Ventajas y desventajas de la soldadura por ola en PCB

Los fabricantes de PCB disponen de múltiples opciones para soldar componentes a una PCB. Tienen a su disposición la soldadura por reflujo, la soldadura selectiva, la soldadura manual y la soldadura por ola (también conocidad como soldadura por onda). Entre ellas, probablemente la más sencilla en términos de complejidad y capacidad sea la soldadura por ola u onda. A continuación se explica cómo funciona la soldadura por ola y cómo puede utilizarse en placas de tecnología mixta junto con la soldadura por reflujo y/o selectiva.

Procesos de fabricación de placas de circuito impreso (PCB)

La fabricación de placas de circuito impreso consiste de dos procesos principales: fabricación y montaje. Cada proceso consiste en varios pasos importantes:

Pasos de fabricación de placas de circuito impreso o PCB:

1. La imagen de la placa es creada mediante un láser o sobre una lámina.

2. Si existen capas múltiples, se realiza el decapado de la capa interior para descubrir los trazos de cobre.

3. Se apilan y adhieren las capas.

4. Las vías y orificios de montaje son taladrados.

5. Se realiza el decapado de las capas externas.

6. Donde es necesario, se realiza el metalizado de los orificios para brindar caminos conductivos para la corriente entre las capas.

7. Se aplica una máscara de soldadura para proteger las superficies y aislar los trazos.

8. Se realiza la serigrafía, que indica los datos de identificación, símbolos o texto.

9. Para proteger la placa, se aplica un acabado metálico.

Pasos de montaje de la PCB:

1. Se aplica sobre la placa una capa inicial de soldadura.  

2. Son colocados sobre la placa los dispositivos de montaje en superficie (SMD, por sus siglas en inglés), si estas están incluidas.  

3. Con el fin de asegurar los SMD, se realiza la soldadura por refusión donde se calienta la soldadura para formar conexiones.

4. Se inspeccionan las conexiones y, si es necesario, se realizan retoques y fijaciones manuales.

5. Son montados los orificios pasantes, si están incluidos.

6. Para fijar los componentes de orificios pasantes, se realiza la soldadura por onda.

7. Se realiza otra inspección y es posible que se aplique otra etapa de soldadura; es necesario cerciorarse de que todas las conexiones están seguras.

8. Se lavan las placas para eliminar cualquier escombro restante y para la protección.  

9. Para la producción de múltiples placas de circuito impreso, que es lo más común, las placas son separadas en unidades individuales.

El resultado del proceso de fabricación es una placa de circuito impreso (PCB) con trazos, pads y gráficos lista para la instalación de los componentes electrónicos. El método fundamental de instalar o fijar los componentes electrónicos a la placa es la soldadura. Los fabricantes de PCB utilizan la refusión para los SMD, la soldadura por onda para los componentes de orificio pasante o ambos para el ensamblaje de placas en gran escala. Los métodos más adecuados dependen del diseño de la placa de circuito impreso. Mediante la examinación de las ventajas y desventajas de la soldadura por ola u onda, podemos determinar si es mejor con ola o sin ola.

^{Saber cuándo se debe utilizar la soldadura por ola de hecho le ganará un visto bueno.}

¿Qué es la soldadura por ola?

El proceso de soldadura por ola (onda) es bastante sencillo. Se pasa un baño de soldadura fundida sobre una placa de circuito impreso después de montar en ella las piezas con orificios pasantes. La soldadura se pasa sobre la placa de forma que parezca una "ola", de ahí el nombre del proceso. Los pasos de la soldadura por ola son los siguientes:

1. Se montan las piezas con orificios pasantes en la placa de circuito impreso.
2. La placa se coloca en una bandeja que expone los orificios de montaje a la soldadura.
3. La bandeja se coloca en una cinta transportadora y se pasa a una máquina de soldar
4. Se pasa una ola de soldadura fundida sobre la bandeja y la soldadura fundida se adhiere a los orificios de montaje.
5. Las juntas de soldadura se forman a medida que la soldadura fundida se enfría.
6. Se lleva a cabo una AOI para identificar las juntas de soldadura deficientes y determinar si es necesario un reprocesado manual
7. Las placas se lavan para eliminar el exceso de residuos y para protegerlas.

La colocación de las placas en una bandeja es muy importante, ya que permite que varias placas pasen al proceso de soldadura como un grupo. Los orificios pasantes expuestos se sueldan a través de la cara posterior de la placa, por lo que resulta especialmente útil en placas más sencillas con orificios pasantes sólo en una cara de la PCB.

¿Cuáles son las ventajas de la soldadura por ola?

La soldadura por onda u ola existe desde hace mucho tiempo y era el método principal para soldar los componentes a una placa de circuito impreso cuando las placas eran más grandes, los componentes eran prácticamente todos de orificio pasante y las piezas estaban escasamente colocadas sobre la placa. La soldadura por ola ofrecía una forma automatizada de producir rápidamente un gran número de placas. 

Hoy, la mayoría de los diseños de placas de circuito impreso se concentran en minimizar el espacio, lo que reduce la separación entre los componentes y hace más atractivo el uso de los SMD y las vías. Estos atributos de diseño de la PCB no permiten la utilización de soldadura por ola para toda la placa, y el coste adicional que implicaría no compensa la ganancia en velocidad.

La soldadura selectiva, una técnica derivada de la soldadura por ola que se aplica únicamente sobre componentes o áreas específicas de la placa de PCB, es la solución ideal para placas más pequeñas con alta densidad de componentes o con una combinación de tecnologías (orificio pasante y SMD). Este proceso de soldadura por ola ofrece ventajas claras frente a la  la soldadura por ola convencional, que se aplica a toda la placa. Entre sus principales beneficios destacan:

• No requiere de adhesivo para fijar los componentes durante la soldadura de refusión.

• No se tiene que enmascarar las áreas de la placa que no requieren de soldadura.

• Las máquinas de soldadura selectiva son generalmente más económicas de operar.

• Los parámetros para cada uno son variables y se pueden controlar más finamente.

• Permite la aplicación de soldadura por onda sobre las placas con SMD y vías.

¿Cuáles son las desventajas de la soldadura por ola?

La soldadura por ola para toda la placa presenta varias desventajas en comparación con la soldadura selectiva, entre ellas::