¿Alguna vez has experimentado la frustración de que tus dispositivos electrónicos fallen intermitentemente? Entonces, podrías estar lidiando con "soldaduras frías".
Según estudios recientes, casi el 70 % de las fallas electrónicas se deben a una soldadura deficiente. Teniendo en cuenta las estadísticas, suponemos que usted también sufre de lo mismo y busca una solución sencilla. Así que, profundicemos en el tema para saber más.
¿Qué es una unión de soldadura en frío?
Una "unión de soldadura fría" es simplemente una soldadura que no se funde completamente para crear una unión perfecta. En una unión de soldadura fría, la soldadura no forma una conexión fuerte y fiable entre los componentes o cables que debe unir. Esta falta de unión adecuada puede provocar diversos problemas, como una mayor resistencia eléctrica, un funcionamiento intermitente y una mayor probabilidad de fallo de los componentes.
Algunas variables que podrían provocar uniones de soldadura frías son:
● Humectación, reflujo o fusión inadecuada de la soldadura.
● Vibraciones u otras perturbaciones mientras se enfría la soldadura.
● El fundente se rompe prematuramente cuando la temperatura del proceso es demasiado alta.
● La humectación insuficiente de las uniones de soldadura se produce cuando la temperatura del proceso es demasiado baja.
Las uniones soldadas en frío se caracterizan por un aspecto opaco y granulado, a diferencia del acabado liso y brillante de una unión bien formada. Estas uniones suelen ser más débiles mecánica y eléctricamente, y pueden no proporcionar la conductividad necesaria para el funcionamiento óptimo de los componentes eléctricos.
Puede identificar la soldadura fría con una lupa. Otro método consiste en mover el componente soldado para comprobar si la soldadura está fría; si la soldadura es débil, el componente se moverá ligeramente.
Diferentes tipos de juntas de soldadura en frío
Ahora que ya sabes qué es una unión de soldadura fría, veamos algunos de sus tipos.
1. Junta fría distribuida
Una unión de soldadura fría distribuida se refiere a una situación en la que un calentamiento inadecuado durante el proceso de soldadura provoca que varias uniones en un circuito tengan una unión insuficiente. En este contexto, "distribuida" indica que el problema se extiende a varias uniones en lugar de estar aislado en un área específica. Este fenómeno ocurre comúnmente cuando no se calienta ni se funde la soldadura en varias uniones durante el ensamblaje de componentes electrónicos.
Para identificar las uniones de soldadura fría distribuidas, es necesario inspeccionar visualmente toda la placa de circuito. Estas uniones pueden presentar una apariencia opaca y granulada, caracterizada por conexiones debilitadas debido a una unión incompleta. Para solucionar este problema, el proceso de reparación consiste en aplicar fundente en las zonas afectadas y recalentar y volver a soldar sistemáticamente cada unión para garantizar un calentamiento uniforme y crear conexiones fiables en toda la placa de circuito.
2. Unión de soldadura agrietada
Una soldadura agrietada se refiere a una conexión soldada en dispositivos electrónicos que presenta una o más grietas, visibles o microscópicas, en el material de soldadura. Con estas grietas, es posible que la placa comprometa la integridad de la unión y provoque diversos problemas en el dispositivo.
Una unión de soldadura agrietada se produce por diversas razones, como la tensión térmica, la tensión mecánica o ciclos repetidos de expansión o contracción. Factores como las variaciones de temperatura, los impactos físicos o un alivio de tensión inadecuado pueden contribuir a la formación de grietas en la soldadura.
Las consecuencias de las juntas de soldadura agrietadas pueden incluir un aumento de la resistencia eléctrica, un funcionamiento intermitente y posibles circuitos abiertos. Sin embargo, para detectar grietas, se suele recurrir a una inspección visual. Sin embargo, en algunos casos, pueden ser necesarias técnicas avanzadas, como la inspección por rayos X, para detectar grietas microscópicas.
3. Unión de soldadura seca
Este tipo de problema de soldadura ocurre cuando falta soldadura. No contienen suficiente metal, lo que provoca conexiones abiertas y accidentes. Esta unión puede presentar alta conductividad y resistencia eléctrica esporádicamente en otras situaciones. Por lo tanto, al usarla, produce un ruido chirriante.
Factores que causan una unión de soldadura fría
Las uniones de soldadura fría pueden deberse a diversos factores, y comprender estos problemas es crucial para lograr conexiones fiables y duraderas en componentes electrónicos. A continuación, se presentan algunos factores comunes que contribuyen a la formación de uniones de soldadura fría:
1. Calor insuficiente
Un error típico de soldadura es subcalentar una o ambas superficies, lo que provoca una conexión de soldadura fría. Esto ocurre cuando se ajusta la temperatura del soldador a una temperatura demasiado baja o no se le da tiempo suficiente para conectar la soldadura al pin del componente. En este caso, es necesario recalentar.
También hay situaciones en las que la punta del soldador toca y calienta una almohadilla en la placa, pero el pin del componente permanece sin calentar. Como resultado, la soldadura se adhiere a la almohadilla de la placa de circuito en lugar de al pin del componente. A la inversa, esto también puede ocurrir, en cuyo caso la soldadura se conectará al pin del componente en lugar de a la almohadilla de la placa de circuito.
2. Mala limpieza
La suciedad puede entrar en la conexión de soldadura cuando se suelda demasiado rápido o sin prestar suficiente atención a los detalles. La presencia de contaminantes, como grasa, suciedad y óxido metálico, puede afectar la calidad de la unión soldada. Generalmente, cuando la soldadura forma glóbulos o perlas y no se adhiere a superficies sucias, esto se hace evidente. Las uniones de soldadura frías también pueden deberse a interferencias, lo que hace que la soldadura gotee demasiado lentamente sobre la unión.
3. Aplicación inadecuada de la soldadura
La falta de estaño en las zonas de soldadura tras el estañado de la placa se reconoce como un signo de soldadura débil. Si bien existen numerosas razones posibles, la más común es la aplicación insuficiente de calor durante toda la operación. Como resultado, una aplicación deficiente de la soldadura provoca fallos eléctricos y de conexión.
Efectos de las uniones soldadas en frío
Existen factores atenuantes asociados con las uniones de soldadura fría que pueden afectar el rendimiento general de una PCB. Estos impactos son más notorios en la estabilidad mecánica y la conductividad eléctrica de la unión. Veamos los efectos más comunes de las uniones de soldadura fría.
1. Problemas de conductividad eléctrica
Se forma un entrehierro desfavorable entre los componentes de una unión de soldadura fría, que puede fracturarse o volverse quebradizo. Esto provoca oxidación, lo que perjudica gravemente la conductividad eléctrica (o corrosión en el caso de los metales ferrosos). Por lo tanto, cuando esto ocurre, es de esperar que sus dispositivos pierdan fiabilidad parcial o totalmente.
2. Inestabilidad mecánica
Las uniones soldadas en frío presentan una menor resistencia mecánica que las uniones bien formadas, lo que las hace más propensas a tensiones mecánicas, vibraciones o impactos externos. Esta menor resistencia plantea dudas sobre la capacidad de la unión para soportar los rigores de las aplicaciones reales. Además, los entornos que implican movimiento frecuente o fuerzas externas aumentan el desgaste prematuro, lo que aumenta las fallas y las interrupciones.
3. Funcionalidad intermitente
Uno de los efectos más notables de las uniones soldadas en frío es su tendencia a causar un funcionamiento intermitente. Una conexión eléctrica poco fiable puede provocar fallos ocasionales o interrupciones en el rendimiento de los dispositivos electrónicos. Esta imprevisibilidad plantea importantes retos para mantener un funcionamiento constante y fiable.
4. Generación de calor
La mayor resistencia asociada a las uniones soldadas en frío contribuye a la generación de calor localizado dentro del circuito. Este calor puede someter a tensión los componentes, lo que podría provocar daños a largo plazo o crear condiciones desfavorables para los elementos circundantes. El impacto térmico supone un riesgo para el estado general y la longevidad del sistema electrónico.
5. Distorsión de la señal
Las uniones de soldadura fría pueden provocar distorsión de la señal en circuitos donde la integridad de la señal es crucial. Esta distorsión se manifiesta como degradación de la señal, aumento del ruido o, en casos graves, pérdida de señal. Estos efectos pueden comprometer la precisión y la eficiencia de la transmisión de datos dentro del sistema electrónico.
Cómo identificar una unión de soldadura fría
Gracias a nuestra experiencia práctica, conocemos la frustración que la soldadura en frío puede causar durante el proceso de ensamblaje de PCB. Por ejemplo, la placa de circuito puede fallar o reaccionar con lentitud. Veamos cómo identificar una unión de soldadura en frío.
1. Inspección visual
Para buscar uniones de soldadura fría, a menudo se requieren lupas, linternas y otras ayudas visuales para una inspección minuciosa. Lo primero que se debe observar al realizar esta inspección visual es el color de la unión.
A continuación, examinamos la forma de la unión de soldadura. Si está deformada o no tiene una forma cóncava, indica que la aleación de soldadura probablemente no se calentó lo suficiente como para fundirse por completo. Como resultado, la unión podría calentarse y, finalmente, separarse de la placa debido a la resistencia. A continuación, use la linterna y la lupa para examinar las uniones en busca de fugas de luz. Si se ve algo de luz a través de la unión, la unión no está bien adherida y requiere una reparación.
Finalmente, incline la placa para ver si alguna unión se está aflojando parcialmente de la base. Además, es necesario inspeccionar la placa para detectar derrames, ya que podrían generar cortocircuitos que podrían destruirla por completo.
2. Prueba con un multímetro
Al identificar una soldadura fría con un multímetro, es fundamental prestar atención a sus características eléctricas. Puede comenzar configurando el multímetro en modo de continuidad o resistencia. A continuación, desconecte el circuito y coloque las sondas del multímetro a ambos lados de la soldadura. Una soldadura correcta debe presentar baja resistencia o continuidad, lo que indica una conexión eléctrica sólida.
Por el contrario, una unión de soldadura fría puede presentar mayor resistencia o continuidad intermitente. Por lo tanto, debe prestar atención a las lecturas que fluctúen o se desvíen de los valores esperados. Estas irregularidades indican una conexión débil que requiere atención. Además, usar un multímetro para evaluar la continuidad eléctrica proporciona un método preciso para identificar uniones de soldadura fría y garantizar la fiabilidad de las conexiones electrónicas.
3. Pruebas eléctricas
Las pruebas eléctricas, que ofrecen información sobre la fiabilidad e integridad de las conexiones eléctricas, son cruciales para localizar las soldaduras frías. El uso de un multímetro puede proporcionar información esencial sobre las soldaduras durante este procedimiento.
Otra prueba eléctrica útil es medir la resistencia en la conexión de soldadura y comprobar la continuidad. Una baja resistencia es característica de una unión de soldadura bien formada que garantiza una conductividad eléctrica eficaz. Una unión de soldadura fría puede causar una resistencia superior a la esperada, lo que indica una unión deficiente y posibles problemas de rendimiento.
Estas pruebas eléctricas actúan como medidas preventivas durante todo el proceso de soldadura y ayudan a identificar posibles uniones de soldadura fría. Al integrar estas inspecciones en los protocolos de control de calidad, se garantiza el establecimiento de conexiones eléctricas robustas, reduciendo la posibilidad de funcionamiento irregular y aumentando la fiabilidad general de los dispositivos electrónicos.
¿Cómo se repara una unión de soldadura en frío existente?
Afortunadamente, reparar las uniones de soldadura frías no es tan difícil. Así que, veamos cómo hacerlo.
1. En primer lugar, calentar la articulación.
Localice la unión y caliéntela para que la soldadura fluya uniformemente. Para ello, puede usar aire caliente o un soldador. Para calentar la unión correctamente, aplique calor uniformemente, evitando sobrecalentarla. Si es posible, use un soldador con control de temperatura para asegurar un control preciso. Además, si es necesario, puede agregar más soldadura.
Una vez que haya terminado de calentar la unión, revise de nuevo la soldadura fría para asegurarse de que esté firme y sin errores. Para garantizar un ajuste correcto, es posible que también deba limar o lijar los bordes de las dos piezas que se van a unir.
2. Retire la soldadura sobrante
La distribución del calor puede ser difícil si la unión tiene exceso de soldadura. Como resultado, la unión puede debilitarse y la soldadura fluye de forma desigual.
A continuación se explica cómo eliminar la soldadura sobrante:
● Utilice una herramienta desoldadora o el extremo puntiagudo de un soldador para raspar el exceso de soldadura.
● Espere a que el exceso de soldadura se derrita presionando la punta del soldador o de la herramienta contra él.
● Retire lentamente la soldadura caliente utilizando una sección de trenza desoldadora.
● Después de retirar la soldadura sobrante, inspeccione la unión y asegúrese de que no haya huecos ni espacios vacíos. De lo contrario, primero debe rellenarlos para continuar.
● Vuelva a enjuagar la unión y use el soldador para calentarla. El fundente detendrá la oxidación y facilitará el flujo uniforme de la nueva soldadura.
● Por último, espere a que la unión se enfríe antes de aplicar una nueva soldadura.
Una vez que la unión se haya enfriado, asegúrese de que esté firme y sin huecos ni espacios. Si la conexión sigue siendo inestable, puede intentarlo de nuevo.
Durante el proceso, debes recordar reemplazar la pieza si la unión de soldadura fría está en una conexión crucial.
Cómo prevenir la soldadura fría
Si bien es cierto que las reparaciones frecuentes de las uniones de soldadura fría son una lamentable realidad, se pueden implementar varias medidas preventivas. Analicémoslas en detalle.
1. Utilice un perfil de reflujo adecuado
Una medida eficaz es utilizar un perfil de reflujo adecuado durante el proceso de soldadura. Un perfil de reflujo se refiere a la curva de temperatura-tiempo aplicada al soldar. Asegúrese de que la pasta de soldadura alcance y mantenga la temperatura requerida durante un tiempo adecuado, lo que permite una humectación y una unión adecuadas.
Esto se puede lograr siguiendo el perfil de reflujo recomendado por el fabricante de la soldadura o la hoja de datos del componente. Preste atención a las fases de precalentamiento, remojo y reflujo, ya que las desviaciones de temperatura o duración en cualquier etapa pueden provocar un flujo de soldadura insuficiente y, en consecuencia, uniones frías.
2. Limpieza adecuada de los componentes
Limpie adecuadamente sus componentes con un disolvente común para eliminar la grasa o cualquier otra impureza que pueda interferir con el proceso de soldadura. Las herramientas de soldadura deben limpiarse regularmente y almacenarse en un lugar seco y sin polvo para evitar la contaminación.
3. Eliminar las fuentes de vibración
Otra razón para la soldadura fría es la vibración y el movimiento que la perturban durante el proceso de enfriamiento. Para evitarlo, conviene invertir en un espacio de trabajo resistente para eliminar las fuentes de vibración. Considere el uso de herramientas antiestáticas, como alfombrillas o muñequeras, si trabaja con componentes delicados. También puede usar una máscara de soldadura para evitar interrupciones adicionales durante el proceso de enfriamiento.
Preguntas Frecuentes
1) ¿Cuáles son los problemas de soldadura más comunes?
Los problemas comunes de soldadura incluyen las uniones frías y secas. Las uniones frías se producen cuando la soldadura no fluye ni se adhiere correctamente a los componentes, lo que resulta en una conexión débil. Las uniones secas se producen cuando la soldadura es insuficiente, lo que provoca una mala conductividad eléctrica. Otros problemas pueden incluir puentes de soldadura (conexiones indeseadas entre pads adyacentes), sobrecalentamiento (que puede dañar los componentes) y soldadura insuficiente o excesiva.
2) ¿Cómo es una buena unión soldada?
Una buena unión de soldadura presenta una superficie lisa y brillante con una humectación adecuada, lo que indica que la soldadura ha fluido y se ha adherido adecuadamente tanto al componente como a la placa de circuito. La unión debe tener una apariencia uniforme y consistente, sin huecos, grietas ni irregularidades.
3) ¿Cuál es la diferencia entre una unión fría y una unión seca?
Si bien ambos son problemas de soldadura, una unión fría se refiere a una conexión donde la soldadura no se fundió ni fluyó correctamente, lo que resulta en una unión débil. Suele tener un aspecto opaco y una textura granular. Por otro lado, una unión seca se produce cuando no hay suficiente soldadura, lo que resulta en una conductividad eléctrica deficiente. Las uniones secas suelen tener un aspecto mate o rugoso. Ambos problemas pueden afectar la funcionalidad y la fiabilidad de los circuitos electrónicos, por lo que es esencial identificarlos y solucionarlos durante el proceso de soldadura.
Conclusión
Una soldadura fría puede ser una pesadilla para los ingenieros, pero no digas más, ¡este artículo lo ha cubierto todo! Desde entender qué son hasta identificarlas, prevenirlas y repararlas, sabes cómo hacerlo en pasos sencillos y fáciles.
Entonces, ya sea que esté solucionando problemas de funcionamiento o buscando una soldadura impecable, podemos ser su recurso ideal para lograr un rendimiento electrónico óptimo.
