IF 2005-2,5%
Adecuado para
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El flux en spray es una tecnología utilizada en el montaje de componentes electrónicos para aplicar flux a la placa de circuito impreso en el proceso de soldadura por ola. El flux es necesario para desoxidar las superficies a soldar. La ventaja del flux en spray es que hay poco o ningún contacto del flux del sistema con el aire y no es necesario controlar la calidad del flux. En la mayoría de los sistemas, el flux se bombea directamente desde el tambor de flux o desde un depósito de flux a través de una boquilla donde se mezcla con aire a presión para formar un cono de pulverización/haz de pulverización. La boquilla de pulverización se mueve de izquierda a derecha mientras la placa de circuito impreso se transporta por encima de ella. El objetivo es aplicar una capa uniforme de flux sobre la superficie (lado inferior) de la placa de circuito impreso, así como en los orificios pasantes. La construcción física de la boquilla de pulverización en combinación con una determinada presión de aire determinará el cono de pulverización y la anchura de pulverización. Esta anchura de pulverización determinará la velocidad a la que la boquilla tendrá que desplazarse de izquierda a derecha para obtener un patrón de pulverización uniforme a una velocidad de transporte dada de la PCB. La velocidad de transporte de la PCB suele estar determinada por el rendimiento deseado, pero limitada por la masa térmica de la PCB. Siempre es aconsejable pulverizar desde ambos lados del movimiento de la boquilla para superar los efectos de sombra de las bolsas profundas de soportes de PCB o componentes SMD en la parte inferior. La presión de aire debe ajustarse de forma que el cono de pulverización tenga suficiente potencia para introducir el flux en los orificios pasantes. Sin embargo, una presión de aire demasiado alta puede hacer que el flux quede presionado entre el soporte y la placa de circuito impreso, donde queda protegido del contacto de las ondas y permanecerá como un residuo de flux no consumido en la placa de circuito impreso. Una presión de aire demasiado alta también puede hacer que se desplacen los componentes con una relación clavija-agujero floja y que haya más contaminación de flux en la máquina. Para verificar el ajuste correcto para un patrón de pulverización uniforme se puede utilizar un cartón en lugar de la placa de circuito impreso que se retirará de la máquina antes del precalentamiento y se comprobará si presenta una decoloración uniforme. Los sistemas en los que la boquilla de flux es accionada por un motor (paso a paso) en general son más suaves que los sistemas que utilizan un cilindro neumático y dan una mejor oportunidad en un patrón de pulverización uniforme. Para encontrar los ajustes correctos para una buena humectación del flux a través de los orificios se puede aplicar un papel encima de la placa de circuito impreso no poblada. Se retirará de la máquina antes del precalentamiento y se comprobará si hay decoloración en cada posición donde haya un agujero pasante. Esta metodología, sin embargo, no comprueba una relación ajustada entre agujas y agujeros porque los componentes no están presentes, pero en muchos casos puede ser una buena indicación para un ajuste correcto. El volumen de flux correcto es aquel volumen de flux que da buenos resultados de soldadura y proporciona la menor formación de residuos. Este volumen puede variar sustancialmente de una placa de circuito impreso a otra. La mejor manera de encontrar este volumen óptimo de flux es por ensayo y error. Se puede utilizar como punto de partida un volumen de flux bastante alto en el que la placa de circuito impreso esté visualmente húmeda pero no gotee flux de la placa. A continuación, el volumen de flux puede reducirse gradualmente hasta que aparezcan defectos de soldadura como puentes, formación de hielo (picos), formación de telarañas, ... A continuación, vuelva al ajuste anterior que no mostró estos defectos de soldadura. A continuación, los ajustes para este volumen óptimo de flux pueden aplicarse a una placa de circuito impreso de prueba que se pesa antes y después del flux. Es aconsejable hacer esto varias veces y calcular un valor medio. Este valor puede utilizarse entonces para hacer un proceso regular de estabilidad con esa PCB de prueba. Las boquillas de flux fabricadas en acero inoxidable son preferibles a las chapadas porque tienen una mayor compatibilidad con los flux de base acuosa. Los flux de base acuosa, en general, son más sensibles a los ajustes correctos del flux de pulverización que los flux de base alcohólica. Es aconsejable utilizar un flux de la clasificación 'OR L0' que además esté absolutamente libre de halógenos. Estos flux dan la menor formación de residuos en la placa de circuito impreso y proporcionan la mayor fiabilidad de los residuos que quedan en la placa de circuito impreso. Además, ofrecen el menor riesgo de problemas de contacto ICT (In Circuit Test), de bloqueo de la boquilla de flux y son los más fáciles de limpiar de la máquina y de los soportes.
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El flux de chorro o flux de microchorro o flux de chorro de gota es una tecnología utilizada en el ensamblaje de componentes electrónicos para aplicar flux de forma selectiva a las superficies que se van a soldar en el proceso de soldadura selectiva y, a veces, también en el proceso de soldadura por ola. El flux es necesario para desoxidar estas superficies. Una boquilla dispara pequeñas gotas de flux desde un depósito de flux presurizado a la cara inferior de una placa de circuito impreso. La boquilla puede estar colocada en un plano X/Y (flux puntual) o desplazarse a lo largo de una trayectoria en el plano X/Y (flux lineal). Normalmente la placa de circuito impreso está parada durante la aplicación del flux, pero algunos sistemas autónomos como el ICSF Select pueden aplicar el flux mientras la placa está en movimiento, lo que puede ser importante en un proceso de soldadura por ola de gran volumen. El volumen de flux puede programarse y dependiendo del sistema se expresa en gotas/s, Hz, ... Para el fundido por puntos se puede programar el tiempo y para el fundido por líneas se puede programar la velocidad. El objetivo del fundidor de chorro es aplicar flux a las superficies a soldar que son la superficie de la patilla del componente y la superficie del orificio de paso de la placa de circuito impreso. Dependiendo del tamaño del componente y de la relación patilla/agujero hay varias formas de programar el fundidor para que el flux acabe en las superficies a soldar. Esto requiere cierta experiencia. También es recomendable que no se aplique flux fuera de la zona de contacto con la boquilla de soldadura en el proceso de soldadura. Este flux no verá el calor de la soldadura y quedará en la placa como un residuo de flux no consumido. Dependiendo del flux utilizado y de la sensibilidad de la unidad electrónica, estos residuos pueden ser críticos para la fiabilidad de la unidad electrónica. En este asunto es importante utilizar un flux de la clasificación 'L0' que además esté absolutamente libre de halógenos. Los flux diseñados específicamente para la soldadura selectiva, como SelectIF 2040 e IF 2005C, ofrecen la mejor posibilidad de aplicar el flux sólo en las superficies que se van a soldar en combinación con el mejor rendimiento de soldadura. Además, es importante que el posicionamiento del flux de chorro se calibre con regularidad para asegurarse de que la boquilla está exactamente donde se ha programado que esté. En caso de duda sobre si el fundidor de chorro está depositando el flux donde se ha programado, se puede fundir una placa de circuito impreso sin el siguiente paso de precalentamiento y soldadura. Cuando la placa sale de la máquina puede inspeccionarse desde la parte inferior para verificar la correcta aplicación del flux. Un problema que se observa a veces es el bloqueo de la boquilla por residuos de flux resecos. Algunos sistemas verifican si el flux sale por la boquilla, pero otros no. En este asunto es aconsejable utilizar flux de la clasificación 'OR', lo que significa que no contienen colofonia ni resina que son sustancias pegajosas que pueden causar este bloqueo de la boquilla. También es aconsejable una limpieza regular de la boquilla. Si hay un filtro de flux en el sistema, compruebe periódicamente si está obstruido. No aumente la presión del depósito de flux para solucionar un problema de obstrucción de la boquilla.
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El flux de espuma es una tecnología utilizada en el montaje de componentes electrónicos para aplicar flux a la placa de circuito impreso en el proceso de soldadura por ola. El flux es necesario para desoxidar las superficies a soldar. Esta tecnología ha sido sustituida principalmente por el flux en spray, pero ofrece algunas ventajas. Proporciona una buena e igual humectación con flux de la placa de circuito impreso y de los orificios pasantes y es una unidad sencilla y barata sin piezas móviles. Las desventajas son que el volumen de flux aplicado no puede variarse y siempre es máximo. Además, es un sistema abierto con evaporación del disolvente del flux y absorción potencial de agua del aire (típico de los flux a base de alcohol) que requiere controlar el contenido sólido o la densidad del flux y ajustarlo con diluyente de flux. También la contaminación de las placas que pasan por el flux puede afectar a la capacidad de espumado y a las propiedades del flux. Una piedra de espuma con agujeros muy finos (~10-20µm) se monta en una boquilla que se sumerge en flux. Se empuja aire a presión a través de la piedra de espuma para crear una espuma que suba por la boquilla. La placa de circuito impreso se transporta a través de la espuma que sale de la boquilla. La espuma volverá a caer en el depósito de flux. El depósito de flux y la boquilla suelen ser de acero inoxidable, pero también pueden ser de un plástico resistente a los disolventes como el HDPE. Algunos parámetros importantes son: El aire a presión tiene que estar libre de agua y aceite, por lo que se necesita un separador de agua y aceite. La longitud de la piedra de espuma es preferiblemente tan grande como la boquilla para conseguir una formación de espuma igual en toda la boquilla. Es aconsejable que la parte superior de la piedra de espuma se mantenga sumergida al menos 3 cm por debajo de la superficie del flux. Para mantener estable el nivel de flux en el depósito, algunos sistemas utilizan un sistema de rebosadero por el que se bombea el flux y, en algunos casos, se filtra. Evite que la piedra de espuma entre en contacto con el aire, ya que los residuos de flux pueden secarse y obstruir los orificios. Si eso ocurre, la piedra de espuma debe limpiarse en un disolvente o sustituirse. La abertura de la boquilla de flux es preferiblemente de 8-10 mm. Ajuste la presión del aire hasta conseguir una formación de espuma suave. El contacto de la espuma con la placa de circuito impreso puede comprobarse con una placa de vidrio. Con esta placa de vidrio también se puede comprobar el ajuste de la cuchilla de aire. La cuchilla de aire es un tubo con orificios taladrados preferiblemente de 1 mm de diámetro y separados entre sí 5 mm. Esto creará una cortina de aire uniforme con aire a presión. La cuchilla de aire se monta detrás del fundidor de espuma en ángulo, de modo que la cortina de aire soplará el exceso de flux de la placa de circuito impreso, que volverá a caer en el depósito de flux. Es posible que en la placa de vidrio no se formen rayas secas. Si este es el caso, es necesario reducir la presión del aire en la cuchilla de aire. Es posible que no caigan gotas de flux de la placa de vidrio después de que haya pasado por la cuchilla de aire. En este caso, deberá aumentar la presión de aire de la cuchilla. La mayoría de los flux de base acuosa no son adecuados para la formación de espuma. PacIFic 2010F es un flux base agua diseñado específicamente para espumar.
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La soldadura por inmersión es una tecnología utilizada para soldar superficies sumergiéndolas en soldadura líquida. Se utiliza principalmente para alambres y cables y también para los cables de algunos componentes electrónicos y mecánicos. La soldadura por inmersión aplica una capa de soldadura sobre la superficie que proporcionará una buena soldabilidad para los siguientes procesos de soldadura. La soldabilidad de esta capa se mantiene muy bien durante el almacenamiento. La soldadura por inmersión también puede utilizarse en la reelaboración y reparación de una placa de circuito impreso (PCB) para, por ejemplo, eliminar o volver a soldar un conector con orificio pasante. El proceso de inmersión puede realizarse manualmente o mediante un proceso automatizado. Antes de soldar, el conductor o cable se sumerge en un flux de soldadura. Para evitar residuos de flux tras la soldadura, la profundidad de inmersión en el flux suele ser inferior o igual a la profundidad de inmersión en la soldadura. Dependiendo de la soldabilidad de las superficies a pre-estañar, pueden utilizarse distintos flux. Para superficies difíciles de soldar, como Ni, Zn, latón, Cu muy oxidado, ... suelen utilizarse flux solubles en agua. Proporcionan una excelente soldabilidad, pero pueden y deben limpiarse posteriormente con un proceso de lavado con agua, ya que los residuos de estos flux podrían crear problemas (como por ejemplo la corrosión). Para superficies con soldabilidad normal IF 2005C o PacIFic 2009M pueden utilizarse. La aleación de soldadura en la mayoría de los casos es a base de Sn(Ag)Cu. La temperatura de la aleación de soldadura suele ser superior a la de la soldadura por ola y selectiva, ya que así se acelera el proceso y el riesgo de dañar los componentes es muy limitado. También es posible que el proceso de inmersión necesite eliminar/quemar el revestimiento del hilo de Cu a estañar, lo que también requiere temperaturas más altas. En general, las temperaturas de soldadura oscilan entre 300 y 450°C. Estas temperaturas oxidarán bastante la superficie del baño de soldadura. El uso de gránulos antioxidantes puede compensar esta oxidación. Algunos baños de soldadura eliminan mecánicamente la capa superior del baño de soldadura con un rascador justo antes de sumergir el componente en la soldadura. Los tiempos de inmersión dependen mucho de la masa térmica del componente a soldar y suelen ser de 0,5s a 3s.
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La soldadura selectiva es una tecnología de soldadura en la fabricación de productos electrónicos, que se utiliza normalmente para diseños de placas de circuito impreso con componentes principalmente SMD (dispositivos de montaje superficial) para soldadura por reflujo y sólo unos pocos componentes con orificios pasantes que no pueden pasar por el proceso de soldadura por reflujo. Suele tratarse de componentes térmicamente pesados como, por ejemplo, grandes transformadores o componentes térmicamente sensibles como, por ejemplo, condensadores de película, pantallas, conectores con cuerpos de plástico sensibles, relés, etc. El proceso de soldadura selectiva permite soldar estos componentes con orificios pasantes sin proteger ni afectar a los componentes SMD de la parte inferior de la placa de circuito impreso. El proceso de soldadura selectiva es muy flexible, ya que los parámetros pueden programarse para cada junta de soldadura por separado. Sin embargo, la principal limitación del proceso es el rendimiento o la capacidad de producción. Ésta puede mejorarse considerablemente si se utiliza una aleación de bajo punto de fusión que permita velocidades de soldadura más rápidas aumentando la capacidad de producción hasta un 100% (el doble). El proceso comienza con la aplicación de un flux líquido que desoxidará las superficies a soldar. Este flux se aplica mediante un microchorro o un flux de gota que dispara pequeñas gotas. La correcta calibración y programación de este flux es esencial para obtener buenos resultados de soldadura. Un error común es que el flux se aplique fuera de la zona de contacto de la boquilla de soldadura. Este flux permanecerá como un residuo de flux no consumido. En el caso de algunos flux y circuitos electrónicos sensibles, esto puede provocar un aumento de las corrientes de fuga y fallos sobre el terreno. Es aconsejable utilizar flux diseñados específicamente para la soldadura selectiva y que estén absolutamente libres de halógenos. La clasificación IPC para flux permite hasta 500ppm de halógenos para la clase de activación más baja, pero también estos 500ppm pueden ser críticos, por lo que absolutamente libre de halógenos es la palabra clave. El siguiente paso del proceso es el precalentamiento. Este paso del proceso evapora los disolventes del flux y proporciona calor para favorecer una buena humectación de la soldadura a través del orificio. La soldadura es un proceso térmico y se necesita una cierta cantidad de calor para realizar una unión soldada. Este calor es necesario tanto desde la parte inferior como desde la superior del componente de orificio pasante que se va a soldar. Este calor puede ser proporcionado por el precalentamiento y por la aleación líquida de soldadura. Algunas máquinas básicas no disponen de precalentamiento, tendrán que aplicar todo el calor a través de la aleación de soldadura líquida y, en general, utilizan temperaturas más altas para soldar. Una unidad de precalentamiento suele ser una unidad IR (infrarrojos) de onda corta que aplica el calor desde la parte inferior de la placa de circuito impreso. En la mayoría de los casos, el tiempo y la potencia del precalentamiento pueden programarse. Para placas y aplicaciones térmicamente pesadas, existen precalentadores por el lado superior. Suelen ser unidades de aire caliente (convección) en las que se puede programar la temperatura del aire. Cuando utilice esta unidad, es importante saber si hay componentes sensibles a la temperatura en la cara superior de la placa que puedan verse afectados por este precalentamiento. Existen varios sistemas para soldar. Aquel en el que la placa de circuito impreso permanece inmóvil y sólo se mueve la boquilla de soldadura es sin duda el preferido, ya que deben evitarse todas las fuerzas G cuando se solidifica la soldadura. En el paso de soldadura, se bombea una aleación de soldadura líquida a través de una boquilla de soldadura. Hay diferentes tamaños y formas de boquilla disponibles, boquillas anchas, boquillas pequeñas, boquillas largas y boquillas cortas. Dependiendo de los componentes que se vayan a soldar, se prefiere una a otra. En general, las boquillas más anchas y las más cortas proporcionan una mejor transferencia de calor y son las preferidas. Las boquillas más pequeñas y largas pueden utilizarse en situaciones de accesibilidad limitada. Se prefieren las boquillas no humectables a las no humectables, ya que proporcionan un flujo mucho más uniforme de la soldadura y unos resultados de soldadura más estables. Es aconsejable inundar la boquilla con nitrógeno para conseguir un flujo estable de la soldadura. Es preferible precalentar el nitrógeno porque, de lo contrario, enfriará la soldadura y la placa de circuito impreso. La optimización del programa de soldadura es esencial para optimizar el rendimiento/capacidad de la máquina de soldadura selectiva. Esto se centrará en encontrar los tiempos mínimos y las velocidades máximas que proporcionen una buena humectación de los orificios pasantes en combinación con la ausencia de puentes.
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La soldadura por ola es un proceso de soldadura en masa utilizado en la fabricación de productos electrónicos para conectar componentes electrónicos a una placa de circuito impreso. El proceso se utiliza normalmente para componentes con orificios pasantes, pero también puede emplearse para soldar algunos componentes SMD (Suface Mount Device) que se pegan con un adhesivo SMT (Surface Mount Technology) a la cara inferior de la placa de circuito impreso antes de pasar por el proceso de soldadura en ola. El proceso de soldadura por ola consta de tres pasos principales : Fundido, precalentamiento y soldadura. Una cinta transportadora traslada las placas de circuito impreso a través de la máquina. Las placas de circuito impreso pueden montarse en un bastidor para evitar tener que ajustar la anchura del transportador para cada placa de circuito impreso diferente. El fundido se realiza normalmente mediante un fundidor de pulverización, pero también es posible el fundido por espuma y el fundido por chorro. El flux líquido se aplica desde la parte inferior de la placa de circuito impreso en la superficie y en los orificios de la canaleta. La finalidad del flux es desoxidar las superficies soldables de la placa de circuito impreso y los componentes y permitir que la aleación de soldadura líquida establezca una conexión intermetálica con dichas superficies dando lugar a una unión soldada. El precalentamiento tiene tres funciones principales. Es necesario evaporar el disolvente del flux, ya que pierde su función una vez aplicado y puede provocar defectos en la soldadura, como la formación de puentes y bolas de soldadura, cuando entra en contacto con la ola de soldadura en estado líquido. En general, los flux a base de agua necesitan más precalentamiento para evaporarse que los flux a base de alcohol. La segunda función del precalentamiento es limitar el choque térmico cuando la placa de circuito impreso entra en contacto con la soldadura líquida de la ola de soldadura. Esto puede ser importante para algunos componentes SMD y materiales de PCB. La tercera función del precalentamiento es favorecer la humectación de la soldadura a través de los orificios. Debido a la diferencia de temperatura entre la placa de circuito impreso y la soldadura líquida, ésta se enfriará al subir por el orificio pasante. Las placas y los componentes térmicamente pesados pueden extraer tanto calor de la soldadura líquida que ésta se enfría hasta el punto de solidificación, donde se congela antes de llegar a la parte superior. Este es un problema típico cuando se utilizan aleaciones de Sn(Ag)Cu. Un buen precalentamiento limita la diferencia de temperatura entre la placa de circuito impreso y la soldadura líquida y, por tanto, reduce el enfriamiento de la soldadura líquida al subir por el orificio pasante. Esto da más posibilidades de que la soldadura líquida llegue a la parte superior del agujero pasante. En un tercer paso, la placa de circuito impreso se pasa por una ola de soldadura. Se calienta un baño lleno de una aleación de soldadura hasta alcanzar la temperatura de soldadura. Esta temperatura de soldadura depende de la aleación de soldadura utilizada. La aleación líquida se bombea a través de canales hasta un formador de olas. Existen varios tipos de formadores de olas. Una configuración tradicional es una ola de virutas combinada con una ola principal laminar. La onda de chip inyecta la soldadura en la dirección del movimiento de la placa de circuito impreso y permite soldar la cara posterior de los componentes SMD que están protegidos del contacto de la onda en la onda laminar por el cuerpo del propio componente es. La ola laminar principal fluye hacia delante, pero la placa trasera ajustable está colocada de tal forma que la placa empujará la ola hacia atrás. Esto evitará que la placa de circuito impreso sea arrastrada por los productos de reacción de la soldadura. Un formador de olas que está ganando popularidad es el de olas Wörthmann, que combina la función de la ola de chip y la ola principal en una sola ola. Esta ola es más sensible al ajuste correcto y al puenteado. Debido a que las aleaciones de soldadura sin plomo necesitan altas temperaturas de trabajo y tienden a oxidarse bastante, muchos procesos de soldadura por ola se realizan en atmósfera de nitrógeno. Una nueva tendencia del mercado y el considerado por algunos como el futuro de la soldadura es el uso de una aleación de bajo punto de fusión, ej. LMPA-Q. LMPA-Q necesita menos temperatura y reduce la oxidación. También tiene algunas ventajas relacionadas con los costes, como la reducción del consumo eléctrico, la reducción del desgaste de los soportes y la no necesidad de nitrógeno. También reduce el impacto térmico sobre los componentes electrónicos y los materiales de las placas de circuito impreso.