Soldadura por ola versus soldadura selectiva:¿cuál es mejor para ensamblajes de PCB complejos?

En la fabricación de productos electrónicos, la soldadura es uno de esos pasos que parece sencillo desde fuera pero que conlleva una enorme responsabilidad. Este es el paso en el que las cosas pueden unirse o desmoronarse. Sobre el papel, la mayoría de las uniones soldadas tienen el mismo aspecto. En la fábrica, son todo lo contrario. Un pequeño cambio de diseño, un conector adicional, un diseño más ajustado o un componente sensible pueden convertir repentinamente el método de soldadura de ayer en un problema hoy.

Cuando las empresas se acercan a nosotros en Karkhana.io para el ensamblaje de PCB y la fabricación de productos electrónicos, una de las conversaciones más comunes que tenemos es sobre soldadura selectiva versus soldadura por ola. Muchos equipos conocen estos términos, pero muy pocos entienden completamente cómo se comporta cada método una vez que una placa pasa del piso de diseño al piso de producción. 

En este artículo, explicaremos qué es la soldadura por ola, desglosaremos el proceso de soldadura por ola y definiremos claramente qué es la soldadura selectiva en términos reales de fabricación. Además, hablaremos sobre cómo un proceso de soldadura robótica encaja en la soldadura selectiva y por qué se ha convertido en una parte tan importante para ensamblajes de PCB complejos. Así que sin más preámbulos, ¡vamos directo al grano!

Comenzaremos con el método que ha existido por más tiempo. Estamos hablando de soldadura por ola, que es básicamente una técnica de soldadura masiva que se utiliza principalmente para ensamblajes de PCB con orificios pasantes. En este método, la PCB pasa sobre una onda de soldadura fundida que fluye continuamente, lo que permite que la soldadura se una con las almohadillas metálicas expuestas y los cables de los componentes en la parte inferior de la placa.

Si realmente desea comprender qué es el proceso de soldadura por ola, es importante observar cómo funciona paso a paso. 

En primer lugar, se aplica fundente a la PCB. Este paso es para limpiar la oxidación de las superficies metálicas y garantizar una humectación adecuada de la soldadura. Ahora, el tablero pasa por una zona de precalentamiento controlado. Este precalentamiento básicamente reduce el choque térmico y prepara el conjunto para el impacto de la soldadura. Después de eso, la PCB pasa sobre la onda de soldadura, donde la soldadura fundida forma juntas en todas las almohadillas expuestas simultáneamente. Finalmente, la placa se enfría para que las uniones de soldadura puedan solidificarse. 

Incluso hoy en día, la soldadura por ola sigue desempeñando un papel importante en la fabricación, especialmente cuando:

• La PCB está dominada por componentes de orificio pasante
• El diseño es abierto y no demasiado denso
• Los volúmenes de producción son altos
• El control de costes es una prioridad

Es por esto que históricamente se ha asociado lo que es la soldadura por ola a la velocidad y la eficiencia. Se sueldan muchas uniones, muy rápidamente, con una configuración relativamente simple. Dicho esto, a medida que los diseños de PCB han evolucionado, ¡la soldadura por ola ha comenzado a mostrar sus limitaciones!

¿Qué es la soldadura selectiva?

A medida que los PCB se volvieron más densos y con una tecnología más variada, los fabricantes necesitaron más control del que podía ofrecer la soldadura por ola. Ahí es donde entra en juego la soldadura selectiva. Es un método en el que la soldadura se aplica sólo a uniones específicas de una PCB, en lugar de a toda la placa. Entonces, sí, en lugar de exponer todo a la soldadura fundida, solo se enfocan las áreas requeridas. 

En los entornos de fabricación modernos, la soldadura selectiva casi siempre se implementa como un proceso de soldadura robótico. Le brinda un sistema programable que mueve una boquilla de soldadura con precisión a las uniones que necesitan soldarse. Luego sigue las rutas predefinidas con precisión repetible. ¡Eso sí que es tecnología moderna!

Literalmente permite soldar componentes con orificios pasantes en placas que ya tienen piezas SMT sensibles instaladas, sin riesgo de sufrir daños. Por lo tanto, el proceso generalmente implica fundente, precalentamiento controlado del área objetivo y aplicación precisa de soldadura. Y con eso, todo lo que esté fuera de esa zona permanece intacto. 

Pero no, la soldadura selectiva no se utilizó para reemplazar por completo la soldadura por ola. La razón por la que existe es que la soldadura por ola simplemente no es adecuada para muchas placas modernas. Estamos seguros de que sabes cómo los diseños se han vuelto más ajustados. Con esto, las combinaciones de componentes se volvieron más complejas y las expectativas de calidad aumentaron. Claramente, los fabricantes necesitan:

• Mejor control térmico
• Menor riesgo de puentes de soldadura
• Más flexibilidad para montajes mixtos

¡Es por eso que qué es la soldadura selectiva es una pregunta tan importante para las empresas que construyen la electrónica actual!

Tabla comparativa:soldadura selectiva frente a soldadura por ola

La siguiente tabla le ayudará a comprender la diferencia y lo que ofrecen ambos métodos: 

AspectoSoldadura por ondaSoldadura selectivaCobertura de soldaduraToda la parte inferior de PCBSolo uniones seleccionadasNivel de controlLimitadoAltoNaturaleza del procesoSoldadura masivaProceso de soldadura robóticaImpacto térmico En toda la placaLocalizadoMejor ajusteTableros simples con orificios pasantesTableros complejos de tecnología mixtaFlexibilidadBajoAltoRiesgo de defectos en placas densasMayorInferiorFacilidad de cambioModeradoMás fácil mediante programación

Es por eso que la soldadura selectiva versus la soldadura por ola no se trata de qué método es más nuevo o más avanzado. ¡Se trata de cuánto control realmente necesita tu tablero! 

¿Cuándo elegir qué método?

Esto es todo lo que necesita saber antes de tomar una decisión:

La soldadura por ola todavía se gana su lugar en la fabricación y somos muy deliberados acerca de dónde la usamos.

La soldadura por ola funciona bien cuando:

• El diseño de PCB es sencillo y directo 
• La mayoría de los componentes son de orificio pasante
• La placa puede tolerar la exposición al calor en toda su superficie
• Los volúmenes son lo suficientemente altos como para beneficiarse de la velocidad

En tales casos, no hay duda de que la soldadura por ola será una solución confiable y rentable para usted. 

Por otro lado, la soldadura selectiva cobra importancia cuando las placas dejan de ser simples.

Debería considerar seriamente la soldadura selectiva cuando:

• Los componentes SMT ya están colocados en la placa
• Solo es necesario soldar determinadas uniones con orificios pasantes
• Ciertos componentes son sensibles al calor
• El diseño deja poco margen para la dispersión de la soldadura

Debido a que la soldadura selectiva es un proceso de soldadura robótico, ofrece una repetibilidad que es difícil de lograr manualmente o con métodos masivos. La misma unión se suelda de la misma manera, cada vez, en miles de unidades.

Conclusiones

Las decisiones de soldadura dan forma a la confiabilidad y escalabilidad de su producto más de lo que la mayoría de los equipos creen. Comprender qué es la soldadura por ola, qué es el proceso de soldadura por ola y qué es la soldadura selectiva le permite tomar decisiones de fabricación informadas para su marca. Una vez que compare la soldadura selectiva con la soldadura por ola, será útil alinear su estrategia de soldadura con los requisitos de complejidad, volumen y calidad de su placa. ¡Lo cual es imprescindible!

Sin embargo, puede haber algunos altibajos y muchos problemas de soldadura no aparecen de inmediato. Aparecen más tarde como fallas intermitentes, costos de retrabajo o devoluciones de campo. Si desea evitar estos errores que comete la gente, elegir un socio de EMS confiable cambiará las reglas del juego para usted. Aquí en Karkhana.io, entendemos cómo un proceso de soldadura robótica bien implementado nos brinda el control necesario para los diseños actuales. Por eso, cuando su equipo acude a nosotros para preguntarnos sobre la soldadura selectiva frente a la soldadura por ola, analizamos:

• Disposición y apilado del tablero
• Sensibilidad del componente
• Volúmenes de producción esperados
• Objetivos de calidad y fiabilidad

¡Solo a partir de ahí, construimos una estrategia de soldadura que respaldará su fabricación a largo plazo y no solo el primer lote!

Preguntas frecuentes

1. ¿Cuáles son las desventajas de la soldadura por ola?

La soldadura por ola expone toda la parte inferior de la PCB a la soldadura fundida, lo que puede resultar problemático para placas densas o de tecnología mixta. Es por eso que muchos fabricantes evalúan cuidadosamente la soldadura selectiva frente a la soldadura por ola antes de finalizar su proceso.

2. ¿Cuál es la diferencia entre soldadura selectiva y soldadura por ola?

La diferencia está en el control. La soldadura por ola implica soldadura masiva en todos los ámbitos, mientras que la soldadura selectiva utiliza un proceso de soldadura robótica para apuntar únicamente a uniones específicas.

3. ¿Qué método de soldadura es el más adecuado para la producción en masa?

Para diseños simples de orificios pasantes, el proceso de soldadura por ola sigue siendo muy eficaz para la producción en masa. Para ensamblajes complejos, la soldadura selectiva a menudo escala mejor debido a la reducción de defectos.

4. ¿Por qué se utiliza la soldadura por ola?

La soldadura por ola se utiliza porque ofrece velocidad, consistencia y rentabilidad para diseños adecuados. Comprender qué es la soldadura por ola ayuda a los fabricantes a decidir dónde encaja todavía en la producción electrónica moderna.