¿Qué es una unión de soldadura fría?
Las uniones de soldadura frías, también conocidas comúnmente como pseudo soldadura, son una de las uniones de soldadura defectuosas que se producen durante el proceso PCBA o SMT. Debido a que la unión de soldadura carece de la formación de buenos compuestos intermetálicos (IMC), crea una conexión poco fiable entre los componentes de la placa de circuito impreso y el sustrato, lo que puede provocar graves fallos en la línea.
Unión de soldadura fría frente a unión de soldadura correcta
Una unión soldada fría es una unión soldada defectuosa que se produce como resultado de una aplicación inadecuada del calor o del uso de técnicas de soldadura incorrectas. Por el contrario, una unión soldada buena o ideal es una conexión fuerte y duradera, libre de defectos.
A continuación se muestran algunos ejemplos de soldadura fría y buena:
Síntomas de una unión soldada fría
- articulación opaca o granulada
- Unión con grumos o manchas
- conexión débil o frágil
- grietas circulares
- punto de soldadura abombado
- unión cóncava
Buenas características de la unión soldada
- Junta de filete en forma de cono
- forma de volcán
- soldadura brillante
- 45 ℃ pendiente abrupta
¿Qué causa las uniones de soldadura frías?
Hay una serie de factores que pueden provocar juntas de soldadura frías. A continuación se indican algunas de las causas más comunes:
No hay suficiente pasta de soldadura.
En el proceso de impresión de pasta de soldadura, la abertura de la plantilla es demasiado pequeña o la presión del rascador es demasiado baja, lo que da como resultado una pequeña cantidad de salida de estaño. Durante la soldadura, la cantidad de pasta de soldadura en la junta de soldadura es insuficiente y los componentes no se pueden soldar completamente, lo que da como resultado una soldadura pseudo.
Mala calidad de la pasta de soldadura
La pasta de soldadura puede verse afectada por la oxidación, lo que puede influir en su rendimiento de soldadura y provocar uniones de soldadura frías.
Bajo punto de fusión de la pasta de soldadura
Las pastas de soldadura de baja temperatura pueden tener un punto de fusión más bajo. Por lo tanto, se derretirán y se desprenderán con el aumento de la temperatura del componente.
Rendimiento deficiente del fundente
Durante el proceso de montaje THT o SMT, es necesario aplicar una capa de fundente antes de la soldadura por ola para eliminar los óxidos de la superficie de soldadura de los componentes y de los orificios y almohadillas de los zócalos de la placa de circuito impreso. Un rendimiento deficiente del fundente puede provocar juntas de soldadura frías.
Superficie de soldadura sucia
En la producción de productos electrónicos, los componentes electrónicos pasan por diversos procesos, como la tecnología de orificios pasantes (THT) y la tecnología de montaje superficial (SMT). Durante estos procesos, es inevitable que el polvo, el aceite o los residuos metálicos contaminen los componentes, lo que puede provocar directamente juntas de soldadura frías.
Temperatura incorrecta del soldador
Si la temperatura es demasiado baja, la pasta de soldadura no se fusionará correctamente con la almohadilla y la pasta de soldadura quedará granulada. Si la temperatura es demasiado alta, la soldadura fluirá y acelerará la velocidad de oxidación de su superficie, y la pasta de soldadura en ese momento será como una cuenta. Todo ello puede provocar una soldadura pseudo o una falta de soldadura. Temperatura recomendada: soldadura eutéctica de estaño-plomo: 215 °C; soldadura sin plomo: 240 °C.
Tiempo de soldadura incorrecto
Los principiantes pueden soldar antes de que el estaño se solidifique y, a continuación, retirar las pinzas que sujetan el componente, lo que provoca que los pines del componente se suelden. Por miedo a quemar los componentes, se retiró rápidamente el soldador eléctrico y, como resultado, el tiempo de soldadura no fue suficiente para fundir el estaño en la junta de soldadura.
Oxidación de los pines de los componentes
La oxidación de las almohadillas de soldadura y los conductores de los componentes puede afectar a sus propiedades de humectación superficial, lo que a su vez puede afectar a la calidad de la soldadura. Si hay demasiada oxidación en la superficie de la almohadilla de soldadura o del conductor del componente, la soldadura no puede humedecerlos eficazmente, lo que puede dar lugar a uniones de soldadura débiles o inexistentes (soldadura fría). Además, los óxidos pueden provocar pequeñas bolsas de aire en la superficie de la unión soldada, lo que puede hacer que la unión se afloje durante el uso.
Distorsión del pin del componente
Los dispositivos SMD con poco espacio entre pines, como los paquetes QFP y SOP, son más susceptibles al daño y la deformación de los pines. Esto puede provocar una reducción de la coplanaridad y que algunos pines no se fijen firmemente a la almohadilla, lo que da lugar a una pseudo soldadura.
Diseño deficiente de la almohadilla
Hay orificios pasantes en las almohadillas, lo que puede provocar pérdidas y escasez de soldadura;
el espacio entre las almohadillas es demasiado pequeño, las juntas de soldadura son demasiado densas y las almohadillas de los componentes son demasiado grandes;
el tamaño de la almohadilla no coincide con el tamaño del pin del componente.
¿Cómo detectar y reparar juntas de soldadura frías?
Aquí hay 5 maneras de detectar y comprobar las juntas de soldadura frías en su placa de circuito:
Inspección visual
A veces, es fácil detectar la pseudo soldadura mediante una inspección visual. Solo tenemos que centrarnos en los componentes grandes, los componentes que producen mucho calor y los pines de los componentes desconectados.
Lente de aumento
Utilice una lupa de gran aumento para examinar cuidadosamente la parte inferior de la placa de circuito, especialmente para comprobar los componentes de alta potencia y gran generación de calor, como resistencias de alta potencia, reguladores de voltaje de tres terminales, transistores, chips, pines de alimentación del bloque integrado y pines de salida del bloque de campo, cable de la bobina de deflexión que sale de la cabeza de la pila, etc. La mayoría de las averías se pueden solucionar mediante soldadura de reparación.
Agitar los componentes
Después de determinar el área donde puede aparecer la unión de soldadura fría, sacuda los componentes de bajo voltaje uno por uno con la mano o con una cámara para comprobar si están sueltos, sacudiendo principalmente los componentes relativamente grandes.
Vibrar la tabla
También puede utilizar este método de golpear la placa de circuito con un destornillador para determinar la posición de la unión de soldadura fría. Sin embargo, al utilizar este método, debe tener cuidado. Y asegúrese de que el equipo esté protegido.
Comprobación con un multímetro
Siga estos pasos para comprobar las uniones de soldadura frías con un multímetro:
- Ponga el multímetro en la posición de continuidad.
- Toque con las sondas del multímetro cada lado de la unión soldada. Si el multímetro emite un pitido, la unión es buena. Si no emite ningún pitido, pase al siguiente paso.
- Toque la unión soldada con la punta del soldador para refluir la soldadura.
- Espere unos segundos a que la unión se enfríe y vuelva a tocar la unión con las sondas del multímetro. Si el multímetro emite un pitido, la unión es buena. Si no emite ningún pitido, es probable que se trate de una unión de soldadura fría.
Si encuentra una unión de soldadura fría, deberá volver a trabajar en ella. Utilice un soldador para recalentar la unión y añada más soldadura para garantizar un flujo y una conexión adecuados. Una vez que haya vuelto a trabajar en la unión, pruébela de nuevo con el multímetro para asegurarse de que está bien.
¿Cómo evitar las uniones de soldadura frías?
Utilice suficiente soldadura.
Es fundamental utilizar suficiente soldadura para evitar juntas de soldadura frías. Las juntas de soldadura frías se producen cuando no se aplica suficiente soldadura a la junta o cuando la soldadura no fluye correctamente. Sin embargo, utilizar demasiada soldadura también puede causar problemas, como una «gota» de soldadura que puede provocar un cortocircuito en otros componentes.
Limpiar el soldador
La punta del soldador eléctrico es propensa a la oxidación debido a las altas temperaturas. Esto puede provocar una mala conductividad térmica y un resultado de soldadura deficiente. Por lo tanto, puede utilizar un paño húmedo o una esponja mojada para limpiar la punta del soldador.
Soldadura sin plomo
Utilice soldadura sin plomo de alta calidad para garantizar un buen flujo y punto de fusión.
Libre de contaminación
Limpia las superficies que se van a soldar con un cepillo de alambre o papel de lija para eliminar cualquier oxidación o contaminación.
Controlar la temperatura
Elija la temperatura adecuada para el soldador. En general, la temperatura de soldadura debe ser al menos 15 °C superior al punto de fusión de la aleación de soldadura.
Tiempo de control
Asegúrese de que haya tiempo suficiente para que el soldador derrita la soldadura. Si el tiempo es corto, se producirá una humectación insuficiente del fundente y la unión quedará seca. Si el tiempo es largo, la superficie de la unión soldada puede oxidarse.
Conclusión
Las uniones de soldadura frías son uno de los problemas más comunes en la fabricación de productos electrónicos y pueden ser difíciles de detectar y reparar. Sin embargo, con las herramientas y técnicas adecuadas, se pueden reparar de forma rápida y sencilla. Siguiendo los consejos y trucos que se describen en este artículo, debería poder reparar cualquier unión de soldadura fría y volver a poner en funcionamiento sus placas de circuito impreso.
También repasamos algunas de las mejores prácticas para soldar en general, así como sugerencias para solucionar problemas en situaciones específicas si vuelve a tener dificultades con las juntas de soldadura frías.
