IF 9057

Adecuado para

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  Soldadura en fase vapor

  La soldadura en fase vapor es un tipo de soldadura por reflujo utilizado en la fabricación de productos electrónicos que utiliza el calor transferido por un vapor para soldar componentes electrónicos a una placa de circuito impreso (PCB). La placa y los componentes no se calientan por encima de la temperatura del vapor, lo que limita el riesgo de dañar los componentes sensibles a la temperatura y los materiales de la placa de circuito impreso. Existen hornos de fase de vapor por lotes, así como hornos de fase de vapor en línea, pero el proceso es más lento que la soldadura por reflujo por convección estándar. El primer paso del proceso consiste en aplicar pasta de soldadura en los pads de la placa de circuito impreso o, en el caso de componentes con orificios pasantes, en los orificios pasantes. Esto último se denomina Pin in Paste (PiP) o tecnología de reflujo intrusivo. El principal método de aplicación es la impresión por estencil, pero también son posibles la dispensación y el chorro de pasta de soldadura. A continuación, los componentes electrónicos se colocan con sus cables sobre la pasta de soldadura o en el orificio pasante relleno de pasta de soldadura. A continuación, la unidad entrará en la cámara de fase de vapor, que es un área confinada y cerrada donde se calienta un líquido especial. Debido a su composición específicamente diseñada, empezará a entrar en fase de vapor a una temperatura determinada. Para las aleaciones de soldadura sin plomo, suele utilizarse un líquido con una temperatura de vapor de 230°C. El vapor que entra en contacto con la unidad electrónica más fría transferirá su calor y se condensará de nuevo en un líquido sobre la unidad electrónica. La interacción de este líquido condensado con la pasta de soldadura puede hacer que el flux de algunas pastas de soldadura se derrame por una gran superficie, creando una placa de circuito impreso visualmente sucia. Las pastas de soldadura para soldadura en fase de vapor como la IF 9057 limitan este fenómeno al mínimo. En algunas máquinas, la placa de circuito impreso puede acercarse verticalmente al líquido para mejorar la transferencia de calor. Junto con la unidad electrónica, la pasta de soldadura se calentará por encima de su punto de fusión durante un tiempo determinado para que puedan formarse las juntas de soldadura. Después, algunas máquinas crearán un vacío para que el exceso de líquido sobre la unidad electrónica se evapore más rápidamente y no sea arrastrado fuera de la máquina. El líquido es muy caro. Otra razón es reducir el vaciado en algunos componentes. El voding son burbujas de gas de, por ejemplo, flux de pasta de soldadura y otros que no encuentran la salida de la unión soldada antes de solidificarse y permanecen como una cavidad que podría afectar a la conductividad térmica y eléctrica y a la resistencia mecánica de la unión soldada. En general, la atmósfera en fase de vapor es más propensa a la formación de huecos que un horno de reflujo normal. El vacío puede reducir al mínimo la formación de huecos. La soldadura en fase vapor es conocida a ser mas sensible al fenomeno de lápida que la soldadura de reflujo.
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  Soldadura de reflujo

  La soldadura por reflujo es el proceso de soldadura más utilizado en el montaje de componentes electrónicos. Principalmente los componentes SMD (dispositivos de montaje superficial), pero también algunos componentes through hole, se sueldan en un horno de reflujo a una PCB (placa de circuito impreso) mediante una pasta de soldadura. El horno de reflujo suele ser un horno de convección forzada, pero también son posibles los hornos de fase de vapor e IR. El primer paso del proceso consiste en aplicar pasta de soldadura a las almohadillas de la placa de circuito impreso o, en caso de componentes con orificio pasante, en el orificio pasante. Esto último se denomina Pin in Paste (PiP) o tecnología de reflujo intrusivo. El principal método de aplicación es la impresión por esténcil, pero también son posibles la dispensación y el chorro de pasta de soldadura. Dependiendo del método de aplicación, la pasta de soldadura tendrá una consistencia diferente y se presenta en un envase distinto. La pasta de soldadura es una mezcla de polvo de soldadura y flux en gel. El tipo de flux en gel y el tipo de polvo, y en qué proporciones se mezclan, determinarán la consistencia de la pasta. El polvo de soldadura está hecho de una determinada aleación de soldadura y tiene un determinado tamaño de grano (distribución). Los tamaños de grano más finos se utilizan para componentes de paso más pequeño y aberturas de esténcil más pequeñas. La dosificación y aún más el chorreado también requieren tamaños de grano más finos. El gel flux contiene sustancias para desoxidar las superficies a soldar. También contiene sustancias que determinarán en gran medida la consistencia y el comportamiento de la pasta de soldadura en el proceso. Cuando se imprime pasta de soldadura por estarcido, un parámetro importante es que la pasta de soldadura mantenga sus propiedades de impresión durante el tiempo que vaya a estar sobre el estarcido. Esto suele denominarse la estabilidad de la pasta de soldadura. La estabilidad de la pasta de soldadura es difícil de cuantificar, pero puede estimarse a partir de la indicación de la vida útil del esténcil en la ficha técnica. Tras la aplicación de la pasta de soldadura, los componentes SMD se colocan sobre la pasta de soldadura con sus conexiones soldables. En la mayoría de los casos, esto se hace con una máquina Pick and Place. La pasta de soldadura debe tener suficiente fuerza de adherencia para mantener los componentes en su sitio hasta la soldadura. Una cinta transportadora llevará la placa de circuito impreso a través de un horno de reflujo en el que la placa de circuito impreso se somete a un perfil de soldadura por reflujo. Este perfil se crea mediante los ajustes de temperatura de las distintas zonas de convección. Suelen estar situadas tanto en la parte superior como en la inferior. Además de los ajustes de temperatura, en algunos casos también se puede programar la velocidad de convección de las zonas para conseguir una mejor o menor transferencia de calor, o cuando algunos componentes altos experimentan demasiada fuerza de la convección. El objetivo es conseguir que todos los componentes alcancen la temperatura de soldadura, que viene determinada por la aleación de soldadura utilizada, sin dañar o sobrecalentar los componentes sensibles a la temperatura. Esto puede suponer un reto en unidades con una gran diversidad de componentes grandes y pequeños o una distribución desigual del Cu en la placa de circuito impreso. Desde este punto de vista, una aleación de soldadura de bajo punto de fusión limita sustancialmente el riesgo de dañar o predañar los componentes y las placas de circuito impreso. La velocidad del transportador determinará el tiempo del perfil y el rendimiento del horno. En la mayoría de los casos, sin embargo, el proceso Pick and Place limita el rendimiento. No todos los componentes electrónicos son adecuados para la soldadura por reflujo. Algunos debido a su masa térmica como por ejemplo los grandes transformadores u otros debido a su sensibilidad térmica como por ejemplo algunos displays, conectores, relés, fusibles,... Estos componentes suelen estar disponibles como componentes pasantes y se sueldan en otros procesos como la soldadura selectiva, la soldadura por ola, la soldadura manual, la soldadura robotizada, la soldadura láser, ...
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  Impresión por est´éncil

  La impresión por estencil es el método más utilizado para aplicar pasta de soldadura en las almohadillas de una placa de circuito impreso (PCB) en la línea de montaje SMT (tecnología de montaje superficial) en la fabricación de productos electrónicos. Tras la impresión por esténcil, los componentes SMD (Dispositivo de Montaje Superficial) se colocan con sus contactos soldables sobre la pasta de soldadura y la placa de circuito impreso se transporta a través de un horno de reflujo donde los componentes se soldan a la placa de circuito impreso. La impresión por estencil también se puede utilizar para aplicar pasta de soldadura en orificios pasantes (THT) para la tecnología Pin in Paste (PiP, reflujo intrusivo) que está pensada para soldar componentes a través de orificios en el proceso de soldadura por reflujo . La impresión por esténcil también puede utilizarse para aplicar adhesivo SMT (pegamento) a la placa de circuito impreso. Los componentes SMD se colocan con su cuerpo sobre el pegamento que se curará en un horno de reflujo. Después, los componentes SMD pegados a la placa de circuito impreso se soldarán en un proceso de soldadura por ola. La placa de circuito impreso se presiona sobre una plantilla que tiene aberturas en las que debe depositarse la pasta de soldadura. En el esténcil hay un volumen de pasta de soldadura. Se baja una rasqueta sobre el esténcil con una presión determinada. La rasqueta se desplaza sobre el esténcil con una determinada velocidad de impresión. Esto hará que la pasta de soldadura ruede dentro de las aberturas. La velocidad de impresión puede estar determinada por el rendimiento deseado, típico de las producciones de gran volumen, pero puede estar limitada por la pasta de soldadura utilizada. Esta velocidad puede variar entre 20-150 mm/s. Una vez establecida la velocidad deseada, habrá que determinar una presión de impresión para esa velocidad de impresión. Velocidades más altas requieren presiones más altas. La presión de impresión correcta es la presión mínima necesaria para obtener una pantalla limpia después de la impresión, lo que significa que toda la pasta de soldadura excesiva ha sido eliminada por la rasqueta. La placa se aleja verticalmente del esténcil, la pasta de soldadura se desprende del esténcil y las almohadillas de la placa de circuito impreso tienen depósitos de pasta de soldadura. El objetivo es obtener un resultado de impresión bien definido en el que toda la pasta de soldadura se haya desprendido del esténcil y no haya quedado pasta de soldadura entre el esténcil y la placa de circuito impreso. Evidentemente, la liberación de la pasta de soldadura es más difícil en el caso de aberturas más pequeñas y esténciles más gruesos. Algunas normas de diseño dicen que la relación entre la superficie de la apertura y la superficie de los lados ("paredes") de la apertura no es preferiblemente inferior a 0,6. La calidad del esténcil es un parámetro importante para un buen desprendimiento de la pasta. Los lados rugosos tienen más probabilidades de adherir la pasta de soldadura. Existen diferentes tipos de esténciles. El más popular es el esténcil de acero inoxidable con aberturas cortadas con láser que se alisan después mediante un proceso químico. A veces se tratan con un revestimiento para una mejor liberación de la pasta. Las principales razones por las que la pasta de soldadura queda prensada entre el esténcil y la placa de circuito impreso son un mal sellado entre la placa y el esténcil o una presión de impresión demasiado alta para la velocidad de impresión utilizada. Esto puede provocar la formación de bolas o puentes de soldadura tras el reflujo. Algunas máquinas de impresión tienen una unidad automatizada de limpieza bajo el esténcil que puede programarse para limpiar el esténcil después de tantas impresiones. Esto facilitará un resultado de impresión estable. Es aconsejable no utilizar líquidos de limpieza a base de IPA o de agua en estas unidades, ya que pueden afectar a la estabilidad de la pasta de soldadura. Es aconsejable utilizar productos específicamente diseñados para este fin. La estabilidad de la pasta de soldadura en el esténcil, es decir, lo bien que la pasta de soldadura mantiene sus propiedades de impresión a lo largo del tiempo, también es un parámetro para un proceso de impresión estable. Algunas máquinas de impresión tienen integrada una AOI (Inspección Óptica Automatizada) que comprobará el resultado de la impresión y emitirá una alarma si se desvía de los valores deseados programados. Esto ayudará a evitar que se fabriquen unidades electrónicas con juntas de soldadura que no se ajusten a un buen estándar.
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  Dispensación

  La dispensación es una tecnología utilizada en la fabricación de productos electrónicos para aplicar pasta de soldadura (o un adhesivo) desde una jeringa a una placa de circuito impreso (PCB). La dispensación es una forma más flexible de aplicar pasta de soldadura que la impresión por estarcido estándar, ya que permite aplicar pasta de soldadura de forma selectiva con la presencia de componentes premontados en la superficie. Sin embargo, la dispensación es un proceso mucho más lento que la impresión por estarcido y no es adecuado para producciones de gran volumen. Por eso se utiliza sobre todo para añadir pasta de soldadura adicional en una línea de montaje SMT (tecnología de montaje superficial), pero también para retrabajos y reparaciones y en la creación de prototipos. La dosificación puede realizarse de forma manual o automática. En retrabajo y reparación suele hacerse manualmente con un sistema que aplica aire a presión al émbolo de la jeringa y la pasta de soldadura se empuja hacia fuera a través de una aguja. Pero también puede hacerse a mano con un émbolo manual. En los procesos automatizados, como en un dispensador independiente en una línea de montaje SMT o en un dispensador incorporado en una impresora de esténciles, existen dos sistemas principales para empujar la pasta de soldadura fuera de la jeringa: La presión de aire y el tornillo Archimes. Los sistemas de aire a presión suelen ser más baratos pero la estabilidad volumétrica de los depósitos de pasta de soldadura es un poco más difícil de controlar, especialmente cuando la jeringa está casi vacía y hay un mayor volumen de aire comprimido en combinación con menos material en la jeringa que necesita ser movido por esta presión de aire. Los sistemas con el tornillo de Arquímedes suelen ser más estables y rápidos. Sin embargo, dependiendo de la calidad de la pasta de soldadura, pueden ser sensibles a algunas partículas muy finas de la pasta de soldadura que se aplastan entre el tornillo de Arquímedes y las paredes laterales y que pueden bloquear la aguja por donde sale la pasta de soldadura. Cuanto más pequeña y larga sea la aguja, mayor será el riesgo de bloqueo de la aguja. El tamaño de la aguja se elige en función del tamaño del depósito de soldadura deseado. El tamaño del grano de la pasta de soldadura se elige en función de este tamaño de aguja. En general, se puede utilizar una pasta de soldadura de tipo 3 para agujas con un diámetro interior superior a 0,5 mm, una de tipo 4 para agujas con un diámetro interior de hasta 0,25 mm y una de tipo 5 para agujas con un diámetro interior de hasta 0,15 mm. El rendimiento de dosificación de una pasta de soldadura puede variar de un tipo a otro en términos de estabilidad volumétrica y sensibilidad al bloqueo de la aguja. Si una jeringa de pasta de soldadura se ha almacenado demasiado tiempo, demasiado caliente o demasiado fría, esto también puede afectar al rendimiento de dispensación. La medida en que el tiempo y la temperatura afectan al rendimiento de la dosificación también puede variar de una pasta de soldadura a otra. La pasta de soldadura para dispensar puede estar disponible en diferentes tipos de jeringas requeridas por la máquina a la que va destinada. También pueden estar disponibles con diferentes tipos de émbolos requeridos por la viscosidad de la pasta de soldadura a dispensar. Los tamaños estándar de las jeringas son 5CC, 10CC y 30CC.
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  Soldadura sin plomo

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  Soldadura con plomo

Principales ventajas

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  Apto para Pin-in-Paste (PIP)

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  Residuo post reflujo transparente

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  Absolutamente libre de halógenos

  La química de soldadura absolutamente libre de halógenos no contiene halógenos ni haluros añadidos intencionadamente. La clasificación IPC permite hasta 500ppm de halógenos para la clasificación más baja 'L0'. Los flux para soldadura, las pastas de soldadura y los alambres de soldadura de esta clase suelen denominarse 'libres de halógenos'. La química de soldadura absolutamente libre de halógenos va un paso más allá y no contiene este nivel 'permitido' de halógenos. Específicamente en combinación con aleaciones de soldadura sin plomo y en aplicaciones electrónicas sensibles, se ha informado de que estos bajos niveles de halógenos causan problemas de fiabilidad como, por ejemplo, corrientes de fuga demasiado altas. Los halógenos son elementos de la tabla periódica como el Cl, el Br, el F y el I. Tienen la propiedad física de que les gusta reaccionar. Esto es muy interesante desde el punto de vista de la química de la soldadura porque su función es limpiar los óxidos de las superficies a soldar. Y efectivamente los halógenos realizan muy bien ese trabajo, incluso superficies difíciles de limpiar como el latón, Zn, Ni,...o superficies muy oxidadas o degradadas de I-Sn y OSP (Protección Orgánica de Superficies) pueden soldarse con la ayuda de flux halogenados. Los halógenos proporcionan una gran ventana de proceso en la soldabilidad. Sin embargo, el problema es que los residuos y productos de reacción de los flux halogenados pueden ser problemáticos para los circuitos electrónicos. Suelen tener una alta higroscopicidad y una elevada solubilidad en agua y suponen un mayor riesgo de electromigración y de altas corrientes de fuga. Esto supone un alto riesgo de mal funcionamiento del circuito electrónico. Específicamente con las aleaciones de soldadura sin plomo hay más informes de que incluso los niveles más pequeños de halógenos pueden ser problemáticos para las aplicaciones electrónicas sensibles. Las aplicaciones electrónicas sensibles suelen ser circuitos de alta resistencia, circuitos de medición, circuitos de alta frecuencia, sensores,... Por eso la tendencia es alejarse de los halógenos en la química de la soldadura en la fabricación de productos electrónicos. En general, cuando la soldabilidad de las superficies a soldar del componente y de la placa de circuito impreso (PCB) son normales, no hay necesidad de estos halógenos. Los productos de soldadura absolutamente libres de halógenos diseñados de forma inteligente proporcionarán una ventana de proceso lo suficientemente amplia como para limpiar las superficies y obtener un buen resultado de soldadura y esto en combinación con residuos de alta fiabilidad.
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  A base de colofonia

  La colofonia es un producto natural procedente de los árboles. Hay muchos tipos de colofonias con propiedades muy diferentes, pero se aplican algunas propiedades generales. Como parte de la química de la soldadura, al igual que los flux de soldadura, las pastas de soldadura y los alambres de soldadura, en general, la colofonia proporciona una gran ventana de proceso en el proceso de soldadura. Esto significa que, en general, es capaz de soportar tiempos más largos y temperaturas más altas que, por ejemplo, una resina. Una ventaja de la colofonia en un flux líquido es que, en general, tiende a dejar menos bolas de soldadura en la máscara de soldadura tras la soldadura por ola o selectiva. Además, el residuo de colofonia proporcionará una cierta protección contra la humedad atmosférica. Esto puede proporcionar una posibilidad extra de superar las pruebas de fiabilidad climática. Sin embargo, esta capacidad de protección se degrada con el tiempo. Por otro lado, la colofonia contenida en un flux para soldadura líquida también puede tener algunas desventajas. Aumenta el riesgo de que se obstruya la boquilla de pulverización o la boquilla de chorro de las máquinas de soldadura por ola y selectiva. Los residuos que quedan en la máquina y en los soportes son bastante difíciles de limpiar. Los residuos que quedan en la placa de circuito impreso pueden interferir en la prueba de pines eléctricos (ICT, In Circuit Testing) y crear un problema de contacto causando una lectura falsa/error falso. En algunos casos esto puede llevar a la obstrucción del flujo de producción. Cuando parte de la colofonia que contiene el flux pulverizado acaba accidentalmente en los contactos de, por ejemplo, un conector, un interruptor/relé/contactor con una carcasa parcialmente abierta o en los contactos de carbono o en el patrón de contactos de la placa de circuito impreso, esto también puede provocar problemas de contacto. En general, los residuos de colofonia son poco compatibles con los revestimientos conformados. Tras un ciclo térmico, el revestimiento conforme puede empezar a mostrar grietas por las que puede penetrar la humedad atmosférica y condensarse. Teniendo en cuenta todo lo anterior, sopesando las ventajas de la colofonia en los flux líquidos para soldadura frente a los inconvenientes, existe una tendencia actual a optar por flux líquidos sin colofonia. Los flux clasificados 'OR' no contienen colofonia. La colofonia se utiliza muy a menudo en los hilos de soldadura debido a su amplia ventana de proceso en tiempo y temperatura. La desventaja es que la colofonia tiende a decolorarse con la temperatura y deja residuos visualmente pesados. Cuando el alambre de soldadura se utiliza para repasar placas de circuito impreso electrónicas, este residuo es para algunos fabricantes electrónicos no deseable, ya que no les gusta que sus clientes vean que se ha realizado un repaso en una placa de circuito impreso. La limpieza de estos residuos de colofonia requiere agentes de limpieza especiales y es un proceso que lleva mucho tiempo. En este caso, los fabricantes pueden optar por un hilo de soldadura clasificado RE como el IF 14. Los residuos son mínimos y pueden eliminarse con un cepillo seco. La colofonia también se utiliza en pastas de soldadura. Además de proporcionar una buena ventana de proceso en tiempo y temperatura, también proporciona una buena estabilidad de la pasta de soldadura sobre el esténcil. Esto facilitará un proceso de impresión estable y, por tanto, unos resultados de soldadura y unos índices de defectos estables. La decoloración de la colofonia en la soldadura por reflujo no es tan prominente como en el caso del hilo de soldadura porque las temperaturas en la soldadura por reflujo son más bajas que en la soldadura manual. Aún así, el residuo de colofonia tiene poca compatibilidad con el revestimiento de conformación y con el tiempo, tras los ciclos térmicos, podría mostrar grietas o desprendimiento del revestimiento de conformación. Aunque la mayoría de los fabricantes aplican el revestimiento de conformación sobre los restos de pasta de soldadura, para obtener resultados óptimos es aconsejable limpiar los restos de pasta de soldadura. Dadas las ventajas de la colofonia descritas anteriormente, la mayoría de las pastas de soldadura contienen colofonia.
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  No-Clean - No necesita limpieza posterior

  Cuando un producto de soldadura lleva la etiqueta No-Clean, significa que ha superado pruebas de fiabilidad como una prueba de resistencia al aislamiento superficial (SIR) o una prueba de migración electro(química). Estas pruebas están diseñadas para comprobar las propiedades higroscópicas de los residuos del producto de soldadura en condiciones de temperatura elevada y humedad relativa alta. No-Clean indica que los residuos pueden permanecer en la unidad electrónica tras el proceso de soldadura sin ser limpiados. Esto se aplicará con diferencia a la mayoría de las aplicaciones electrónicas. Para aplicaciones electrónicas muy sensibles, que suelen ser circuitos electrónicos de alta resistencia, circuitos electrónicos de alta frecuencia, etc... es posible que sea necesaria la limpieza de la unidad electrónica. Siempre es responsabilidad del fabricante electrónico juzgar si la limpieza es necesaria o no.
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  Disponible en aleaciones sin plomo

  Las aleaciones sin plomo son aleaciones de soldadura sin Pb que se utilizan para conectar componentes electrónicos a placas de circuito impreso (PCB) en la fabricación de productos electrónicos. En 2006 la legislación restringió el uso del plomo (Pb) por el riesgo de que los productos electrónicos al final de su vida útil depositados en vertederos contaminaran las aguas subterráneas y el Pb se introdujera en el ecosistema. Cuando el cuerpo humano absorbe el Pb, es muy difícil eliminarlo y se sabe que causa todo tipo de problemas de salud (a largo plazo). En 2006, la legislación restringió el uso del plomo (Pb). Por ello, la industria se vio obligada a buscar alternativas sin Pb. Al final, la industria se estandarizó con aleaciones de soldadura basadas en Sn(Ag)Cu. Estas aleaciones ofrecían una utilizabilidad aceptable en los procesos de soldadura existentes, en combinación con una fiabilidad mecánica suficiente de las uniones soldadas y buenas propiedades térmicas y eléctricas. El principal inconveniente de las aleaciones de Sn(Ag)Cu son sus puntos de fusión (o rangos de fusión) bastante elevados, que dan lugar a temperaturas de funcionamiento bastante altas. Esto induce tensiones termomecánicas en la unidad electrónica en los procesos de soldadura que pueden provocar daños o predaños en algunos materiales y componentes de las placas de circuito impreso sensibles a la temperatura. Las temperaturas de soldadura típicas en la soldadura por ola son de 250-280°C, en la soldadura selectiva de 260-330°C y el picoT° medido en el reflujo de 235-250°C. La aleación más popular es la Sn96,5Ag3Cu0,5 con una temperatura de fusión en torno a los 217°C, a menudo denominada SAC305. Otras versiones son SnAg4Cu0,5, SnAg3,8Cu0,7, SnAg3,9Cu0,6,...Las diferencias en el punto de fusión entre estas aleaciones y las diferencias en términos de propiedades mecánicas, eléctricas y térmicas son para la mayoría de aplicaciones electrónicas y procesos de soldadura no significativas. Por razones de coste, la que tiene menor contenido en Ag es la preferida y ésa es la SAC 305. También por razones de coste, existe una tendencia hacia las aleaciones SnAgCu de bajo contenido en Ag como, por ejemplo, Sn99Ag0,3Cu0,7, Sn98,5Ag0,8Cu0,7,... a menudo denominadas aleaciones de bajo contenido en SAC. Estas aleaciones tienen un intervalo de fusión entre 217°-227°C. Esto, en la mayoría de los casos, requerirá temperaturas de trabajo más elevadas en los procesos de soldadura de hasta 10°C, lo que para algunos componentes sensibles a la temperatura puede ser significativo. Las propiedades mecánicas, eléctricas y térmicas de las aleaciones con bajo contenido en SAC difieren un poco más de las aleaciones SAC estándar. En general, tienen una menor resistencia a los ciclos térmicos (fatiga), pero para la mayoría de las aplicaciones electrónicas esto no es significativo. Sin embargo, la temperatura de trabajo 10°C más alta requerida suele ser un problema en la soldadura por reflujo porque la mayoría de las unidades electrónicas tendrán uno o más componentes sensibles a la temperatura. Además, en general las uniones soldadas SMD (Dispositivo de Montaje Superficial) son más débiles que las uniones soldadas a través de orificios y las aleaciones SAC en general tienen una resistencia al ciclo térmico bastante pobre, específicamente en uniones soldadas delgadas. Teniendo en cuenta todos estos parámetros, en la mayoría de los casos se optará por las aleaciones SAC estándar y no por las de bajo SAC para la soldadura por reflujo. Para la soldadura por ola la historia es un poco diferente. El baño de soldadura por ola con una aleación de soldadura sin plomo genera bastantes óxidos debido a su elevada temperatura de trabajo. Por eso muchos fabricantes optan por máquinas cerradas de nitrógeno. Sin embargo, esto requiere una inversión en infraestructura que no todos los fabricantes están dispuestos o pueden hacer. Los óxidos generados, en general, se vuelven a vender al fabricante de la aleación de soldadura donde se reciclan. El coste total para el fabricante de electrónica en este asunto es bastante elevado, sobre todo con las aleaciones de soldadura de alta Ag como la SAC305. Por eso se tiende a utilizar aleaciones con bajo contenido en SAC e incluso SnCu (sin Ag). También en este caso el punto de fusión más alto requerirá un aumento de la temperatura de funcionamiento para conseguir un relleno aceptable de los orificios pasantes. Como en la mayoría de los casos el calor se aplica desde la parte inferior y a los conductores de los componentes, los componentes sensibles a la temperatura situados en la parte superior de la placa en general no sufren demasiado por ello. En cuanto a la fiabilidad mecánica de la aleación baja en SAC y SnCu, es un problema menor porque las uniones soldadas a través de los orificios son, en general, mucho más resistentes que las uniones SMD. Cuando los componentes SMD (pegados) se sueldan por ola en la parte inferior de la placa de circuito impreso, esto puede ser diferente. También cuando hay que soldar aplicaciones térmicamente pesadas, los puntos de fusión más altos pueden dar problemas con un buen relleno de los orificios pasantes y se conocen casos en los que la temperatura de trabajo tuvo que elevarse tanto que el material de la placa de circuito impreso y algunos componentes de la cara superior resultaron dañados. En esos casos, una aleación de soldadura de bajo punto de fusión es una buena solución. Las aleaciones de bajo punto de fusión a base de SnBi nunca se consideraron una alternativa viable en el cambio de aleaciones con Pb a aleaciones sin Pb debido a su incompatibilidad con el Pb y en la fase de transición, en la que todavía muchos componentes y materiales de PCB contenían Pb, era imposible utilizarlas. Sin embargo, desde hace un par de años la industria está empezando a reconsiderar las aleaciones de bajo punto de fusión porque tienen muchas ventajas y el riesgo de contaminación por Pb se ha vuelto extremadamente bajo. Una aleación de bajo punto de fusión para soldadura como, por ejemplo, la LMPA-Q, requiere temperaturas de funcionamiento mucho más bajas que las aleaciones estándar para soldadura sin plomo. En la soldadura por reflujo requiere una T° pico de 190°C-210°C, en la soldadura por ola la temperatura del baño suele ser de 220°C-230°C y en la soldadura selectiva, la temperatura de trabajo suele ser de 240°C-250°C. Esto reduce sustancialmente el riesgo de dañar los componentes sensibles a la temperatura y los materiales de las placas de circuito impreso e incluso facilita el uso de componentes y materiales más baratos que son sensibles a la temperatura. En la soldadura por reflujo, la aleación de bajo punto de fusión también proporciona un menor vaciado en los BTC (Bottom Terminated Components). En general, las aleaciones de bajo punto de fusión tienen menos de un 10% de vaciado, mientras que las aleaciones SAC sin plomo suelen tener entre un 20 y un 30% de vaciado. En la soldadura por ola, la aleación de bajo punto de fusión permite velocidades de producción más rápidas de hasta el 70% y en la soldadura selectiva, donde la soldadura de conectores puede realizarse hasta 50 mm/s, el tiempo total del proceso puede reducirse a la mitad, aumentando la capacidad de la máquina en un 100%. Además, la aleación de bajo punto de fusión no tiene problemas con el buen relleno de agujeros pasantes en componentes térmicamente pesados. El uso de nitrógeno para la soldadura por ola y por reflujo es posible pero no necesario. Las propiedades térmicas, eléctricas y mecánicas de la aleación de bajo punto de fusión LMPA-Q son suficientes para la mayoría de las aplicaciones electrónicas. Dadas todas estas ventajas, muchos ven en las aleaciones de bajo punto de fusión el futuro de la fabricación electrónica.
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  Disponible en aleaciones con base de plomo

  Las aleaciones a base de plomo son las aleaciones tradicionales a base de SnPb(Ag) que se utilizaban para conectar los componentes electrónicos a las placas de circuito impreso (PCB) en la fabricación de productos electrónicos antes de 2006. En 2006, la legislación restringió el uso del plomo (Pb) por el riesgo de que los componentes electrónicos al final de su vida útil depositados en vertederos contaminaran las aguas subterráneas y el Pb se introdujera en el ecosistema. Cuando el cuerpo humano absorbe el Pb, es muy difícil eliminarlo y se sabe que causa todo tipo de problemas de salud (a largo plazo). Por este motivo, la fabricación de productos electrónicos introdujo las aleaciones de soldadura sin plomo. Como la fiabilidad a largo plazo de las aleaciones sin plomo aún no estaba establecida en ese momento (2006), se permitió que algunas ramas críticas de la industria electrónica como, por ejemplo, la automoción, el ferrocarril, la medicina, el ejército,... siguieran utilizando temporalmente las aleaciones SnPb(Ag). Pero también en estas ramas se está eliminando gradualmente el uso de aleaciones con base de plomo. Las aleaciones más típicas para la soldadura por ola eran el Sn60Pb40 y el Sn63Pb37, con un punto de fusión en torno a los 183°C. Esto facilitaba temperaturas de funcionamiento en torno a los 250°C. El comportamiento de oxidación de las aleaciones se consideró aceptable y no fue necesario el uso de una atmósfera cerrada de nitrógeno como para las aleaciones sin plomo. Para la soldadura por reflujo, la aleación más típica fue la Sn62Pb36Ag2 con un punto de fusión en torno a los 179°C. La adición de Ag aporta una fiabilidad mecánica adicional a las uniones de soldadura SMD (dispositivo de montaje superficial) que suelen ser menos resistentes que las uniones de soldadura pasante. La aleación facilitó (midió) temperaturas máximas de entre 200-230°C. El uso de nitrógeno en el reflujo existía, pero ciertamente no estaba tan extendido como con las aleaciones sin plomo.

Propiedades físicas y químicas

Conformidad

RO L0 según las normas IPC y EN

Contenido de haluros

0,00%

Documentos

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  TD IF 9057 SnPbAg (PDF)

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  TD IF 9057 lead-free (PDF)

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