Defectos Comunes en Soldadura PCB y Soluciones Prácticas

1. Relleno Insuficiente de Agujeros

En la soldadura de placas PCB, el relleno insuficiente de agujeros está entre los problemas más comunes en PCBs que consisten en orificios pre-taladrados usados para montar piezas en la placa. En resumen, cuando hay falta de soldadura suficiente para llenar los agujeros taladrados en la placa, se produce un sub-relleno en las trincheras, lo que significa que una vez que la soldadura se enfría, no se adherirá correctamente a la placa de circuito impreso.

Afortunadamente, los casos de relleno insuficiente de agujeros pueden solucionarse. Como diseñador de PCB, la mejor forma de arreglar tal problema es asegurar que pases tu placa por varias comprobaciones pre-soldadura. Comprueba el tipo de flux que estás usando, sin olvidar asegurar un volumen suficiente de flux para cubrir toda la placa. Además, es esencial asegurar que el diámetro de los pines y el tamaño de los pads coincidan.

2. Hueco en la Unión de Soldadura

En la soldadura de PCBs, asegurar que las uniones de soldadura en la placa estén bien hechas es de importancia en la construcción electrónica. Uniones de soldadura débiles con huecos en ellas harán que el equipo no funcione como se desea o la posibilidad de que la unión de soldadura falle intermitentemente. Desafortunadamente, las diferencias en la unión de soldadura son defectos típicos de soldadura por onda que muchos técnicos de soldadura de placas de circuito impreso enfrentan.

No todo está perdido, aunque hay algunos consejos que pueden ayudar a los diseñadores a desarrollar uniones de soldadura. Aquí algunos de ellos:

1. Asegura que todas las superficies que necesitan soldadura estén libres de grasa y limpias
2. Asegura que los componentes a soldar estén firmemente sujetos para evitar movimiento durante el proceso de soldadura, ya que esto puede provocar huecos en la unión de soldadura
3. Antes de permitir cambios, asegúrate de que la soldadura en la unión se enfríe
4. Retira el soldador lo antes posible para evitar casos de "huesos secos" (dry joints), de ahí huecos en las uniones de soldadura

3. Paso de Pad (Pad Pitch)

En general, si hay una forma de evitar taladrar agujeros en tu placa de circuito impreso, deberías hacerlo. Pero a veces, no puedes evitar taladrar agujeros en tu placa. La mayoría de las veces, harás agujeros en la PCB, que es cuando requieres un pad de paso (pitch pad). Los pads de paso tienen materiales que se funden al componerse. De nuevo, en la soldadura de placas PCB, los mejores materiales de pad de paso para usar se convierten en un gran desafío. Algunos no son buenos y no están a la altura de la tarea.

Sin embargo, para evitar los problemas anteriores, es esencial tomarse un tiempo considerable para colocar los pads de paso correctamente antes de comenzar el proceso de soldadura. Además, como diseñador que quiere obtener excelentes resultados, puedes tener que optar por pasos tan bajos como 0,55 mm.

4. Aplicación de Resistencia de Soldadura (Solder Resist)

La resistencia de soldadura (solder resist) es una parte integral de la tecnología PCB. La máscara de soldadura o resistencia de soldadura en la placa de circuito impreso realiza varias funciones esenciales que vale la pena notar. Por ejemplo, la resistencia de soldadura protege una PCB de desafíos mecánicos y corrosión. También previene problemas mecánicos en la placa durante el proceso de soldadura por onda.

Sin embargo, en la soldadura por onda de PCBs, la aplicación de resistencia de soldadura es un gran desafío que enfrentan muchos técnicos de soldadura de placas PCB. Solo las áreas que requieren soldadura deben quedar expuestas para la soldadura por onda para evitar defectos en la placa. Pero de nuevo, la aplicación reducida de resistencia de soldadura es un defecto común que muchos diseñadores de PCB enfrentan.

5. Decoloración de la Máscara de Soldadura

Aunque la mancha de la máscara de soldadura puede parecer un problema cosmético, sus causas deben investigarse a fondo por tu fabricante. Encontrar disfraces decolorados puede identificarse fácilmente en tu PCB, en la resistencia de soldadura, la cinta transportadora o incluso en el equipo de soldadura por onda. Las causas comunes de decoloración de la máscara de soldadura incluyen el uso de diferentes componentes de flux, mezclar varios lotes de PCBs durante la soldadura por onda, y cambiar el tipo de máscara de soldadura o su grosor a mitad del proceso.

La decoloración de la máscara de soldadura también es un defecto familiar de soldadura por onda que muchos fabricantes de placas de circuito impreso encuentran. Para asegurar que las instancias de decoloración de la máscara de soldadura no ocurran, los fabricantes deben vigilar el rango de temperaturas de soldadura PCB que usan, evitar el uso de diferentes materiales de flux y ceñirse al mismo grosor de máscara de soldadura.

6. Mala Penetración

El flux debe estar presente en los orificios pasantes plateados para permitir eficazmente que se forme una unión de soldadura en la parte superior de la placa. Si logras condiciones de precalentamiento perfectas, entonces la penetración del flux será útil, resultando en una placa de circuito impreso de alta calidad. La mala penetración puede ser causada ya sea por precalentamiento inadecuado o aplicación reducida de flux.

Para eliminar casos de mala penetración –especialmente si es relacionada con flux– es esencial asegurar que usas la cantidad correcta de flux en lugar de usar flux bajo. Además, el precalentamiento suficiente es necesario para asegurar que el material penetre en las áreas previstas de la placa.

7. Componentes Levantados (Tombstoning)

También llamados "tombstones" (lápidas), los componentes levantados son las partes aéreas de una placa de circuito impreso durante la soldadura por onda. Algunas de las causas más comunes de elementos levantados o tombstones incluyen:

1. Uso de ingredientes con necesidades variables de temperatura y tipo de soldadura.
2. Longitudes de patillas incorrectas e intentar realizar soldadura por onda, especialmente en PCBs flexibles que se doblarán como el resto de las piezas se mantienen planas.

Para corregir adecuadamente la flexión de la placa de circuito impreso, necesitas verificar dos veces el tipo de PCB que estás usando además de sus fuerzas térmicas. Si quieres abordar longitudes de patillas incorrectas, puede que tengas que golpear el baño de soldadura para empujarlas a través del orificio pasante. Por último, es esencial comprobar las tolerancias térmicas de tu PCB y todas sus partes. Componentes con diferentes temperaturas de soldabilidad pueden levantarse durante la soldadura por onda. Pero para evitar tales casos, es vital asegurar que los ingredientes usados tienen requisitos iguales.

8. Fenómeno de Bolas de Soldadura (Solder Balling)

La formación de bolas de soldadura surge como otro desafío que los diseñadores de PCB enfrentan, especialmente en el proceso de soldadura por onda. El solder balling ocurre cuando pequeñas partículas de soldadura vuelven a adherirse, especialmente cerca de las patillas de la placa de circuito impreso. Algunas de las causas subyacentes de la formación de bolas de soldadura incluyen el uso de soldadura a alta temperatura, soldadura que cae cuando se separa de la placa, y gases líquidos que escupen de vuelta a la placa.

Hay medios para arreglar problemas ordinarios de solder balling. Sin embargo, una de las mejores formas de arreglar desafíos ordinarios de solder balling es desde el diseño de la PCB. Al seleccionar la máscara de soldadura que quieres usar al crear tu PCB. En la medida de lo posible, intenta buscar una que venga con pocas posibilidades de permitir que la soldadura se adhiera a ella. Además, también puedes necesitar comprobar la cantidad de aire que fluye en el tanque de soldadura y la proporción de nitrógeno presente en el entorno de tu tanque de soldadura.

9. Generación de Marca de Soldadura (Solder Mark)

En la fabricación de placas de circuito impreso, las marcas de soldadura son colectivas en referenciación de posición. Las máscaras de soldadura consisten en pequeños círculos rellenos de cobre y un área clara de la capa de resistencia de soldadura. A veces, se vuelve difícil generar una marca de soldadura al realizar soldadura por onda.

Para asegurar que la referenciación de posición se haga correctamente, es esencial usar las máquinas o equipos adecuados para generar máscaras de soldadura para referencia de posición.

Resumen

Ahí lo tienes, diez defectos actuales de soldadura por onda y sus soluciones. Lo anterior son problemas comunes que tienen una alta probabilidad de arruinar un diseño de PCB por lo demás excelente. Pero de nuevo, debes ser consciente de que los casos anteriores no siempre emanan de ti.

A veces, tu fabricante puede estar en falta. Si buscas un diseñador en el mercado para asistirte en tu próximo proyecto de placa de circuito impreso, entonces WellPCB es tu elección ideal. En WellPCB podemos resolver cualquier defecto de soldadura por onda y otros problemas que puedan surgir durante la fabricación. Siéntete libre de contactarnos a tu mayor conveniencia. Estaremos encantados de discutir todas las preguntas que puedas tener.