Soldadura sin Plomo vs. Soldadura con Plomo: Comparación Experta y Guía Práctica

Casi todos los dispositivos electrónicos utilizan soldadura como "pegamento" que une los componentes a la placa de circuito impreso (PCB). Ya sea soldadura sin plomo o con plomo, la función es prácticamente la misma. Sin embargo, diferentes productos y aplicaciones pueden requerir tipos de soldadura distintos.

La elección de la soldadura puede afectar significativamente el proceso de soldadura. Si la alternativa es incorrecta, el proceso resultará complicado. Lo único necesario es adquirir conocimientos teóricos sobre la elección y el tipo de soldadura. Con ellos, podrás realizar un proceso de soldadura sencillo y eficaz.

Según tus necesidades, puedes elegir entre soldadura con plomo y opciones sin plomo. Ambas tienen ventajas y desventajas. Por tanto, para garantizar la calidad de las uniones de soldadura, debes encontrar la mejor opción para tu caso.

1. ¿Qué es la Soldadura?

¿Qué es exactamente la soldadura? ¿Por qué usar soldadura sin plomo en lugar de soldadura con plomo? ¿Existen desventajas asociadas a ambas? Este artículo profundiza en la comparativa entre soldadura sin plomo y con plomo. Al final, comprenderás todo lo que necesitas saber sobre ambos tipos.

Pero primero, ¿qué es la soldadura? La soldadura es una aleación metálica compuesta por plomo y estaño que se funde mediante un soldador caliente. El calentamiento del soldador se realiza a temperaturas elevadas de unos 315 °C (600 °F). En el momento en que el soldador se enfría, crea una unión eléctrica robusta.

La soldadura tradicional utilizada en la industria electrónica es una mezcla de plomo y estaño. Es importante destacar que diferentes tipos de soldadura se usan para diversos propósitos. Incluso en fontanería, el uso de soldadura es intensivo.

En electrónica, el tipo de soldadura que usan los ensambladores es 40 % plomo y 60 % estaño. Se conoce como "Mezcla Eutéctica". Aunque es un término químico, esta mezcla se funde a temperaturas muy inferiores a las que cabría esperar.

2. Soldadura sin Plomo vs. Soldadura con Plomo

Ahora que entiendes qué es la soldadura, ¿qué son la soldadura sin plomo y la soldadura con plomo? ¿Cuáles son los usos de la soldadura con plomo? Aquí tienes una explicación clara entre ambas y los principales beneficios de la soldadura con plomo, especialmente en la industria electrónica.

Con el impulso hacia la reducción del plomo en la electrónica, la soldadura sin plomo se utiliza ahora casi en todas partes. Por razones de salud y medioambientales, algunas directivas prohíben el uso comercial de plomo. Esto significa que las soldaduras tradicionales que contienen plomo no estarán disponibles para ejercicios de soldadura (especialmente para aficionados).

Recientemente, la soldadura tradicional estaño-plomo está siendo reemplazada rápidamente por otros tipos de soldadura sin plomo. Existen varias variedades en el mercado. Una contiene 0,7 % cobre y 99,3 % estaño.

Sin embargo, esto no debería suponer problemas para aficionados o constructores caseros. Estas nuevas soldaduras sin plomo funcionan exactamente igual que las tradicionales.

Luego está la soldadura con plomo.

La soldadura a base de plomo es el punto de partida de la revolución electrónica. La mezcla a base de plomo contiene una mezcla de (60 % estaño y 40 % plomo). Su punto de fusión ronda los 170–190 °C. Conocida coloquialmente como soldadura blanda, es una opción obvia debido a su menor punto de fusión. El plomo es otro material que previene el crecimiento de "bigotes de estaño".

Hay muchas razones para usar soldadura con plomo. La mayoría de los aficionados a la soldadura usan soldadura con plomo en casi todos sus proyectos. Proyectos no comerciales o de uso público pueden emplear soldadura con plomo. Estos proyectos no requieren el cumplimiento estricto de la normativa RoHS.

La soldadura con plomo es ideal para proyectos basados en su punto de fusión más bajo. Aquí no se requiere tanto calor. El tiempo de enfriamiento es más rápido gracias a los puntos de fusión más bajos, lo que reduce las posibilidades de uniones de soldadura en frío.

Con soldadura con plomo, los aficionados no tienen que gastar demasiado material. A diferencia de los fabricantes comerciales, el tiempo de enfriamiento es más rápido. El menor consumo es una gran razón por la que muchos aficionados no enfrentan restricciones. Gracias a su uso reducido, también disminuye el desperdicio procedente de la soldadura con plomo.

3. ¿Por Qué Usamos Soldadura sin Plomo?

La soldadura sin plomo es mejor en comparación con la soldadura con plomo. Los ensambladores de PCB que han cambiado a soldadura sin plomo están convencidos de sus beneficios.

Nuevas Regulaciones RoHS

Primero, usamos soldadura sin plomo para cumplir con las directrices RoHS. RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas) afecta a toda la industria electrónica. También involucra la fabricación de productos electrónicos. Con origen en Europa, estas directivas restringen el uso de sustancias químicas peligrosas en la fabricación de productos electrónicos.

Según las regulaciones RoHS, los fabricantes electrónicos que no cumplan todas las directrices no podrán hacer negocios. Desde el 1 de julio de 2006, todos los productos aplicables deben pasar las directrices RoHS. Además del plomo, otras sustancias químicas peligrosas incluyen ftalato de butilbencilo, cromo hexavalente y ftalato diisobutilo.

Protección del Medio Ambiente

Además de las regulaciones RoHS, los ensambladores recurren a soldaduras sin plomo para proteger el medio ambiente. El plomo que llega al suelo se filtra a suelos, aire y agua. Puede permanecer en el entorno durante mucho tiempo.

El plomo en los combustibles causa contaminación atmosférica, especialmente en centros urbanos. Los suelos cerca de autopistas y carreteras se acumulan con el tiempo. Cuando sopla el polvo, las partículas de plomo pueden llegar a lagos y ríos circundantes. El plomo puede afectar negativamente a la vida marina y a quienes viven cerca de los lagos.

El agua potable contaminada con plomo puede ser peligrosa con el tiempo. La exposición alta al plomo puede causar debilidad, anemia, daño cerebral y renal. Para las mujeres embarazadas, el plomo es peligroso. Puede dañar el sistema nervioso del bebé en desarrollo.

Mejor Soldadura de PCB

Finalmente, los fabricantes usan soldadura sin plomo porque resulta en una mejor soldadura de PCB. Las soldaduras sin plomo no se extienden durante el reflujo. Por tanto, los resultados son mejores durante la soldadura de PCB. Durante la soldadura sin plomo, no hay desgaste rápido de la plantilla ni otros problemas significativos.

Los fabricantes de circuitos que usan soldadura con plomo tienen más probabilidades de experimentar vacíos y elevación de filetes en orificios pasantes. Todos estos son casos que ocurren, especialmente al usar soldadura con plomo. Pero los resultados en una PCB son excelentes al usar soldadura sin plomo.

Si comparas los resultados de PCB de soldadura sin plomo y con plomo, notarás una gran diferencia. Los productos que ves de PCBs sin plomo son perfectos. Todos los componentes se adhieren correctamente a la placa al usar soldadura sin plomo.

4. ¿Cuáles son las Desventajas de la Soldadura sin Plomo Comparada con la Soldadura con Plomo?

La soldadura con plomo es fácil de manejar

Aunque la soldadura sin plomo funciona excelentemente, hay áreas donde la soldadura con plomo rinde mejor. Primero, la soldadura con plomo es relativamente fácil de manejar. Incluso si un niño la ingiere, el cuerpo la absorbe como tóxica.

A diferencia de la soldadura sin plomo, el plomo puro es fácil de manejar y quitar de las manos. Eso no ocurre con la soldadura sin plomo. Además, la soldadura con plomo es fácil de aprender. Si quieres saber sobre soldadura, la formación se suele hacer con soldadura con plomo.

Requiere menor temperatura

Además de ser fácil de manejar, la soldadura con plomo necesita una temperatura más baja para fundirse. Las soldaduras sin plomo tienden a fundirse a temperaturas altas de unos 217 °C / 422 °F. Pero no es el caso de las soldaduras a base de plomo. Estas requieren temperaturas de 183 °C / 361 °F. Los componentes electrónicos y materiales de PCB deben soportar temperaturas muy altas.

Menos problemas de calidad con la punta

Con soldadura con plomo, también hay menos problemas de calidad con la punta del soldador. El proceso de soldadura sin plomo exige el uso de soldadores de alta potencia. Con ellos, puedes dañar la punta. De nuevo, esto puede causar problemas de calidad en tu placa. Pero no ocurre cuando eliges soldadura con plomo.

Debido a la alta temperatura de soldadura requerida en la soldadura sin plomo, es posible que tengas que retirar la punta rápidamente. Sin embargo, evitas ese escenario al recurrir a la soldadura con plomo. Muchos fabricantes de circuitos son conscientes de este factor.

Falta de tensión superficial

Discutiblemente, la mayor desventaja de la soldadura sin plomo es la falta de tensión superficial. La soldadura sin plomo no puede resistir fuerzas externas. Si se expone a entornos hostiles, los componentes pueden desprenderse fácilmente.

Duración de la vida útil

Se extiende la vida útil del fundente de soldadura con plomo usado por el fabricante. Sin embargo, no es el caso de la soldadura sin plomo. Debido a la exposición al oxígeno en la soldadura sin plomo, el cambio puede no durar mucho. El plomo puro consiste en mecanismos de envejecimiento menores. Su vida útil es 2 veces más larga comparada con la soldadura sin plomo.

5. Diferencia de Rendimiento entre Soldadura sin Plomo vs. Soldadura con Plomo

Diferencia en el Punto de Fusión

En cuanto a rendimiento, la soldadura con plomo y sin plomo funcionan ligeramente diferente. La primera diferencia es el punto de fusión. La soldadura sin plomo demanda temperaturas de soldador más altas. Debido a los altos puntos de fusión, debes estar preparado para tiempos de permanencia más largos.

Como se mencionó brevemente, el punto de fusión de la soldadura tradicional con plomo es alrededor de 183 °C. Por otro lado, el de la soldadura sin plomo es 217 °C. Dado que el punto de fusión de la soldadura sin plomo es alto, conlleva algunas consecuencias. Por ejemplo, el aumento de temperatura conduce a la oxidación de la soldadura. Las temperaturas de soldadura también pueden afectar a los condensadores electrolíticos.

Mojabilidad

La diferencia en mojabilidad es otro factor diferenciador. En PCBs, el mojado es la forma en que la pasta de soldadura fundida se une correctamente a los componentes. Una soldadura mal mojada se ve gris y mate. El mojado tiende a ser más lento con soldadura sin plomo y tiene un aspecto mate. Pero las uniones de soldadura con plomo tradicionales tienden a ser brillantes y limpias. La mojabilidad insuficiente es peligrosa en las uniones de una PCB. Hace que las uniones funcionen mal y altas tasas de rechazo de placas de circuito.

Diferente temperatura aplicable

Por último, la diferente temperatura aplicable es otra diferencia de rendimiento entre ambas. La soldadura sin plomo demanda altas temperaturas de soldador. Lo mismo no ocurre con la soldadura con plomo. Incluso las temperaturas de refundición para soldadura sin plomo deben ser ligeramente superiores, a diferencia de las de soldadura con plomo.

6. Diferencia Física entre Soldadura sin Plomo vs. Soldadura con Plomo

Hay algunas diferencias físicas entre la soldadura con plomo y la sin plomo. Probablemente, la más significativa es la materia prima. En la producción de ambas, los fabricantes usan fundente. Al añadir pasta de soldadura con plomo, lo llamamos fundente con plomo. Pero al añadir pasta de soldadura sin plomo, se denomina fundente sin plomo.

El siguiente aspecto físico diferenciador es la diferencia de uso. Mayormente, la soldadura con plomo se usa en proyectos de aficionados. Estos proyectos no están sujetos a estrictas directrices RoHS. Pero, por otro lado, la soldadura sin plomo se aplica a proyectos serios que deben cumplir directivas RoHS.

Las uniones de soldadura sin plomo tienden a ser grises, mates y rugosas en apariencia. Pero si examinas uniones de soldadura con plomo, la mayoría tienden a ser brillantes y limpias. Exhiben un aspecto pulido y suave. Además, en términos de densidad, la soldadura con plomo tiende a ser ligeramente más pesada que la sin plomo. La soldadura con plomo es 8,5 g/m², mientras que la sin plomo es 3,5 g/m².

7. Soldadura sin Plomo vs. Soldadura con Plomo – Defectos Causados por la Soldadura sin Plomo

La soldadura sin plomo, especialmente mediante directivas RoHS, no es un concepto nuevo. Cientos de miles de ensambladores de placas de circuito la usan durante el montaje. Sin embargo, existen algunos defectos notables con la soldadura sin plomo. Estos defectos a menudo involucran PCB multicapa gruesos.

Bigotes de Estaño (Tin Whiskers)

En este punto, examinaremos los defectos significativos que causa la soldadura sin plomo. El primer defecto son los bigotes de estaño. Son estructuras finas, conductoras, en forma de aguja o filamento que sobresalen de la superficie de una PCB. Estas superficies consisten en estaño como acabado final.

Desafortunadamente, los bigotes de estaño constituyen un defecto significativo causado por la soldadura sin plomo. Provocan cortocircuitos en la placa. Para evitarlos, necesitas experiencia con el soldador. Necesitas buena experiencia trabajando con soldadura sin plomo. Requerirás experiencia, práctica y conocimiento al soldar.

Crecimiento de Dendritas Metálicas

Además del crecimiento de bigotes de estaño, otro problema causado por la soldadura sin plomo es el crecimiento de dendritas metálicas. El desarrollo de dendritas metálicas afecta la funcionalidad de una placa. Una dendrita es un depósito de óxido metálico con forma dendrítica o un trozo de metal que se encuentra en la superficie del aislamiento de la PCB.

Las dendritas metálicas presentan varios procedimientos de crecimiento diferentes que provienen de los bigotes de estaño. Surgen debido a la migración iónica y también son peligrosas para una placa de circuito. Según ensambladores de PCB, también provocan cortocircuitos que pueden afectar la funcionalidad de la placa.

Generación de CAF (Filamento Anódico Conductivo)

En tercer lugar, la soldadura sin plomo tiende a generar CAF (Conductive Anode Filament). El Filamento Anódico Conductivo también ocurre debido a reacciones electroquímicas. Al igual que los dos anteriores, es otro gran problema que resulta en fallos de PCBs.

Aunque la soldadura sin plomo tiende a ser ideal comparada con la soldadura con plomo, tiene sus desventajas. Como ves, el Filamento Anódico Conductivo es uno de esos problemas. Si los fabricantes no reparan este problema a tiempo, puede resultar costoso.

Defecto de Estaño (Tin Pest)

Por último, tenemos la plaga del estaño o defecto de estaño como otro problema que la soldadura sin plomo puede causar. Muchos fabricantes electrónicos luchan mucho en esta área. La ocurrencia de plagas/defectos de estaño no es deseable.

Las plagas de estaño surgen durante un cambio de fase de polimorfismo espontáneo. Si la temperatura es inferior a 13 °C, habrá cambios notables. Cambiará de estaño blanco con densidad de 7,30 g/cm³ a gris con espesor de 5,77 g/cm³.

Teóricamente, las plagas o defectos de estaño son amenazantes. Muchos fabricantes de circuitos hacen lo posible para evitar instancias de plagas de estaño. Aunque puede conllevar riesgo de fiabilidad, rara vez ocurren ya que la mayoría de las veces hay una mezcla de impurezas en el estaño.

Todos los anteriores son posibles defectos que pueden surgir al usar soldadura sin plomo. Importante notar que no son todos. Otros incluyen contaminación de cobre, erosión de cobre, elevación de filetes. Algunos reportan vacíos por contracción y menor fluidez, otros reportan parámetros operativos más estrictos.

Como ves, los defectos que la soldadura sin plomo puede causar son muchos. Sin embargo, eliminar o minimizar tales debilidades no es un proceso difícil. Mientras los fabricantes se adhieran a tecnologías modernas de soldadura, pueden evitarlos.

8. Soldadura sin Plomo vs. Soldadura con Plomo – ¿Cómo Elegir la Mejor Solución de Soldadura?

Entonces, ¿cómo eliges el tipo de soldadura a usar? ¿Deberías optar por plomo o sin plomo? Durante mucho tiempo, la soldadura basada en plomo pareció un ejercicio universal. Nadie la cuestionó. Sin embargo, las cosas comenzaron a cambiar ya que el plomo tiene efectos dañinos en la salud.

El plomo puede causar insuficiencia hepática y daño renal. Es aún peor para madres embarazadas que puedan ingerirlo. Al ver los efectos dañinos del plomo, comenzó un movimiento hacia la adopción de soldadura sin plomo. La soldadura sin plomo no contiene plomo. Los grandes fabricantes electrónicos comerciales enfatizan su uso.

Hoy, si eres observador, notarás que la soldadura sin plomo es aplicable en casi todos los dispositivos electrónicos, aunque algunos argumentan que es ligeramente más difícil de trabajar (como sus altos puntos de fusión). No obstante, superaremos las dificultades poco a poco.

Pero todo lo que podemos decir ahora es que la elección depende de tu proyecto. ¿Eres un aficionado que quiere aprender sobre soldadura? Quizás no eres un fabricante comercial de circuitos. Si es así, la soldadura con plomo será ideal. Es barata y no violarás directivas RoHS ya que no son comerciales.

Pero, ¿eres un fabricante de alta calidad que quiere vender sus productos? Si es así, querrás recurrir a soldadura sin plomo. La soldadura sin plomo es ecológica y no peligrosa para la salud humana. También brindan algunos de los mejores resultados de soldadura de placas de circuito. Si la calidad es primordial para ti, elige soldadura sin plomo.

Resumen

Ahí lo tienes: una guía completa que debes conocer entre soldadura sin plomo y soldadura con plomo. Según tu proyecto, puedes tener que elegir entre soldadura con plomo y sin plomo. Asegúrate de mantenerte alejado de la soldadura con plomo si puedes tener problemas con las autoridades. La soldadura con soldadura sin plomo brinda los mejores resultados posibles.

¿Tienes más preguntas que necesiten soluciones urgentes? Cuando lo consideres oportuno, llámanos para todas tus necesidades de soldadura con o sin plomo. Estamos más que felices de ayudarte. Con nosotros, tendrás la seguridad de información de alta calidad o soluciones de PCB sin plomo. Contamos con un equipo de atención al cliente receptivo y altamente capacitado. En todo momento, están listos para asistirte con todas tus consultas e inquietudes.