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El Nitrógeno y los avances en la soldadura por ola

La producción en masa de placas de circuito impreso (PCB) comenzó en la década de 1950 con un proceso conocido como soldadura por ola. En la soldadura por ola, la parte inferior de la placa de circuito impreso se rocía con fundente y, a continuación, se calienta antes de pasar sobre una onda de soldadura. Esto suelda los componentes a la PCB. Aunque es más adecuado para el montaje a través de orificios, también se utiliza en la tecnología de montaje en superficie (SMT).

Sistemas parciales de tratamiento de gas y túneles

Mientras que la calidad de la soldadura depende de la temperatura y del proceso, la soldadura por ola se caracteriza por problemas como la formación de defectos (como las juntas de soldadura de orificio de pasador y orificio de soplado), el alto flujo, el consumo de soldadura y electricidad, así como el reprocesamiento y las necesidades de limpieza adicionales. Para mitigar defectos e ineficiencias, la soldadura por ola se realiza en un entorno inerte, como el que tiene presencia de Nitrógeno. Cuando la soldadura por ola se realiza en un entorno de Nitrógeno, se pueden emplear dos enfoques: tratamiento parcial de gas o sistema de túnel. En el tratamiento de gas parcial, solo la onda de soldadura se encuentra bajo una manta de Nitrógeno. En el sistema de túnel, todas las etapas del proceso se realizan en un entorno de Nitrógeno. 

Fases del proceso de soldadura por ola

Las etapas de la soldadura por ola son las siguientes:

 

  • Aplicación del fundente: el fundente (un agente químico que elimina los óxidos) se pulveriza en la parte inferior de la PCB para garantizar una superficie limpia en la que se pueda realizar la soldadura de forma eficaz. Tiene el efecto de eliminar los óxidos de la superficie de la placa y de las clavijas. También permite una mejor transmisión del calor.
  • Calentamiento: la placa pasa a través de una fuente de calor para activar el fundente.
  • Soldadura: la placa de circuito impreso se pasa sobre un depósito de soldadura líquida en el que se forma una ola que une los componentes a la placa.
  • Enfriamiento: después de la fase de soldadura, la placa se enfría hasta alcanzar la temperatura ambiente.
  • Limpieza: en la etapa final, se limpian los residuos de fundente y se lava la placa con disolventes.

 

Tanto el tratamiento de gas parcial como el sistema de túnel reducen significativamente la acumulación de escoria. Sin embargo, como el sistema de túnel de soldadura por ola funciona en un entorno de Nitrógeno en todas las etapas, es más eficaz que el sistema de gas parcial y produce menos escoria, lo que reduce la necesidad de su eliminación y sustitución con soldadura, lo que se traduce en un menor consumo y costes de soldadura. Pero el Nitrógeno va más allá de la mera reducción de la escoria.

Electronic component  held with tweezers by an engineer over a green motherboard.

Efectos del Nitrógeno en la soldadura

Al ser un gas inerte, el Nitrógeno reduce la oxidación desplazando el Oxígeno, lo que permite un comportamiento de propagación adecuado a temperaturas más bajas. También reduce la formación de defectos, debido a que las imperfecciones no se introducen en el proceso, el material o la superficie. Mejora las propiedades de flujo y la humectabilidad (unión entre la soldadura y la placa de circuito impreso/componente). El uso de Nitrógeno también reduce la cantidad e intensidad del fundente necesario, lo que conduce a un mayor ahorro de costes. Y lo que es más importante, permite obtener uniones soldadas de alta calidad que requieren menos calor y fundente.
 

La preferencia de la industria por el uso de Nitrógeno en la soldadura está muy influida por la ventana de proceso mejorada, ya que realizar el proceso de producción en Nitrógeno en comparación con el aire reduce problemas como la formación de defectos. Pero las ventajas en términos de costes también son importantes, ya que los ahorros compensan los gastos en Nitrógeno. Por lo tanto, la generación de Nitrógeno in situ en particular es un mejor argumento para ahorrar costes y recursos.

Nitrógeno in situ para una soldadura de calidad

Un generador de Nitrógeno in situ no solo le ofrece control sobre la pureza del aire para fines de soldadura (lo cual es fundamental para garantizar un comportamiento adecuado de propagación de la soldadura a temperaturas más bajas), sino que también reduce sus costes operativos (en comparación con el suministro de terceros) y le garantiza un flujo constante de gas Nitrógeno cuando el tiempo de inactividad puede interrumpir la producción.

 

La generación de Nitrógeno por su cuenta con un generador de Nitrógeno in situ permite una manipulación más segura y garantiza una menor huella de carbono. Además, los generadores de Nitrógeno in situ, como los de Pneumatech, son fáciles de integrar en los sistemas existentes.

PSA nitrogen generators family

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