La tecnología SMD está revolucionando el ámbito de la electrónica. Hoy en día, la mayoría de los componentes electrónicos se fabrican como SMD (encapsulados de montaje superficial), que son mucho más compactos que los tradicionales THT. A primera vista, soldar estos minúsculos componentes SMD puede parecer un desafío. Pero no te preocupes, con las herramientas correctas y algo de práctica, pronto convertirás esta tarea en una actividad sencilla y gratificante. ¡Prepárate para dominar la soldadura SMD y llevar tus proyectos electrónicos al siguiente nivel!
La tendencia actual en la fabricación de componentes electrónicos favorece ampliamente los encapsulados SMD (Surface-Mount Device) sobre los tradicionales THT (Through-Hole Technology) debido a su menor tamaño y eficiencia en el uso del espacio en las placas de circuito. Aunque inicialmente puede parecer intimidante trabajar con componentes SMD por su reducido tamaño, en realidad, con las herramientas adecuadas y algo de práctica, la soldadura de estos componentes resulta ser más sencilla y rápida en comparación con la soldadura THT.
La clave para una soldadura SMD exitosa radica en el uso de un equipo adecuado, como estaciones de soldadura con puntas finas y microscopios o lupas para una mejor visualización, así como la aplicación de técnicas de soldadura precisas y controladas. Con estos recursos, los técnicos de MovilOne y otros profesionales pueden lograr soldaduras eficientes y de alta calidad en componentes SMD, superando así los desafíos iniciales que presenta su pequeño tamaño.
Soldar componentes SMD
Soldar SMD no es solo una técnica, es un arte que abarca dos aspectos cruciales: soldar y desoldar componentes de montaje superficial. Aprender a soldar SMD te abre las puertas a la creación y personalización, mientras que dominar la desoldadura te equipa con el poder de reparar y renovar. ¡Prepárate para embarcarte en un viaje de precisión y destreza, transformando cada desafío en una oportunidad para brillar en el mundo de la electrónica SMD! ¡El camino hacia la maestría en soldadura SMD comienza aquí!
Herramientas Esenciales para la Soldadura de Componentes SMD
La soldadura de componentes de montaje superficial (SMD) requiere precisión y el uso de herramientas adecuadas. A continuación, se presenta un listado de las herramientas esenciales junto con recomendaciones para su selección y uso:
- Estación de Soldadura que es la estación de aire caliente de toda la vida, aparte un Soldador : Son herramientas cruciales para la soldadura SMD. Para lograr una soldadura precisa, se debe seleccionar el tamaño correcto de las boquillas; en el caso de usar soldadores por aire caliente. Y seleccionar bien la punta del soldador en el caso de los soldadores comunes.
- Estaño: Este material es imprescindible para aplicar calor durante el proceso de soldadura. Se debe seleccionar el tipo y calibre adecuado de estaño para garantizar uniones de calidad.
- Pasta Fundente (Flux): Aplicar flux antes de soldar es esencial, ya que ayuda a eliminar el óxido de la superficie de los componentes y mejora la distribución del calor. Esto asegura una soldadura uniforme y eficiente.
- Pinzas de Precisión: Para manejar componentes SMD, se requieren pinzas que ofrezcan precisión y estabilidad. Esto es vital para colocar y ajustar los componentes pequeños en su posición correcta antes de soldar.
Herramientas adicionales para la soldadura:
Para aquellos interesados en una soldadura más profesional, se recomienda considerar las siguientes herramientas adicionales:
- Malla para Desoldar: Util para retirar el exceso de soldadura de manera limpia y eficiente.
- Elementos de Limpieza: Como el alcohol isopropílico y cepillos antiestáticos, son esenciales para mantener la limpieza de la placa y los componentes.
- Microscopio o Lupa: Para una inspección detallada y precisa de las soldaduras y componentes.
- Soportes para Placas de Circuito: Facilitan la manipulación y estabilización de la placa durante el proceso de soldadura.
Estas herramientas, combinadas con una técnica adecuada, garantizarán resultados de alta calidad en la soldadura de componentes SMD.
Para soldar los componentes SMD y reparar placas se suele usar un soldador o/y una estación de aire caliente + preheater en algunas ocasiones. En esta entrada del blog solo voy a hablar de la soldadura con soldador y la soldadura con la estación de aire. Vamos dejando otros trucos y consejos para otras entradas.
Tipos de soldador de estaño:
Las estaciones de soldadura vienen en diversas configuraciones, adecuadas tanto para aficionados como para profesionales. En esencia, todas comparten un diseño básico: un elemento cerámico al que se acoplan distintas puntas intercambiables. La elección entre un soldador con puntas fijas o cambiables depende del tipo de trabajo y la flexibilidad deseada.
En nuestro laboratorio, dada la alta demanda de trabajo, optamos por utilizar estaciones de soldadura JBC, reconocidas entre las mejores del mercado. Su principal ventaja es la capacidad de mantener una temperatura de trabajo constante. Si ajustas el display a 350ºC, la punta del soldador mantendrá precisamente esa temperatura en todo momento. Por otro lado, las estaciones económicas suelen trabajar con una temperatura promedio, oscilando entre 400 y 300ºC, lo que se refleja en el display como 350ºC. Esto implica que, en los modelos más asequibles, la temperatura en la punta del soldador puede variar significativamente durante la soldadura.
Un técnico competente maneja con destreza tanto estaciones de soldadura de alta gama como las más económicas. Dispone de numerosos trucos y técnicas para optimizar el uso de cualquier herramienta, independientemente de su precio.
Mantenimiento Óptimo de Puntas de Soldadura
Para mantener las puntas en óptimas condiciones, es fundamental usar un soporte adecuado. Este no solo sirve para retirar el exceso de estaño sino también para aplicar nuevo material durante la soldadura. Aunque la limpieza tradicional se realiza con una esponja húmeda, la lana metálica es preferida por muchos debido a que minimiza los cambios bruscos de temperatura en la punta, protegiéndola y prolongando su vida útil.
Un consejo útil es utilizar siempre agua sin minerales o desmineralizada para humedecer la esponja de limpieza. Esto ayuda a prolongar la vida útil de la punta de soldadura y mejora la calidad de las soldaduras de estaño.
Es importante aplicar una capa fina de estaño a la punta al terminar de usarla, evitando así la oxidación y manteniéndola en buen estado por más tiempo. Para aquellos que no soldan con alta frecuencia, una estación económica suele ser suficiente. Estas estaciones básicas, junto con sus puntas, permiten trabajar eficazmente en la mayoría de los componentes SMD que se pueden soldar manualmente, sin necesidad de una gran inversión.
Es crucial elegir un soldador o estación que permita cambiar las puntas rápidamente, sin esperar a que se enfríen desde los 350ºC. El tiempo es valioso, y no se debe perder al cambiar de una punta a otra. Según el tipo de soldadura, es necesario seleccionar la punta adecuada: puntas finas para soldaduras de precisión en componentes SMD pequeños y puntas más gruesas para elementos de mayor tamaño, asegurando así una distribución de calor óptima.
Insumos para la soldadura SMD
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Tipos de estaño:
Al soldar, nos encontramos principalmente con dos tipos de estaño: con plomo y sin plomo. El estaño sin plomo, debido a su punto de fusión más alto, requiere más calor para soldar. Según la normativa RoHS, los productos electrónicos deben soldarse con estaño sin plomo, aunque en la creación de prototipos es común usar estaño con plomo para trabajar a temperaturas más bajas.
Existen dos aleaciones principales de estaño con plomo: 63/37 (63% estaño, 37% plomo) y 60/40 (60% estaño, 40% plomo). La aleación 63/37 es eutéctica, lo que significa que pasa directamente de líquido a sólido sin un estado “gel” intermedio. La aleación 60/40, en cambio, sí experimenta este estado “gel”.
Las soldaduras defectuosas suelen ocurrir cuando el estaño está en su estado “gel” y se mueve el componente. Teóricamente, usar estaño 63/37 reduce el riesgo de malas soldaduras. Sin embargo, en la práctica, con estaño 60/40 de buena calidad también se pueden lograr soldaduras confiables.
Selección de Diámetro de Estaño para Diversas Reparaciones SMD
Para componentes SMD, un diámetro recomendado de estaño es de 0.5 mm. Es crucial que el estaño contenga un núcleo de flux “no clean”, que facilita el proceso de soldadura sin necesidad de limpieza posterior.
En nuestro taller contamos con estaño de tres diámetros: 0.3 mm, 0.5 mm y 1 mm, lo que nos permite abordar distintos tipos de reparaciones. Utilizamos el estaño de 0.3 mm para tareas delicadas, como soldar conectores tipo C o componentes SMD pequeños. El estaño de 0.5 mm es ideal para conectores de carga estándar de 5 y 7 patas, así como para bobinas o condensadores de tamaño moderado. Por último, el estaño de 1 mm lo reservamos para labores de limpieza en diversas áreas de la placa base, especialmente útil al retirar circuitos integrados y soldar los laterales de los conectores de carga. Que son las cuatro patas que sujetan el conector.
Tipos de flux y para que sirve:
El flux es esencial en la soldadura, actuando como líquido o pasta que se aplica antes de soldar. Cumple dos funciones clave al calentarse: elimina el óxido de las superficies a soldar y reduce la tensión superficial, facilitando la expansión del estaño.
La presencia de óxido impide que el estaño se adhiera correctamente al cobre del PCB, comprometiendo la calidad de la soldadura. Una soldadura sobre óxido puede incluso desprenderse al aplicarle fuerza.
Tras su uso, el flux puede dejar residuos. Por ello, es recomendable optar por flux “No Clean”, que no requiere limpieza post-soldadura, aunque limpiarlo puede prevenir la acumulación de suciedad. Los residuos de flux no “No Clean” pueden dañar el PCB a largo plazo.
Este es el artículo número uno en Google sobre el FLUX, cortesía de MovilOne. Se trata de la fuente más detallada y mejor posicionada en internet acerca del FLUX. Comprender estos conceptos es crucial para cualquier técnico que aspire a especializarse en reparaciones de móviles y electrónica. Sin este conocimiento, enfrentarás dificultades al abordar microsoldaduras.
Elección de Pinzas para soldar SMD
Existen diversos diseños de pinzas para manejar componentes SMD, y la elección suele depender del gusto personal. Algunos prefieren pinzas curvas, mientras que otros optan por las rectas, variando en longitud según la preferencia. Para manipular componentes SMD pequeños, es imprescindible contar con pinzas de puntas finas.
Las pinzas antiestáticas, como las de color negro mostradas a continuación, tienen una resistencia de varios Megaohmios entre la parte metálica y el recubrimiento donde las sostenemos. Esto evita descargas de electricidad estática sobre los componentes. Sin embargo, en un entorno de trabajo equipado con tapete y pulsera antiestáticos conectados a tierra, la propiedad antiestática de las pinzas resulta menos crucial.
Personalmente, tras probar diversas pinzas, suelo usar estos tipos: dos de punta fina y una con punta rectangular, ideal para componentes SMD de dos terminales como resistencias, condensadores y diodos.
No recomendaré un modelo específico, pues varía según las preferencias. Sin embargo, menciono estas pinzas, reconocidas por su calidad, enlazando a la tienda de Aliexpress para simplificar las referencias en este post. El 90% del material de nuestro laboratorio ha sido adquirido a través de AliExpress.
Malla de desoldar:
La malla de desoldar es una herramienta esencial para retirar estaño de los pads del PCB y de los pines de componentes. Se trata de una tira de cobre que se coloca sobre el estaño a remover y se calienta con el soldador, permitiendo que el estaño se transfiera de la superficie de trabajo a la malla. Cuando la malla se satura de estaño, se corta y desecha el segmento utilizado.
Es recomendable usar mallas que ya contengan flux “no clean”, aunque también es común aplicar flux manualmente antes de su uso. Disponibles en varios grosores, es útil contar con mallas finas para áreas pequeñas y otras más anchas para retirar mayor cantidad de estaño de pads más grandes.
Aunque el flux “no clean” no requiere limpieza posterior, es aconsejable hacerlo para evitar la acumulación de suciedad y humedad en los residuos, lo cual mejora también el aspecto final del trabajo.
Lavadora de ultrasonidos:
En nuestro laboratorio, hemos dejado de usar lavadoras de ultrasonidos para tratar móviles mojados. ¿La razón? Ahora realizamos la limpieza de forma manual, lo que ha incrementado notablemente la tasa de recuperación de dispositivos mojados, pasando del 50% al 80-90%. Aunque contamos con lavadoras de ultrasonidos, su uso se reserva exclusivamente para placas base severamente dañadas, especialmente en casos donde se busca recuperar datos. A continuación compartiré algunos videos explicativos sobre este enfoque.
Para limpiar el flux, necesitas alcohol isopropílico, un dispensador para el líquido, un pincel preferiblemente antiestático, y toallitas como las mostradas en la imagen. Cabe destacar que el alcohol isopropílico es altamente inflamable; por lo tanto, no es recomendable tener fuentes de calor de él.
Microscopio:
La herramienta más costosa para soldar SMD es el microscopio, especialmente útil con componentes de tamaño reducido, como circuitos integrados y condensadores, bobinas o resistencias. Para quienes sueldan esporádicamente, una lupa de calidad con iluminación puede ser suficiente para inspeccionar las soldaduras, aunque podría requerir más tiempo.
Existen variados tipos de microscopios. Inicié con un modelo binocular de 120 euros y luego avancé a un trinocular más costoso, equipado con una cámara de alta calidad. Te invito a consultar nuestro post donde detallamos cómo seleccionar un microscopio adecuado.
Que es soldadura SMD
La soldadura SMD (Surface-Mount Device) es un método utilizado para fijar componentes electrónicos directamente sobre la superficie de las placas de circuito impreso (PCB). A diferencia de la soldadura tradicional, donde los componentes tienen pines que se insertan en agujeros de la placa, en la soldadura SMD, los componentes son más pequeños y se colocan en la superficie de la placa sin necesidad de perforaciones.
Este tipo de soldadura permite fabricar dispositivos electrónicos más compactos y ligeros, ya que los componentes SMD son de menor tamaño. Además, la automatización del proceso de soldadura SMD hace posible la producción en masa de dispositivos electrónicos con gran rapidez y eficiencia.
Para soldar componentes SMD, se utiliza una pasta de soldadura que se aplica en los lugares específicos de la placa donde se colocarán los componentes. Luego, los componentes se sitúan sobre esta pasta y se llevan a un horno de reflujo, donde el calor funde la pasta y crea una conexión sólida entre los componentes y la placa.
La soldadura SMD requiere herramientas y técnicas especializadas, pero permite una mayor miniaturización de los dispositivos electrónicos, lo que es fundamental en la era actual de la tecnología.
Como soldar SMD
Como es el proceso para soldar y de soldar con la estación de aire
El proceso de soldadura de componentes SMD (Surface-Mounted Device) es una tarea delicada que requiere precisión y cuidado. Aquí te explico cómo hacerlo de manera efectiva y segura:
- Selección de la Boquilla: Antes de empezar, asegúrate de que la boquilla del soldador de aire caliente o de la estación de soldadura sea del tamaño adecuado. Debe ser igual o un poco más grande que el componente que vas a soldar. Una boquilla pequeña dificulta la transferencia de calor, mientras que una demasiado grande puede dañar el componente por exceso de calor.
- Ajuste de la Temperatura: La temperatura es crucial. Para soldadura con estaño-plomo, comienza con una temperatura entre 300 y 350ºC. Si el estaño se funde lentamente, aumenta la temperatura; si se funde muy rápido, redúcela.
- Aplicación de Flux: Aplica flux sobre los componentes que vas a soldar. Se recomienda trabajar componente por componente.
- Calentamiento y Extracción: Con pinzas, sostén el componente y aplica calor con la boquilla. Cuando el componente esté a la temperatura adecuada, podrás retirarlo sin problemas.
Como es el proceso para soldar y de soldar con soldador:
Selección de la Punta del Soldador:
Usa una punta que se ajuste al tamaño de los terminales del componente. Una punta muy pequeña o muy grande puede causar problemas durante la soldadura. La elección de la punta del soldador es clave para el éxito en la soldadura de componentes. Sigue esta sencilla regla: para componentes pequeños, usa una punta fina; para componentes más grandes, opta por una punta más gruesa. Esta elección garantiza una transferencia de calor adecuada sin dañar el componente o el circuito. La punta correcta mejora la precisión y facilita el proceso, haciéndolo más eficiente y seguro. Recuerda, la punta adecuada marca la diferencia en la calidad de tu trabajo de soldadura.
Ajustar la temperatura del soldador:
El ajuste correcto de la temperatura del soldador es crucial para obtener resultados de calidad. En nuestro taller, soldamos habitualmente a 350ºC, utilizando una estación de soldadura JBC. Esta estación mantiene de manera constante la temperatura ideal para trabajar. Al principio, empleábamos soldadores económicos de unos 10 euros, pero la inversión en una estación JBC ha marcado una gran diferencia.
Soldar componentes SMD con la JBC
La estación JBC garantiza una transferencia de calor precisa y uniforme, lo cual es esencial para soldar con eficacia. Una temperatura estable durante el proceso de soldadura es fundamental para evitar daños en los componentes y en el circuito impreso. El salto de calidad de un soldador básico a una estación de mayor calidad como la JBC mejora notablemente la experiencia de soldadura.
Esta mejora no solo se refleja en la facilidad de uso, sino también en la calidad de las soldaduras realizadas. Un control de temperatura preciso permite trabajar con distintos tipos de materiales y componentes, adaptándose a sus necesidades térmicas específicas. Por lo tanto, una buena estación de soldadura es una inversión valiosa para cualquier taller que busque resultados profesionales y consistentes.
Aplicar flux en el componente o en la placa base:
El flux es un elemento esencial en el proceso de soldadura, facilitando enormemente el trabajo con cualquier componente de la placa. Ya hemos mencionado su importancia en la microsoldadura, pero vale la pena enfatizar su rol en todo tipo de soldaduras.
El flux actúa como un agente limpiador y facilitador. Ayuda a remover la oxidación de las superficies de contacto, asegurando una unión metálica limpia y efectiva. Al aplicar flux, mejora la fluidez del estaño, permitiendo que se adhiera mejor a los componentes y a las pistas del circuito impreso.
Calentar la placa o el componente y a soldar o extraer:
Aquí tienes un consejo práctico para soldar componentes electrónicos: acerca la punta del soldador al componente y cuenta hasta tres. En este breve lapso, el estaño pasará de sólido a líquido, facilitando su manipulación. Es clave, sin embargo, contar con un soldador de calidad. Incluso un modelo económico puede ofrecer buenos resultados si se utiliza correctamente. Este método simplifica el proceso y mejora la precisión, siendo especialmente útil para quienes se inician en la soldadura electrónica. Recuerda, la habilidad en la soldadura se perfecciona con la práctica y el uso de las herramientas adecuadas.
Recuerda, la práctica es clave en la soldadura SMD. Con paciencia y práctica, podrás manejar diversos tipos de encapsulados SMD, incluso sin un microscopio. Mantén siempre un entorno de trabajo seguro y bien iluminado.
Estación de soldadura SMD:
Una estación de soldadura SMD es una herramienta esencial para trabajar con componentes de montaje superficial (SMD). Esta estación ofrece control preciso de temperatura y flujo de aire, elementos clave para una soldadura efectiva y segura de componentes SMD. Su diseño está pensado para facilitar la manipulación de componentes pequeños y delicados.
La estación típicamente incluye un soldador de punta fina y una pistola de aire caliente, permitiendo tanto soldar como desoldar componentes con precisión. El control de temperatura ajustable asegura que el calor se aplique de manera adecuada, evitando daños en los componentes o en la placa de circuito.
Ideal tanto para profesionales como para aficionados, una estación de soldadura SMD es una inversión valiosa para cualquier proyecto de electrónica, proporcionando fiabilidad y precisión en el proceso de soldadura.