La soldadura desempeña un papel fundamental en el ensamblaje de todo tipo de componentes, desde teléfonos inteligentes hasta controles industriales, ya que forma sólidas conexiones eléctricas y mecánicas entre los componentes y las placas de circuitos impresos (PCB).
Esta guía ofrece una visión general sencilla para principiantes, que incluye qué es la soldadura, para qué sirve el fundente y las formas más comunes de soldadura. Aprenda cómo los técnicos utilizan estos materiales en procesos de ensamblaje electrónico como la soldadura por ola, la soldadura por reflujo y la soldadura manual.
¿Qué es la soldadura?
La soldadura es una aleación metálica utilizada para unir dos o más superficies metálicas. Suele consistir en un metal base como el estaño, combinado con plata, cobre, bismuto, plomo u otros metales elementales.
Diseñada para fundirse a una temperatura relativamente baja, la soldadura permite unir distintas superficies metálicas sin fundirlas ni dañar otros materiales cercanos, como los componentes de las placas de circuitos. Cuando se enfría, la soldadura forma una fuerte unión eléctrica y mecánica.
En la fabricación de productos electrónicos, los técnicos suelen utilizar soldadura para conectar componentes a una placa de circuito impreso (PCB). Esto puede hacerse mediante soldadura por ola, soldadura manual o robótica, o imprimiendo pasta de soldadura.
Soldadura en la fabricación de productos electrónicos
La soldadura para la fabricación de componentes electrónicos está disponible en varias formas, cada una diseñada para procesos específicos. Las formas más comunes son:
- Barra de soldadura: Pieza de aleación sólida, rectangular o en forma de lingote, destinada principalmente a aplicaciones de soldadura por ola.
- Alambre de soldadura: Bobina de alambre que suele contener un núcleo de fundente para aplicaciones de soldadura manual y robótica.
- Pasta de soldar: Mezcla de aleación de soldadura en polvo y un medio fundente de consistencia pastosa para aplicaciones de tecnología de montaje superficial (SMT).
¿Qué es Flux?
Ya hemos mencionado la palabra flujo en la sección anterior. Flux es una sustancia que va de la mano con las aleaciones de soldadura en el proceso de soldadura. Es un agente químico de limpieza que se utiliza para mejorar la calidad y fiabilidad de la unión soldada.
El fundente elimina los óxidos de las superficies metálicas y evita que se sigan oxidando durante el calentamiento al crear una barrera protectora. También permite que la soldadura fundida fluya sin problemas y se adhiera con eficacia.
Existen tres tipos principales de química de fundentes:
- Los fundentes a base de colofonia suelen utilizarse en aplicaciones militares y aeroespaciales. Los técnicos suelen tener que limpiar los residuos que dejan estos fundentes tras soldar las placas con limpiadores especiales.
- Los residuos de fundente solubles en agua también necesitan limpieza, pero están diseñados para limpiarse con un simple aclarado con agua.
- Los fundentes no limpios son los más populares en la industria. Como su nombre indica, el residuo que dejan estos fundentes no necesita limpieza. Está diseñado para que pueda dejarse sin causar problemas de fiabilidad eléctrica. Sin embargo, algunos usuarios siguen optando por limpiar los residuos de fundente no clean, y también existen productos químicos de limpieza especiales diseñados para este proceso.
El fundente también se presenta en varias formas. Las más comunes son el fundente líquido, el fundente de núcleo y el fundente en pasta o pegajoso. El fundente líquido suele venir en jarras y es transparente. Se utiliza principalmente en la soldadura por ola, en la que se aplica con espuma o pulverizador sobre una placa de circuito antes de soldar.
El fundente de núcleo es un fundente espeso y pastoso que recorre el centro del hilo de soldadura con núcleo. Los técnicos lo utilizan principalmente en aplicaciones de soldadura manual y robótica.
El fundente en pasta o pegajoso es un fundente pastoso y espeso que puede tener un aspecto entre blanquecino y ámbar oscuro/marrón. El fundente es la base de la pasta de soldadura, pero también está disponible por sí solo para mantener los componentes en su sitio durante otros procesos.
Barra de soldadura y fundente líquido en la soldadura por ola
La soldadura por ola es un proceso de alta velocidad para montajes con orificios pasantes, en el que la ola suelda los cables de los componentes (insertados en orificios de la placa de circuito impreso) desde la parte inferior. En este método, la barra de soldadura sólida se funde en un recipiente calentado para crear una ola estacionaria de soldadura fundida. Las máquinas recubren primero los ensamblajes con fundente líquido, que luego se precalienta y se pasa sobre la ola, que sólo toca la parte inferior de la placa.
La soldadura fundida no daña la placa ni los componentes gracias al estricto control del proceso. Los calentadores calientan gradualmente la placa antes de que llegue a la ola, y el tiempo de exposición es breve. La soldadura sólo se adhiere a las almohadillas metálicas expuestas y a los cables de los componentes debido a la tensión superficial y a la actividad del fundente. Los técnicos utilizan la soldadura por ola principalmente para grandes series de placas de circuito impreso con muchos componentes con orificios pasantes, como fuentes de alimentación o controles industriales.
Soldadura con hilo: Procesos manuales y automatizados
El alambre de soldadura, a menudo recubierto de fundente, es una forma versátil que los técnicos utilizan para el montaje manual, la repetición de trabajos o la automatización selectiva. En la soldadura manual, el técnico aplica el hilo directamente a la junta con un soldador caliente, para controlar con precisión dónde y cuánta soldadura se deposita. El fundente incorporado limpia las superficies a medida que la soldadura se funde, ayudando a que se adhiera a las almohadillas y cables metálicos.
La soldadura por hilo automatizada utiliza equipos programables, como brazos robóticos con puntas de soldadura, para realizar uniones consistentes y repetibles en producciones de gran o medio volumen. Este método es ideal cuando solo es necesario soldar determinados puntos de una placa o cuando se utilizan componentes con orificios pasantes junto con piezas de montaje superficial.
La soldadura por hilo ofrece flexibilidad y control, por lo que es el método preferido para prototipos, reparaciones y construcciones complejas o de bajo volumen.
Soldadura con pasta de soldadura
La tecnología de montaje superficial (SMT) es el método más común de ensamblaje de la electrónica moderna. En lugar de insertar los cables de los componentes en orificios, los componentes SMT se colocan directamente sobre almohadillas en la superficie de la placa de circuito impreso. Para crear conexiones eléctricas y mecánicas, los fabricantes utilizan pasta de soldadura, una mezcla espesa de aleación en polvo y fundente.
Los técnicos aplican la pasta mediante un proceso de impresión por estarcido. Colocan encima una plantilla de acero inoxidable con recortes alineados con la placa, y una rasqueta empuja la pasta para rellenar los huecos. Cuando se retira la plantilla, quedan depósitos precisos de pasta de soldadura en las almohadillas.
A continuación, una máquina de pick and place coloca los componentes sobre la pasta, y la adhesividad de ésta los mantiene en su posición. A continuación, un técnico envía la placa a un horno de reflujo. Este horno calienta gradualmente el conjunto, fundiendo la soldadura y formando uniones permanentes mientras se enfría. La soldadura SMT permite ensamblajes compactos y de alta densidad con una excelente repetibilidad, y es esencial para la mayoría de la electrónica industrial y de consumo moderna.
Más información
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