Plain Solder Wires

aleación de soldadura

Hilo de soldadura simple Interflux® para la alimentación automática de soldadura en sistemas de soldadura selectiva en aleaciones sin plomo y SnPb(Ag) y en la aleación LMPA-Q. Los diámetros estándar son de 2 mm y 3 mm en un papel de 4 kg.

Plain Solder Wire LMPA-Q 4kg

Adecuado para

  • 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.

  • El pre-estañado es una técnica de soldadura utilizada para alambres y cables y también para los conductores de algunos componentes electrónicos y mecánicos. El pre-estañado aplica una capa de soldadura en 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. El pre-estañado se suele realizar sumergiendo la superficie a soldar en soldadura líquida, que suele ser una aleación de Sn(Ag)Cu sin plomo. Algunos sistemas utilizan una pequeña ola de soldadura líquida o una boquilla que lanza un chorro de soldadura líquida para realizar la pre-estañado. El proceso de pre-estañado puede hacerse manualmente, pero en la mayoría de los casos se realiza en un proceso automatizado. Antes de soldar, el cable o hilo se sumerge en un flux de soldadura. Para evitar residuos de flux tras la soldadura, la profundidad de inmersión en el flux suele ser menor o igual que 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 después 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 temperatura de la aleación de soldadura suele ser más alta que en 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.

  • 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.

  • Por "bajo punto de fusión" se entiende el punto de fusión o el intervalo de fusión de una aleación de soldadura que es inferior al de las aleaciones convencionales sin plomo, que suelen ser aleaciones basadas en Sn(Ag)Cu. La gran mayoría de las aleaciones de bajo punto de fusión contienen Bi debido a la propiedad de reducción del punto de fusión del Bi. La principal razón que impulsa las aleaciones de bajo punto de fusión es la sensibilidad a la temperatura de algunos componentes electrónicos y materiales de las placas de circuito impreso. Esos componentes y materiales pueden resultar dañados o predañados por las temperaturas de soldadura utilizadas para las aleaciones de Sn(Ag)Cu. Esto puede provocar un fallo prematuro de la unidad electrónica en el campo, lo que puede resultar caro de reparar y, en algunos casos, puede llevar a situaciones peligrosas. Las aleaciones de bajo punto de fusión permiten temperaturas de soldadura sustancialmente más bajas y reducen así el riesgo de (pre)dañar los componentes sensibles a la temperatura y los materiales de las placas de circuito impreso. Una aleación de soldadura de bajo punto de fusión como, por ejemplo, LMPA-Q, requiere temperaturas de funcionamiento mucho más bajas que las aleaciones de soldadura sin plomo estándar. 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. 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 presenta problemas de buen llenado 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 consideran que las aleaciones de bajo punto de fusión son el futuro de la fabricación electrónica.

  • Soldadura sin plomo

  •

    Soldadura con plomo

Principales ventajas

  • LMPA significa aleación de bajo punto de fusión. Para saber más, visite lmpa-q.com

  • 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.

  • 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

Diámetro del alambre
2 mm o 3 mm
Bobinas
1kg o 4kg (125mm x 125mm)

Documentos