Técnicas probadas de soldadura PCB para prevenir cortocircuitos

Sobre soldadura PCB, ¿tu proyecto de placa de circuito impreso (PCB) siempre funciona? ¿Te resulta frustrante cuando tu PCB no funciona solo por cortocircuito, tal vez? Pero, ¿qué causa este cortocircuito? Demasiada soldadura, tal vez. Pero no te preocupes; incluso los ingenieros expertos encuentran problemas durante el proceso de soldadura.

Así que, si buscas soluciones a los diversos problemas causados por la soldadura, te tenemos cubierto. En este artículo, te contaremos todo sobre la soldadura PCB. Mencionaremos cómo hacerlo correctamente y qué problemas comunes ocurren durante o después del proceso. Y luego, discutiremos cómo prevenir o reducir estos problemas de soldadura PCB.

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Métodos de soldadura PCB

1.1 ¿Qué es la soldadura PCB?

La soldadura es el método para colocar uno o más componentes electrónicos en PCB usando soldadura. La soldadura se funde y fija los componentes electrónicos en sus lugares. El punto de fusión del metal de soldadura es menor que el de las piezas y el PCB. Por tanto, la soldadura PCB también se llama soldadura PCB.

Por lo tanto, el proceso de soldadura tiene un vasto número de aplicaciones. Puede utilizarse en fontanería, reparación de electrónica doméstica, electrónica y proyectos eléctricos, etc. El funcionamiento y rendimiento de tu circuito electrónico dependen en gran medida de la soldadura PCB ideal. Primero, necesitas ser experto en desarrollar el circuito PCB completo. Y si eres inexperto, necesitas conocer los trucos de soldadura. Los trucos de soldadura son métodos adecuados de soldadura.

En las siguientes secciones, se han descrito diferentes métodos de soldadura PCB. Por favor, léelos cuidadosamente y comienza. Necesitarás una placa de circuito impreso, soldador, hilo de soldadura y flux. La figura 1 muestra un soldador soldando en una placa de circuito impreso.

1.2 Tipos de métodos de soldadura PCB

Los métodos de soldadura son de dos tipos: soldadura dura y soldadura suave. Además, la soldadura dura se divide en dos categorías más: soldadura fuerte y soldadura de plata.

1.2.1 Soldadura dura

Esta categoría de soldadura implica conectar dos componentes metálicos mediante una soldadura sólida, que se extiende en los huecos de los elementos visibles debido a la alta temperatura. El metal de relleno de huecos soporta altas temperaturas, que pueden ser superiores a 450°C (840°F). Este era el concepto básico detrás de la soldadura fuerte. Ahora, te contaremos sobre soldadura fuerte y soldadura de plata.

1.2.2 Soldadura de plata

Necesitarás comprar una aleación de plata y actuará como metal de relleno de huecos. Es un método impecable útil para fabricar elementos pequeños, herramientas construidas y hacer mantenimiento periódico. Sin embargo, la soldadura de plata no se recomienda para relleno de huecos. Te sugerimos usar un flux diferente para obtener resultados precisos de la soldadura de plata.

1.2.3 Soldadura fuerte (brazing)

En la soldadura fuerte, dos componentes se conectan creando un relleno metálico líquido. Este relleno seguirá el vaso y correrá a través de las uniones. Luego, se enfriará para proporcionar una unión sólida a los componentes electrónicos. El magnetismo atómico y la difusión son los procesos responsables de esta unión sólida. Verás que este tipo de soldadura hace una conexión fiable. El metal latón se usa principalmente para relleno de huecos. La figura 2 ilustra la vista cercana del elemento de cobre de soldadura fuerte.

1.2.4 Soldadura suave

La soldadura suave es la técnica usada para colocar piezas compuestas muy pequeñas que tienen puntos de fusión bajos. Las características del compuesto se habrían agrietado durante el proceso de soldadura. ¿Puedes adivinar por qué? Es porque la soldadura se hace a altas temperaturas. Así, en este caso, necesitarás una aleación de estaño para el metal de relleno de huecos. El punto de fusión del metal de relleno no debe ser menor a 400°C (752°F). Si buscas una recomendación de fuente de calor, te sugerimos comprar un soplete de gas.

No te preocupes si no estás familiarizado con términos de soldadura como flux, soldador, etc. En el próximo capítulo, explicaremos estos términos en detalle. Además, te daremos algunos consejos para el proceso de soldadura.

Herramientas y consejos para soldadura

Algunos de ustedes ya estarán familiarizados con todas las herramientas requeridas para soldar el PCB. Sin embargo, los principiantes en electrónica a menudo sufren porque empiezan a trabajar sin antes obtener la información necesaria. Saber todo de antemano es la clave para reducir los diversos problemas de soldadura.

En este capítulo, te contaremos todo sobre las herramientas requeridas y consejos para soldadura PCB. Así, como principiante, podrás soldar tus componentes electrónicos incluso en el primer intento con éxito.

2.1 Herramientas requeridas para soldadura PCB

2.1.1 Soldador

El soldador es la herramienta esencial requerida para el proceso de soldadura. Actúa como fuente de calor para la soldadura suave. Puedes usarlo para soldar componentes electrónicos manualmente. Funde el hilo de soldadura para que pueda correr en los huecos entre dos conexiones. Para la mayoría de proyectos electrónicos, los soldadores con capacidad de potencia de 15W a 30W son los mejores.

Además, si quieres soldar cables y elementos pesados, deberías comprar un soldador con mayor capacidad de potencia. Mayormente, 40W o más será suficiente. La figura 3 demuestra un soldador y su soporte. La figura 4 muestra una pistola de soldar. Puedes observar fácilmente la diferencia en sus formas. La pistola siempre tendrá mayores vatios y necesitará corriente eléctrica para pasar a través de ella.

3 Un soldador colocado en su soporte

4 Una pistola de soldar lista para soldar componentes electrónicos

2.1.2 Flux de soldadura y pasta de soldadura

También necesitarás comprar una pasta o crema de soldadura para una soldadura perfecta. Esta pasta de soldadura tendrá flux en ella. La pasta de soldadura se usa para unir las patas de circuitos integrados (ICs) a los puntos de conexión en un PCB. Las patas son los terminales de tus ICs o paquetes de chips.

El flux de soldadura incluido es un agente purificador químico. Es beneficioso para el proceso de soldadura ya que tiene tres funciones principales. Primero, elimina el óxido de los elementos electrónicos que se van a soldar. Segundo, mantiene el aire fuera y así elimina óxido extra. Y tercero, mejora la capacidad de mojado de la soldadura fluida. La figura 5 ilustra la pasta de soldadura.

5 La pasta de soldadura

2.1.3 Hilo de soldadura y pelacables

Por último, indudablemente necesitarás un hilo de soldadura y su pelacables. El hilo de soldadura es el hilo metálico que actuará como soldadura suave. Tiene un punto de fusión bajo y actúa como relleno de huecos para las uniones en el PCB. En otras palabras, es simplemente una "soldadura". Encontrarás hilos de soldadura de estaño y plomo para proyectos electrónicos. La figura 6 muestra un carrete de hilo de soldadura, y la figura 7 demuestra su pelacables.

6 Carrete de hilo de soldadura

7 Un pelacables

2.2 Consejos para evitar problemas de soldadura

Aquí discutiremos algunos consejos que te ayudarán a evitar muchos problemas de soldadura. Primero, deberías usar disipadores de calor. Son necesarios para unir cables de componentes eléctricos sensibles como circuitos integrados y transistores.

En segundo lugar, intenta mantener la punta del soldador limpia y ordenada. Una excelente punta asegurará mejor conducción de calor y resultará en una unión mejorada. Puedes usar una esponja humedecida para limpiar el extremo. En tercer lugar, asegúrate de que las uniones soldadas sean correctas. Porque en circuitos complejos, hay posibilidad de que algunas conexiones soldadas no estén ahí. Así que revisar después de soldar cada componente electrónico te ahorrará frustración al final. Necesitas confirmar que las uniones están ahí.

En cuarto lugar, deberías soldar primero los componentes electrónicos diminutos. Componentes pequeños incluyen diodos, resistencias, cables puente y elementos similares. Y, características significativas son como transistores y condensadores. Este consejo hará que el ensamblaje de piezas en PCB sea más fácil para ti. Además, también deberías soldar los componentes electrónicos sensibles al final. Ayudará a evitar daños a ellos mientras sueldas otros componentes. Características sensibles incluyen MOSFETs, CMOS, ICs, microcontroladores, etc.

Al final, este es un consejo de salud: asegúrate de trabajar en una habitación con ventilación suficiente. Debes evitar el humo generado por la soldadura suave. Este humo es tóxico, y una ventilación abundante asegurará que no se acumule en tu habitación. La figura 8 ilustra el humo que se forma durante el proceso de soldadura.

Figura 8 El humo que se forma durante el proceso de soldadura

Problemas comunes de soldadura

Algunos problemas de soldadura pueden ocurrir cuando estás modelando una placa de circuito impreso. Estos problemas pueden aumentar tus costes y disminuir los rendimientos de fabricación. Lo peor de todo, tu producto encontrará retrasos en pasar del tablero de dibujo al usuario. Y, estos problemas resultan principalmente de fallos en el proceso de fabricación o diseño de tus proyectos. Afortunadamente, hay soluciones presentes para evitar estos problemas.

En este capítulo, discutiremos los problemas comunes de soldadura, y en el próximo capítulo, discutiremos sus soluciones.

3.1 Problemas de soldadura causados por soldadura manual

Los siguientes son los seis problemas comunes causados por soldar a mano:

El siguiente punto define qué es una unión en frío. 1. Unión perturbada: Una unión perturbada resulta del movimiento de la soldadura mientras se solidificaba. La unión puede tener una superficie cristalina, rugosa o escarchada. También se llama a veces "unión en frío". La figura de abajo muestra una unión perturbada.

Una superficie desigual o rugosa a menudo categoriza la unión. 2. Unión en frío: Causarás una "unión en frío" si no dejaste que la soldadura se fundiera completamente. La conexión de soldadura será pobre, y las roturas pueden crecer en ella con el tiempo. La figura de abajo ilustra una unión en frío.

3. Unión sobrecalentada: Encontrarás una unión sobrecalentada si la soldadura no ha corrido bien. Y, arreglar esta unión se vuelve difícil debido a los restos de flux quemado. La figura mostrada abajo ilustra una unión sobrecalentada.

4. Mojado insuficiente: En este caso, la soldadura moja bien los terminales pero no forma una conexión madura con el pad. Este problema puede ser causado si no proporcionas calor al pin y al lugar. La figura mostrada abajo demuestra mojado insuficiente.

5. Soldadura escasa: Causarás una unión de soldadura escasa si no usas suficiente soldadura. Resultará en una unión débil y puede causar roturas por estrés y daño con el tiempo. La figura mostrada abajo demuestra la unión de soldadura escasa.

6. Demasiada soldadura: No debes poner demasiada soldadura en una unión ya que esto también causa un problema. Hay posibilidad de que ni el pad ni el pin se mojen. Asegúrate de dar a la unión de soldadura una superficie cóncava, como se muestra en la figura abajo.

3.2 Problemas de soldadura causados por fabricantes

Si te preguntas que los problemas de soldadura solo son causados por trabajar manualmente, estás equivocado. Incluso los fabricantes de PCB, usando máquinas, pueden causar problemas de soldadura que deben abordarse. Los siguientes son los cuatro problemas comunes causados por fabricantes:

1. Puente de soldadura: En un puente de soldadura, dos uniones de soldadura hacen una conexión inesperada. Esta conexión puede resultar en cortocircuitos en tu circuito. La figura mostrada abajo demuestra un puente de soldadura.

2. Componentes levantados: Durante el proceso de soldadura por ola realizado por los fabricantes, los componentes electrónicos pueden levantarse de la superficie de tu PCB. La figura mostrada abajo ilustra componentes levantados.

3. Pads levantados: Cuando los fabricantes intentan desoldar componentes, sus pads pueden levantarse de la superficie de tu PCB. La figura mostrada abajo demuestra pads levantados.

4. Bola de soldadura: En la formación de bolas de soldadura, un pequeño trozo de soldadura se queda pegado a tu PCB. Ocurre durante el proceso de soldadura por ola. La figura mostrada abajo muestra una bola de soldadura.

Técnicas para reducir problemas de soldadura

Este capítulo explicará en detalle cómo puedes reparar rápidamente todos los problemas de soldadura mencionados anteriormente.

1. Reparar unión perturbada: Puedes recalentarla y darle tiempo para enfriar sin interrupción.

2. Reparar unión en frío: Aquí de nuevo, puedes recalentarla hasta que la soldadura empiece a fluir.

3. Reparar unión sobrecalentada: Limpia tu PCB usando un cepillo de dientes o un poco de alcohol isopropílico. Eliminará el flux quemado.

Reparar mojado insuficiente: Solo necesitas poner la punta del soldador caliente al final de la unión hasta que la soldadura empiece a fluir. Esta soldadura líquida entonces cubrirá el pad.

1. Reparar soldadura escasa: Deberías añadir más soldadura después de recalentar la unión.

2. Reparar demasiada soldadura: El exceso de soldadura puede retirarse con una punta de soldador caliente, malla de desoldar o un desoldador.

3. Reparar puente de soldadura: El exceso de soldadura puede retirarse con una punta de soldador caliente, malla de desoldar o un desoldador.

Prevenir componentes levantados: Los fabricantes deberían usar un PCB robusto durante el proceso de soldadura por ola. El PCB no debería doblarse si los elementos se mantienen planos.

Reparar pad levantado: Puedes conectar el terminal a una pista de cobre aún en su lugar soldando.

Prevenir bola de soldadura: De nuevo, puede repararse recalentándola. Para prevención, los fabricantes no deberían establecer temperaturas demasiado altas en la máquina de soldadura por ola.

Conclusión

En este artículo, hemos explicado todo lo que necesitas saber sobre soldadura PCB. Nuestro objetivo principal era contarte sobre los métodos y técnicas para reducir problemas de soldadura. Pero antes de saltar directamente a ello, también hemos mencionado la información de fondo requerida. Además, también hemos incluido consejos que te ayudarán a evitar estos problemas en primer lugar.

Si aún tienes preguntas, puedes contactarnos en ADMIN@MFGROBOTS.COM. Nuestro equipo de expertos e ingenieros estará más que feliz de ayudarte.