Dr. Ronald C. Lasky: A Ed Briggs, de Indium Corporation, se le ocurrió la magnífica idea de escribir un artículo sobre las numerosas aplicaciones de las preformas de soldadura. Me pidió que lo revisara y lo corrigiera; el título era «La preforma versátil».
Una preforma es una pieza de soldadura que puede adoptar una amplia variedad de formas. A menudo, las preformas están recubiertas de fundente o contienen fundente en el centro del metal. Las preformas fabricadas con fundente en el centro, como esta, suelen denominarse «con núcleo de fundente». No obstante, las preformas se clasifican en seis familias de soldaduras: a base de galio, bismuto, indio, estaño, plomo y oro. Existen más de 200 aleaciones diferentes con las que se pueden fabricar preformas.
Debo dejar claro que las pastas de soldadura son de vital importancia, ya que constituyen el material fundamental en el montaje electrónico de superficie. Sin embargo, su propia naturaleza plantea algunos retos. El fundente de la pasta de soldadura debe ser lo suficientemente activo como para eliminar los óxidos durante el proceso de reflujo y, al mismo tiempo, no afectar al polvo de soldadura mientras la pasta permanece almacenada. Dado que la pasta de soldadura contiene aproximadamente un 50 % de fundente en volumen, este recubre todas las partículas de polvo de soldadura, lo que dificulta el almacenamiento a largo plazo de la pasta.
La vida útil de esta pasta se mide en meses. Dado que las preformas son sólidas, la superficie de la aleación de soldadura que interactúa con la pequeña cantidad de fundente de la preforma durante el almacenamiento es mucho menor. La vida útil de las preformas es prácticamente infinita. Existe una amplia variedad de rangos de temperatura para las preformas. Las pastas de soldadura a base de estaño, como las pastas de estaño-plomo y las sin plomo, tienen un intervalo de fusión comprendido entre 183 y 229 °C. Con las seis familias de aleaciones para preformas, el rango abarca desde los 8 °C hasta los 1.064 °C.
Entre las aplicaciones a temperaturas más elevadas se encuentra la fijación de chips de circuitos integrados de silicio según la norma J-STD-020, lo que requiere una aleación de soldadura que se funda entre 260 y 265 °C. Entre las aplicaciones a temperaturas más elevadas se encuentra la fijación de chips de circuitos integrados de silicio según la norma J-STD-020, lo que requiere una aleación de soldadura que se funda entre 260 y 265 °C. Existen varias preformas a base de plomo que se funden en este rango de temperaturas. Del mismo modo, hay varias aleaciones a base de oro que se utilizan en este rango de temperaturas para aplicaciones de radiofrecuencia y sellado hermético.
Existen varias aplicaciones de preformas en el montaje SMT. Muchas placas de circuitos electrónicos cuentan tanto con componentes de montaje en superficie como con componentes de orificio pasante. Normalmente, cabría esperar que se requiriera el montaje en superficie y la soldadura por ola en la línea de montaje para ensamblar una placa de este tipo. Sin embargo, la impresión de pasta de soldadura sobre los orificios pasantes a menudo permite realizar únicamente un montaje en superficie. Este proceso se denomina a menudo «pin-in-paste», ya que los orificios pasantes se colocan literalmente dentro y a través del depósito de pasta de soldadura para orificios pasantes; pero, como recordamos, la pasta de soldadura contiene aproximadamente un 50 % en volumen de fundente. Por lo tanto, cuando se realiza el reflujo de la pasta de soldadura, las uniones de los orificios pasantes suelen presentar una falta de soldadura y un exceso de fundente.
Esta es una sección transversal de una placa de circuito impreso montada con componentes de pasta. Fíjate en la falta de soldadura y el exceso de fundente. Las preformas de soldadura son la solución. Al colocar una preforma sobre el depósito de soldadura, se elimina la situación de falta de soldadura. Las preformas suelen tener la forma de un componente pasivo, como una resistencia 0603. Se presentan en cinta y carrete y una máquina colocadora de componentes las coloca sobre el depósito de soldadura. Las uniones de soldadura resultantes suelen ser casi perfectas.
Muchos de los nuevos diseños de teléfonos móviles de alta densidad suelen dificultar la aplicación de una cantidad suficiente de pasta de soldadura para formar una unión eficaz que conecte los blindajes eléctricos a la almohadilla de la placa de circuito impreso. En tales casos, el blindaje no cumplirá su función de protección contra las descargas electromagnéticas y electrostáticas.
En estas condiciones de escasez de soldadura, se suelen utilizar preformas de soldadura. Este proceso se denomina Solder Fortification®. Las preformas se colocan mediante una máquina de colocación de componentes. Se puede encontrar más información sobre Solder Fortification® en un artículo de Carol Gowans y sus colaboradores titulado «Applications of Solder Fortification® with Preforms». Este tema daría para hablar todo el día. Existen muchas otras aplicaciones en la soldadura por láser, por inducción y robotizada.
Para obtener más información sobre el uso de preformas para resolver los retos del proceso de soldadura, visita nuestra página web en indiumstg.wpenginepowered.com.
Leer el artículo de Ed para SMTAI 2016 te ayudará a resolver las dudas que puedas tener, pero, sobre todo, llama al equipo de servicios técnicos de Indium Corporation para que te aclaren tus dudas sobre las preformas. Y, como siempre, puedes enviarme un correo electrónico a [email protected].
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