soldadura dura
Esta categoría de soldadura implica la conexión de dos componentes de metales mediante un soldador sólido. El soldador se extiende en los huecos de los elementos que son visibles debido a la alta temperatura. El metal de relleno de los huecos mantiene altas temperaturas, que pueden ser superiores a 840◦F. Este es el concepto básico de la soldadura fuerte. Ahora, hablaremos de la soldadura fuerte y de la soldadura de plata.
1.2.2 Soldadura de Plata
Es un método impecable, útil para la fabricación de pequeños elementos, herramientas elaboradas y para hacer mantenimiento irregular. Deberás comprar una aleación de plata, que actuará como metal de relleno de huecos. Sin embargo, la soldadura de plata no se recomienda para el relleno de huecos. Sugeriremos que utilices un fundente diferente para obtener resultados precisos de la soldadura de plata.
1.2.3 Soldadura Fuerte
En la soldadura Fuerte, dos componentes se conectan mediante la creación de un relleno metálico líquido. Esta masilla seguirá el recipiente y recorrerá las uniones. A continuación, se enfriará para proporcionar una unión sólida a los componentes electrónicos. El magnetismo atómico y la difusión son los procesos responsables de esta unión sólida. Verás que este tipo de soldadura hace una unión muy fuerte. El metal de latón se utiliza sobre todo para rellenar los huecos. La figura 2 ilustra la vista cercana del elemento de cobre de soldadura fuerte.
1.2.4 Soldadura Blanda
La soldadura blanda es la técnica utilizada para colocar piezas compuestas muy pequeñas que tienen puntos de fusión bajos. Las piezas compuestas se habrían agrietado durante el proceso de soldadura. ¿Adivina por qué? Porque la soldadura se realiza a altas temperaturas. Por lo tanto, en este caso, tendrás que conseguir una aleación de estaño para el metal de relleno de huecos. El punto de fusión del metal de relleno del hueco no debe ser menor de 752◦F. Si buscas una recomendación de fuente de calor, te sugeriremos que compres un soplete de gas.
No te preocupes si no estás familiarizado con algunos términos de soldadura, como fundente, hierro, etc. En el próximo capítulo, explicaremos estos términos detalladamente. Además, te daremos algunos consejos para el proceso de soldadura.
Herramientas y Consejos para Soldar
Algunos de vosotros ya estaréis familiarizados con todas las herramientas necesarias para soldar la PCB. Sin embargo, los principiantes de la electrónica a menudo sufren porque empiezan a trabajar sin obtener la información necesaria. Saber todo de antemano es la clave para reducir los diversos problemas relacionados con la soldadura.
En este capítulo, te contaremos todo sobre las herramientas y consejos necesarios para soldar PCBs. Así, como principiante, podrás soldar tus componentes electrónicos con éxito incluso en el primer intento.
2.1 Herramientas necesarias para soldar PCBs
2.1.1 Soldador
El soldador es la herramienta básica necesaria para el proceso de soldadura. Actúa como fuente de calor para la soldadura blanda. Puedes utilizarlo para soldar componentes electrónicos manualmente. Derrite el hilo de soldadura para que pueda pasar por los huecos entre dos conexiones. Para la mayoría de los proyectos de electrónica, lo mejor son las pistolas de soldar con una potencia de entre 15 y 30 W.
Además, si quieres soldar cables y elementos pesados, debes comprar un soldador con mayor capacidad de potencia. Normalmente, una potencia de 40 W o superior es suficiente. La figura 3 muestra un soldador y su soporte. La figura 4 muestra una pistola de soldar. Se puede observar fácilmente la diferencia en sus formas. La pistola siempre tendrá mayor potencia y necesitará que pase la corriente eléctrica a través de ella.
3 Un soldador colocado en su soporte
4 Una pistola de soldar lista para soldar componentes electrónicos
2.1.2 Fundente y Pasta de Soldar
También tendrás que comprar una pasta o crema de soldar para que la soldadura sea perfecta. Esta crema de soldar contendrá fundente de soldadura. La pasta de soldar se utiliza para unir las patas de circuitos integrados (CI) a los puntos de conexión de una PCB. Las patas son los cables de los circuitos integrados o paquetes de chips.
El flujo de soldadura incluido es un agente químico purificador. Es bueno para el proceso de soldadura, ya que tiene tres funciones principales. Primero, elimina el óxido de los elementos electrónicos que se van a soldar. Segundo, mantiene el aire fuera y así elimina el óxido adicional. Y, tercero, adelanta la capacidad de impregnación de la soldadura fluida. La figura 5 ilustra la pasta de soldar.
5 La pasta de soldar
2.1.3 Alambre para Soldar y Pelacables
Por último, sin duda necesitarás un hilo de soldar y su pelador. El hilo de soldar es el hilo metálico que actuará como soldadura blanda. Tiene un punto de fusión bajo y actúa como relleno de las juntas de la PCB. En otras palabras, es simplemente una «soldadura». En los proyectos de electrónica se pueden encontrar alambres para soldar de estaño y plomo. La figura 6 muestra una bobina de alambre para soldar y la figura 7 muestra su pelador.
6 Reel of Soldering Wire
7 Un pelacables
2.2 Consejos para evitar problemas de soldadura
A continuación, vamos a dar algunos consejos que ayudarán a evitar muchos problemas de soldadura. En primer lugar, hay que utilizar disipadores de calor. Son necesarios para fijar los cables de los componentes eléctricos sensibles, como los circuitos integrados y transistores
Segundo, procura mantener la punta del soldador ordenada y limpia. Una punta de soldador limpia garantizará una mejor conducción del calor y mejorará la unión. Puedes utilizar una esponja humedecida para limpiar la punta. Tercero, asegúrate de que las uniones soldadas son correctas. Porque en los circuitos complejos, existe la posibilidad de que algunas de las conexiones soldadas no estén. Por lo tanto, comprobar después de soldar cada componente electrónico ahorrará la frustración al acabar. Tienes que confirmar que las uniones están ahí.
Cuarto, debes soldar primero los componentes electrónicos pequeños. Los componentes pequeños incluyen diodos, resistencias, cables de puente y elementos similares. Y los componentes grandes son los transistores y los condensadores. Este consejo hará que el montaje de los componentes en la PCB sea más fácil para ti. Además, debes soldar los componentes electrónicos sensibles al final. Esto ayudará a evitar que se dañen mientras se sueldan otros componentes. Los componentes sensibles incluyen MOSFETs, CMOS, CIs, microcontroladores, etc.
Por último, este es un consejo de salud: asegúrate de trabajar en una habitación con suficiente ventilación. Debes evitar el humo generado por la soldadura blanda. Este humo es tóxico, y una buena ventilación hará que no se acumule en tu habitación. La figura 8 ilustra el humo que se forma durante el proceso de soldadura.
8 El humo que se forma durante el proceso de soldadura
Problemas Comunes de Soldar
Pueden surgir algunos problemas al soldar cuando se modela una placa de circuito impreso. Estos problemas pueden aumentar sus costes y disminuir el rendimiento de la fabricación. Lo peor de todo es que tu producto sufrirá retrasos al pasar de la mesa de dibujo al usuario. Además, estos problemas son en su mayoría el resultado de fallos en el proceso de fabricación o diseño de sus proyectos. Por suerte, existen soluciones para evitar estos problemas.
In this chapter, we will discuss the common soldering problems, and in the next chapter, we will discuss their solutions.
3.1 Problemas de Soldadura Causados por Soldar Manualmente
A continuación se enumeran los seis problemas más comunes causados por la soldadura manual:
1.Unión Alterada: Una unión alterada es el resultado del movimiento de la soldadura mientras se solidifica. La unión puede tener una superficie cristalina, áspera o escarchada. También se denomina a veces «junta fría». El siguiente punto define lo que es una junta fría. La figura siguiente muestra una unión alterada.
2. Unión fría: Se producirá una «junta fría» si no se ha dejado fundir completamente la soldadura. Una superficie irregular o áspera suele categorizar la unión. La conexión de la soldadura será pobre, y las roturas pueden producirse con el paso del tiempo. La figura siguiente ilustra una unión fría.
3.Unión Sobrecalentada: Te encontrarás con una junta sobrecalentada si la soldadura no ha corrido bien. Y, la fijación de esta unión se hace difícil debido a los restos del fundente quemado. La figura que se muestra a continuación ilustra una unión sobrecalentada.
4. Humectación Insuficiente: En este caso, la soldadura moja bien los cables, pero no forma una conexión madura con el pad. Este problema puede producirse si no proporcionas calor a la patilla ni al pad. La figura que se muestra a continuación demuestra una humectación insuficiente.
5.Soldadura sin Tensión: Si no se utiliza suficiente soldadura, se producirá una unión sin tensión. El resultado será una unión débil y puede causar roturas por tensión y daños con el tiempo. La figura que se muestra a continuación demuestra una unión de soldadura sin tensión.
6. Demasiada Soldadura: No se debe poner demasiada soldadura en una unión, ya que esto también causa un problema. Existe la posibilidad de que ni el pad ni la clavija se mojen. Asegúrate de dar a la junta de soldadura una superficie cóncava como se muestra en la figura siguiente.
3.2 Problemas de Soldadura Causados por Fabricantes
Si te preguntas si los problemas de soldadura sólo se producen al trabajar manualmente, te equivocas. Incluso los fabricantes de PCBs, que utilizan máquinas, pueden causar problemas de soldadura que deben ser abordados.
A continuación, se enumeran los cuatro problemas más comunes causados por los fabricantes:
1.Puente de Soldadura: En un puente de soldadura, dos juntas de soldadura hacen una conexión inesperada. Esta conexión puede provocar cortocircuitos en el circuito. La figura siguiente muestra un puente de soldadura.
2. Componentes Levantados: Durante la soldadura por ola realizada por los fabricantes, los componentes electrónicos pueden levantarse de la superficie de su PCB. La figura que se muestra a continuación ilustra los componentes levantados.
3. Pads levantados: Cuando los fabricantes intentan desoldar los componentes, sus pads pueden levantarse de la superficie de tu PCB. La figura que se muestra a continuación muestra los pads levantados.
4.Bola de Soldadura: En la bola de soldadura, un trozo pequeño de soldadura se pega a tu PCB. Esto ocurre durante la soldadura por ola. La figura que se muestra a continuación muestra una bola de soldadura.
Técnicas para Reducir los Problemas de Soldadura
En este capítulo, explicaremos en detalle cómo puedes reparar rápidamente todos los problemas de soldadura mencionados anteriormente.
1. Reparación de Unión Alterada: Se puede recalentar y dar tiempo a que se enfríe sin interrupción.
2. Reparación de Unión Fría: También en este caso, puedes recalentarla hasta que la soldadura empiece a fluir.
3. Rreparación de Unión Sobrecalentada: Limpia tu PCB usando un cepillo de dientes o un poco de alcohol isopropílico. Esto eliminará el fundente quemado.
4. Reparación de la Humectación Insuficiente: Basta con poner la punta del soldador en el extremo de la unión hasta que la soldadura empiece a fluir. Esta soldadura líquida cubrirá entonces el pad.
5. Reparación de Soldadura Insuficiente: Debes añadir más soldadura después de recalentar la unión.
6. Reparación del Exceso de Soldadura: El exceso de soldadura se puede retirar con la punta del soldador caliente, la mecha de soldadura o un sacasoldador.
7. Reparación del Puente de Soldadura: El exceso de soldadura puede eliminarse con la punta del soldador, la mecha de soldadura o un succionador de soldadura.
8. Prevenir el Levantamiento de Componentes: Los fabricantes deben utilizar una PCB fuerte durante el proceso de soldadura por ola. La PCB no debe doblarse si los elementos se mantienen planos.
9. Reparación de Pads Levantados: Puede conectar el cable a una traza de cobre que aún esté en su sitio mediante soldadura.
10. Prevención Contra la Bola de Soldadura: De nuevo, se puede reparar recalentando. Para la prevención, los fabricantes no deben establecer temperaturas demasiado altas en la máquina de soldadura por ola.
Conclusión
En este artículo hemos explicado todo lo que hay que saber sobre la soldadura de PCB. Nuestro principal objetivo era informarte sobre los métodos y técnicas para reducir los problemas de soldadura. Pero antes de pasar directamente a ello, también hemos mencionado la información básica necesaria. Además, también hemos incluido los consejos que te ayudarán a evitar estos problemas en primer lugar.
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