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Unión de soldadura en frío: la guía definitiva para soldar

Unión de soldadura en frío

Acerca Unión de soldadura en frío, ¿Alguna vez ha encontrado una unión de soldadura fría en el pasado? ¿Cómo resolviste este problema? ¿Recibiste ayuda en línea?

La mayoría de los ingenieros tienen que enfrentarse a componentes electrónicos poco fiables debido a las uniones de soldadura en frío, ya sea durante el montaje de la PCI industrial o cuando se crean prototipos con las nuevas tendencias (como, por ejemplo, cuando se utilizan las PCI flexibles).

Como fabricante profesional de PCIs, WellPCB a menudo ha recibido inquietudes acerca de las uniones de soldadura en frío en el pasado. Nos aventuramos a investigar más sobre este tema en particular e intentaremos responder las preguntas que podrían preocupar a los diseñadores de PCI

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Esta edición es una recopilación de información sobre uniones de soldadura en frío que podrían ayudarte a desarrollar mejores PCI.

https://youtu.be/G3wYIdPtYfc

1. Unión de soldadura en frío

1.1 Primero, ¿qué es soldar?

Soldar es el proceso de formar conexiones eléctricas y mecánicas en una placa de circuito impreso (PCI) conectando componentes electrónicos a la placa utilizando una aleación de plomo y estaño fundidos.

Es una habilidad fundamental en ingeniería eléctrica, ya que es una parte central del desarrollo y resolución de los problemas de circuitos.

La soldadura se realiza a menudo utilizando una estación de soldadura o un soldador, y un alambre de soldadura (de aleación de estaño y plomo). Una punta sutil del metal se une a un elemento calefactor controlado conectado a una fuente de energía durante la soldadura.

La punta de hierro del soldador se calienta a grados que pueden derretir el alambre de soldadura para fundirse y ayudar a hacer una unión. Soldar es la habilidad responsable de montar componentes eléctricos en las PCI.

1.2 Acerca de las uniones de soldadura

Una junta de soldadura es simplemente un punto soldado específicamente para interconectar un componente electrónico en la PCI. Una unión de soldadura ideal debe tener una soldadura fundida de forma cóncava lisa y brillante que suba por la clavija del elemento que se va a soldar como se muestra en la imagen uno a continuación:

las uniones de soldadura

Imagen 1: Unión de soldadura ideal

Como podrás deducir por la simple explicación (o por la experiencia), la buena soldadura es una habilidad adquirida que requiere mucha práctica. Para la mayoría de nosotros, esta habilidad se perfecciona con el tiempo en proyectos, experimentos y repeticiones.

Este proceso de aprendizaje implica mucho ensayo y error con muchos “… monta esto”, “… desmonta aquello”.

Además, incluso así, nunca estás completamente libre de cometer errores; sólo mejoras un poco más de lo que eras antes de la práctica.

Es decir, cada vez que sueldas un componente, tienes la oportunidad de hacerlo mejor que antes o aprender una mejor manera de hacerlo a partir de un error que cometeras.

1.3 Problemas comunes de las uniones de soldadura

Es probable que cometa varios errores durante este proceso de soldado. Algunos de los errores comunes de soldadura que puedes cometer al hacer uniones, incluyen:

       1. Una unión alterada: se forma cuando una unión de soldadura se altera antes de que la soldadura fundida se solidifique.

       2. Una unión fría: una en la que la soldadura no se derrite por completo después de soldar.

       3. Una unión sobrecalentada: este problema ocurre cuando el alambre de soldadura no se derrite a pesar del calentamiento. Esto da como resultado el sobrecalentamiento del fundente en la placa.

       4. Mojado insuficiente: este problema ocurre en el pin o en la placa. Esto sucede cuando la soldadura se calienta de manera irregular debido a una humectación inadecuada en el tablero, lo que indica la aplicación de muy poco material humectante.

Más sobre estos temas se explicará en los siguientes capítulos.

1.4 Entonces, ¿qué es una unión de soldadura fría?

Estoy seguro de que ahora puedes adivinar qué es una “unión de soldadura fría”, ¿no es así? Como ya se señaló, una unión de soldadura fría es un problema de unión que a menudo ocurre cuando la soldadura no se derrite por completo y fluye para formar una unión de soldadura ideal.

Las uniones de soldadura en frío a menudo se ven desafiladas y hacen que el montaje de los pines y las áreas flexibles de la placa sean convexas. A veces, también toman formas rugosas, como se muestra en la imagen 2.

Imagen 2: Unión de soldadura fría

Esta unión de soldadura fría a menudo surge cuando uno no calienta correctamente el alambre de soldadura antes de soldar. En algunos casos, también puede surgir cuando uno altera la placa o el pin soldado antes de que la soldadura fundida se solidifique.

En los capítulos siguientes, examinaremos más detalles la detección y reparación de uniones de soldadura en frío. También sugeriremos prácticas que pueden ayudarlo a minimizar la aparición de juntas de soldadura en frío.

2. Detección y prueba de uniones de soldadura en frío

2.1 ¿Por qué debería probar las uniones de soldadas en frío?

Nadie aprecia la importancia de probar uniones soldadas en frío.

Esta es una etapa molesta cuando me encuentro trabajando solo en proyectos electrónicos. Me pregunto si esa historia también se relaciona con tus experiencias laborales diarias. Es algo parecido a esto:

Estoy trabajando en un módulo eléctrico para un proyecto industrial más grande. Mi función es desarrollar uno de los componentes de hardware fundamentales para un proyecto masivo. Ya tengo el software y el componente eléctrico probado (en una placa de pruebas normal) y cargado en un microcontrolador, listo para soldar.

Reúno mis “herramientas del oficio” y me pongo a pulir, tratando de soldar todo lo más rápido posible. Aproximadamente 30 minutos después, termino con todo el proyecto. Todo se ve bien desde mi punto de vista.

Entonces, lo enciendo y empiezo a monitorearlo. ¿Adivina qué? Mi circuito no funciona. “… bueno, tal vez la resistencia no está tan bien”. Pienso, “Lo sospechaba antes”, el pensamiento cruza mi mente.

Entonces, reemplazo la resistencia por una diferente. Sin embargo, aún así, no funciona. Verifico el multímetro y comienzo a evaluar cada componente. Noto una sola unión de soldadura fría y la arreglo.

El dispositivo funciona, pero luego da lecturas inesperadas. Me pongo nervioso y me preparo para un nuevo examen de circuito con lente. Más tarde descubro otra unión de soldadura en frío diferente (después de aproximadamente una hora más o menos). Esta vez consigo ponerlo bajo control.

¿Lo ves? Esta es la razón por la que debes comprobar si hay uniones de soldadura frías. Si no evalúas las uniones de las soldaduras, corres el riesgo de desarrollar una pieza electrónica defectuosa. Dicho esto, exploremos algunas de las pruebas que puede realizar en circuitos para establecer uniones soldadas en frío.

2.2 Prueba uno: Comprobación visual de las juntas de soldadas en frío

Verificar visualmente las uniones soldadas en frío y arreglarlas debe ser su primer paso al desarrollar circuitos. Ya habíamos descrito cómo podría verse una unión de soldadura ideal (en el capítulo uno). Principalmente, una junta de soldadura fría puede verse opaca, blanquecina y convexa o deformada.

Comprobación visual

Sé que todo esto se parece de “sentido común”, sin embargo, veces va más allá de lo que vemos con nuestros ojos.

Es posible que deba obtener una lente de aumento y verificar las uniones de soldadura para notar la forma convexa y que la soldadura llene los espacios. No debería poder ver la luz que pasa a través de las articulaciones.

A veces, las lentes pueden ayudarlo a detectar aquellas uniones donde la soldadura no se calentó lo suficiente. A menudo, estas articulaciones parecen ser ásperas.

Cuando sospeche de una articulación, debe intentar inclinar el componente montado en la articulación para ver si se desprende. Si algo así sucediera, intente solucionarlo con los métodos que discutiremos en el capítulo siguiente.

También es fundamental asegurarse de que la soldadura no se derrame a otras uniones, ya que esto podría crear un cortocircuito dentro del circuito.

2.3 Prueba dos: uso de un multímetro para verificar las uniones soldadas en frío

Al probar la unión de soldada frío con un multímetro, hay dos medidas que puede utilizar. Estas son:

2.3.1 Prueba mediante el uso de resistencia (ohmios)

Aquí comenzará cambiando el multímetro para medir la resistencia. A menudo, esto se indicará con el símbolo Ohm (Ω). Utilice una resistencia de aproximadamente 1 K ohmios para este experimento.

A continuación, conecte una terminal del multímetro directamente a la otra terminal del medidor. Aquí sería útil leer una resistencia de cero ohmios. Este paso es para verificar que su multímetro funcione correctamente.

Una vez que averigüe esto, conecte el terminal del medidor a una unión en un extremo y el otro en un extremo diferente. Para los componentes eléctricos sin resistencia, debe observar un cero. Cualquier lectura por encima de cero podría ser un indicador de una articulación fría.

2.3.2 Prueba mediante el uso de continuidad

Usando el mismo multímetro que usamos en la prueba 2.3.1, cambie la medida del multímetro para medir la continuidad. Conecte los dos extremos del multímetro y observe que el multímetro emita un pitido para indicar continuidad.

Prueba mediante el uso de continuidad

Imagen 3: Indicación de continuidad

Una vez que esté satisfecho, repite el proceso conectando los dos extremos del multímetro a los dos extremos del circuito. Si el multímetro emite un pitido, entonces todo podría estar bien. Cualquier otra cosa es una indicación de una discontinuidad que podría ser el resultado de una unión de soldadura fría.

2.4 Tenga esto en cuenta: los errores de soldadura son el camino a seguir

Ningún dispositivo específico puede probar las uniones de soldadas en frío. Todas las pruebas anteriores se basan en prueba y error. Esta es la razón por la que no debe dejar de cometer errores al hacer esto.

Por lo tanto, debes hacer todo esto con sin miedo y estando dispuesto a rectificar cualquier error que encuentre.

Con el tiempo, con más errores resueltos (que cometa), comenzara a mejorar cada vez más. Al igual que un principiante comete errores, los profesionales también cometen errores.

La única diferencia es el tipo de errores y la cantidad de tiempo que tardan en resolverlos. Entonces, ¿por qué tener miedo?

3. Reparación de juntas de soldadura en frío

Las uniones de soldadas en frío a menudo ocurren debido al calentamiento inadecuado de la soldadura durante el soldado. Empezaremos por:

3.1 Las uniones alteradas soldadas en frío

Estos son los principales tipos de problemas de uniones de soldadas en frío para los ingenieros. Estas uniones de soldadura ocurren cuando el componente o la placa de circuito se mueven antes de que la soldadura fundida se monte correctamente.

Se caracterizan por un aspecto de forma. Si se observan de cerca, también es probable que parezcan ásperos.

Principalmente, no pueden clasificarse cómodamente como uniones soldadas en frío, ya que este tipo de unión a veces puede estar hecho de soldadura bien fundida. Sin embargo, exhiben un parecido muy cercano a las uniones estándar de soldadura en frío.

Además, esto se debe a que la soldadura no se enfría adecuadamente antes de montar la electrónica.

3.1.1 Cómo solucionar las molestas juntas de soldadura en frío

Como se señaló anteriormente, este tipo de unión de soldadura en frío se produce cuando se rompe la placa o el elemento durante la soldadura.

Para superar esto con éxito, es posible que debas tener una mesa montada en el suelo al soldar. Si trabaja en un espacio limitado, puede comprar un tornillo de banco para soldar y montarlo en una pared sólida cerca de una estación de soldadura.

Unión de soldadura en frío

3.2 Uniones soldadas en frío

En los capítulos anteriores, definimos las uniones de soldadas en frío como las que se forman debido a un calentamiento inadecuado del material de soldadura. Tal problema es fácilmente observable ya que conduce a grumos cerca de las uniones soldadas sin poder fijar los componentes a la placa de circuito.

Debido a este problema, la unión de la unión puede ser muy deficiente y puede provocar el agrietamiento o incluso la separación de los componentes unidos a la unión de soldadura.

Unión de soldadura en frío

Las uniones soldadas en frío a menudo ocurren cuando la pistola de soldadura no recibe suficiente energía. A veces, también podría indicar una punta “sucia” de la pistola de soldadura.

3.2.1 Cómo resolver problemas de uniones soldadas en frío

Para los ingenieros que utilizan estaciones de soldadura, la única razón posible por la que podrían encontrar problemas en las uniones soldadas en frío es la suciedad que se acumula en la punta de la pistola de soldadura. Este problema también podría provocar el sobrecalentamiento de las uniones de soldadura.

Por lo tanto, el primer paso para resolver las uniones soldadas en frío es limpiar adecuadamente la punta del soldador.

En segundo lugar, deberás suministrar a la pistola de soldadura una cantidad adecuada de energía eléctrica para calentar el alambre de soldadura. Solo necesitará ajustar el regulador de tu estación de soldadura / calentador de manera apropiada en algunos otros casos.

Después de confirmar el calor, deberá recalentar la soldadura nuevamente y montarla.

En otros casos, puede optar por comprar una soldadura sin plomo como la soldadura SN96 que tiene un tiempo de transición de plástico. Este tipo de soldadura reducirá las posibilidades de tener una combustión incompleta durante la soldadura.

En los capítulos restantes, discutiremos los problemas de soldadura de la resistencia conjunta y sus efectos; luego, lo coronaremos con recomendaciones de prácticas que podrían ayudarlo a evitar las uniones soldadas en frío.

4. Problemas con las uniones soldadas en frío

4.1 Juntas de soldadura en frío y Resistencia

En el Capítulo Dos, destacamos la prueba de resistencia como una prueba para detectar una unión de soldadura fría.

Ahora, es importante notar que todas las uniones exhiben algún nivel de resistencia a la energía dentro del circuito, sin embargo, debido a la combustión incompleta de la sustancia de soldadura de aleación de plomo y estaño utilizada en la soldadura.

Las uniones de soldadura en frío pueden presentar una mayor resistencia al flujo de cargas eléctricas.

Este problema no siempre se nota al instante. Sin embargo, con el tiempo, conduce a un mayor consumo de energía y, con el uso prolongado, las uniones soldadas en frío pueden sobrecalentarse y eventualmente provocar un mal funcionamiento del dispositivo.

Resistencia

4.2 Efectos de la resistencia en uniones soldadas en frío

La alta resistencia debido a las uniones soldadas en frío es una “bomba de tiempo” para la electrónica. A veces, los efectos son instantáneos, fáciles de notar y fáciles de rectificar. Sin embargo, ocasionalmente, las consecuencias pueden no ser notables fácilmente y pueden persistir en la producción de dispositivos defectuosos.

Estos son algunos de los efectos que pueden resultar de la resistencia de las uniones soldadas en frío:

Circuitos incompletos: este problema ocurre cuando la unión soldada en fríp no conecta el componente y el circuito. Aunque este problema no es deseable, es el más fácil de detectar y rectificar con la suficiente antelación, ya que un dispositivo con este problema no funcionará.

En otros casos extremos, la resistencia puede combinarse con la resistencia de otras resistencias conectadas en el circuito dando lecturas erróneas. En tales incidentes, puede aplicar los métodos de prueba y las soluciones ya discutidas para rectificar este problema.

Circuitos de sobrecalentamiento: los circuitos de sobrecalentamiento se producen cuando se interconectan varios circuitos fríos diferentes. Es el problema de resistencia de uniones frías más difíciles de detectar. La mayoría de las veces, los circuitos con este problema funcionarán en la fase de prueba e incluso podrían producirse para uso industrial.

El problema es que con el uso prolongado, estos circuitos se sobrecalientan y rompen los circuitos de la electrónica y, en consecuencia, hacen que los dispositivos funcionen mal.

La mejor manera de detectar problemas de resistencia causados ​​por uniones frías es usar el multímetro para detectarlos, como se discutió en el capítulo dos.

Siete prácticas de soldadura que necesita practicar

Aquí hay siete prácticas doradas que podrían ayudarlo a evitar instancias de la unión de soldadura en frío en sus proyectos electrónicos.

  1. Disponga de las herramientas adecuadas. Más específicamente, invierta en un buen soldador. El soldador es el responsable del calentamiento de la soldadura. Por lo tanto, es fundamental invertir en un soldador ideal que pueda permitirle regular y controlar la cantidad de calor utilizada en la soldadura.
Unión de soldadura en frío

        2. Utilice una cantidad mínima de soldadura al soldar.

        3. Limpie la punta del soldador regularmente.

        4. Tenga una fuente de energía confiable que pueda alimentar el calentador / pistola de soldadura al soldar.

        5. Si es posible, use el alambre de soldadura sin plomo (material).

        6. Siempre dé el tiempo adecuado para que se enfríe la soldadura fundida. No tenga prisa por soldar.

        7. Nunca entre en pánico al soldar. Sé que esto no es muy necesario para los ingenieros ya establecidos, pero la mayoría de los principiantes enfrentan uniones de soldadura en frío debido al pánico.

Conclusión

Constantemente he destacado la necesidad de enfrentar el proceso de soldadura, ya que es la causa principal de una unión soldada en frío. Como habíamos visto antes, debes cometer algunos de estos errores una y otra vez para ser mejor de lo que eras antes.

Para saber más sobre la soldadura, no dude en navegar a través de nuestro sitio web para obtener más detalles.

En caso de que necesite que le imprimamos un PCI confiable y profesional, no dude en hacer una su consulta en nuestro sitio web.

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