La soldadura selectiva es el proceso de soldadura selectiva de componentes a placas de circuito impreso y módulos moldeados que podrían dañarse por el calor de un horno de reflujo o soldadura por ola en una tecnología tradicional de montaje en superficie (SMT) o procesos de ensamblaje con tecnología de orificio pasante . Esto generalmente sigue un proceso de reflujo de horno SMT; Las piezas que se van a soldar selectivamente suelen estar rodeadas por piezas que se han soldado previamente en un proceso de reflujo de montaje en superficie, y el proceso de soldadura selectiva debe ser lo suficientemente preciso para evitar dañarlas.
Procesos
Los procesos de ensamblaje utilizados en la soldadura selectiva incluyen:
- Herramientas de apertura selectiva sobre soldadura por ola : estas herramientas enmascaran áreas previamente soldadas en el proceso de soldadura por reflujo SMT, exponiendo solo aquellas áreas que se soldarán selectivamente en la apertura o ventana de la herramienta. La herramienta y el conjunto de la placa de circuito impreso (PCB) se pasan luego por un equipo de soldadura por ola para completar el proceso. Cada herramienta es específica para un conjunto de PCB.
- Fuente de soldadura por inmersión selectiva de masa : una variante de soldadura de apertura selectiva en la que las herramientas especializadas (con aberturas para permitir que la soldadura se bombee a través de ella) representan las áreas a soldar. Luego, la PCB se presenta sobre la fuente de soldadura selectiva; toda la soldadura selectiva de la PCB se suelda simultáneamente cuando la placa se baja a la fuente de soldadura. Cada herramienta es específica para un conjunto de PCB.
- Fuente (s) de soldadura selectiva de onda en miniatura : Esto normalmente utiliza una onda de soldadura bombeada en miniatura redonda, similar al extremo de un lápiz o crayón, para soldar secuencialmente la PCB. El proceso es más lento que los dos métodos anteriores, pero más preciso. La PCB puede fijarse y el recipiente de soldadura por ola se puede mover debajo de la PCB; alternativamente, la PCB puede articularse sobre una onda fija o un baño de soldadura para someterse al proceso de soldadura selectiva. A diferencia de los dos primeros ejemplos, este proceso no requiere herramientas.
- Sistema de soldadura selectiva por láser : un nuevo sistema, capaz de importar diseños de placa basados en CAD y usar esos datos para posicionar un láser para soldar directamente cualquier punto de la placa. Sus ventajas son la eliminación del estrés térmico , su calidad sin contacto, juntas de soldadura consistentes de alta calidad y flexibilidad. El tiempo medio de soldadura es de un segundo por junta; Las plantillas y las máscaras de soldadura pueden eliminarse de la placa de circuito para reducir los costos de fabricación. [ cita requerida ]
Los procesos de soldadura selectiva menos comunes incluyen:
- Soldadura de hierro caliente con alimentación de alambre para soldadura
- Soldadura por inducción con soldadura en pasta, almohadillas o preformas cargadas de soldadura y gas caliente (incluido el hidrógeno ), con varios métodos de presentación de la soldadura.
Otras aplicaciones de soldadura selectiva no son electrónicas, como la unión de marco de plomo a sustratos de cerámica, la unión de cable de bobina, la unión de SMT (como LED a PCB) y rociadores contra incendios (donde el fusible son aleaciones de soldadura de baja temperatura).
Independientemente del equipo de soldadura selectiva que se utilice, existen dos tipos de aplicadores de fundente selectivo: fluxers por pulverización y por chorro de gota. El fluxer pulverizador aplica fundente atomizado a un área específica, mientras que el fluxer dropjet es más preciso; la elección depende de las circunstancias que rodean la aplicación de soldadura. [1]
Fuente de soldadura selectiva de onda en miniatura
El tipo de fuente de soldadura selectiva de onda en miniatura se usa ampliamente y produce buenos resultados si se optimizan el diseño y el proceso de fabricación de la PCB. Los requisitos clave para la soldadura selectiva tipo fuente son:
- Proceso
- Selección del diámetro de la boquilla de acuerdo con la geometría de la junta de soldadura, el espacio libre de los componentes cercanos, la altura del cable del componente y la boquilla humectable o no humectable
- Temperatura de soldadura: valor establecido o valor real en la pieza de orificio pasante chapada
- Tiempo de contacto
- Precalentamiento
- Tipo de fundente : No limpio, de base orgánica; método de fluxing (spray o dropjet)
- Soldadura: método de arrastre, inmersión o ángulo
- Diseño
- Requisito de temperatura (para piezas soldadas) y selección de componentes
- Holgura del componente de orificio pasante SMD cercano
- Relación entre el diámetro del pasador del componente y el orificio pasante plateado
- Longitud del cable del componente
- Desacoplamiento térmico
- Distancia de enmascaramiento de soldadura (enmascaramiento verde) desde la almohadilla del componente
Perfilado Térmico
El perfil térmico del proceso selectivo es crítico al igual que con otras técnicas de soldadura automatizadas comunes. Las mediciones de temperatura en la parte superior dentro de la etapa de precalentamiento deben verificarse como con la máquina de soldadura de flujo convencional, además, la activación del flujo debe verificarse como suficiente. Ya que ahora hay disponibles una cantidad de registradores de datos de perfiles en miniatura para simplificar el proceso, como las unidades Solderstar Pro. [2] [3]
Optimización de soldadura selectiva
Se encuentran disponibles una serie de accesorios para permitir la verificación diaria del proceso de soldadura selectiva, estos instrumentos permiten que la verificación de los parámetros de la máquina se realice de forma periódica. Se pueden medir parámetros como el tiempo de contacto, las velocidades X / Y, la altura de onda de la boquilla y la temperatura del perfil.
Uso de atmósfera de nitrógeno
La soldadura selectiva se realiza normalmente en una atmósfera de nitrógeno. Esto evita la oxidación de la superficie de la fuente y da como resultado una mejor humectación. Se necesita menos fundente con menos residuos sobrantes. El uso de nitrógeno da como resultado juntas limpias y brillantes sin necesidad de limpiar o cepillar los PCB. [4]
Referencias
- ^ Cable, Alan (julio de 2010). "Sin sobras" . Montaje de circuitos . Consultado el 8 de febrero de 2013 .
- ^ https://www.solderstar.com/en/solderstar-solutions/solutions-waveselective/mini-wave-selective/
- ^ https://www.solderstar.com/en/solderstar-solutions/solutions-waveselective/multi-wave-selective/
- ^ https://www.circuitwise.com.au/single-post/2019/03/19/Why-nitrogen-is-used-in-selective-soldering