El documento describe un proyecto para optimizar perfiles de temperatura y reducir defectos en uniones de soldadura. Explica el proceso de reflujo y factores que afectan la calidad de la soldadura como la velocidad de calentamiento. Analiza defectos comunes y cómo el perfil de temperatura puede minimizarlos. También resalta ventajas de los hornos de reflujo como mejor control de temperatura y flexibilidad para diferentes componentes.

1. JuanJosé SánchezGarcía Actividad3.4:CienciaInnovaciónyempresa
Introducción
A manerade introducción.El proyectoencual se estátrabajandoconsiste enoptimizarperfilesde
temperaturaparareducirlosdefectosenlasunionesde soldadura.Eneste documentoprovee enla
primeraparte una explicacióndel procesode reflujoyde losperfiles,enlasiguienteparte de este
trabajose muestralosdefectosylascausas que influyennegativamenteaformarlas unionesde
soldadura,paracontinuarcon el análisisyconsideracionesque se tienenque tomarencuentapara
optimizarunperfil de temperaturaparacontribuirfavorablemente enreducirlosfenómenos,esta
últimaparte esen laque se estáanalizandoenlaetapade experimentación.
El procesode reflujo
Es un procesode calentamientoconel objetivode haceruniones de soldaduraentre el componenteyla
tarjeta(padsde la PCB) con pasta de soldadurade reflujo,estose lograactivandolapastapor mediode
una serie de interaccionesfísicasyquímicas provocadaspor el calor suministradoaloselementosdel
producto.En un hornode reflujoesimportante establecerunarelaciónentre losparámetrosde
temperatura,latemperaturamedida,ylavelocidadde transporte de latarjetadentrodel horno,para
obtenermejoresresultados.
El perfil de temperaturayalgunasconsideracionesatomar
El perfil de temperaturamásutilizadoparaloshornosde reflujoesel que se muestraenlasiguiente
figura,se puede explicarconlasdiferenteselementosque loconformanlatemperaturapico(peak
temperature),lazonade calentamiento(preheat),lazonade enfriamiento(coolingzone), zonade
secado,tiempode reflujo. Enla etapade calentamientocuentaconunapendiente que relacionala
temperaturaconel tiempoentre máslentoseamejorseráel procesode calentamientodebido aque un
incrementosúbitode temperaturapromueve que se agrietenlasuniónde soldadura,componentesyla
tarjeta,promueve unambienteconmayorhumedad,se liberanlosgasesyse volatilizanlossolventes
del flux antesde llegarala zonade secado.

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Pondré encontextoalgunosconceptosbásicosparacomprendermejorlasventajasque ofrecen,la
trasferenciade calorse da cuando dosobjetosse encuentranencontactounocon mayor temperatura
que el otro migraenergíaen formade calor al de menortemperatura,estaformade transferenciase
puede darpor mediode conducciónque espormediode contacto directo,laconvecciónnecesitaun
mediocomúnmente elaire paratransferirel calorpor ejemplodisipacióndel calorpormediode un
ventiladorolatransferenciade calorenunhorno el gas tiene mayorcalorque se lo transfiere al aire yel
aire a los alimentosparacalentarlos,yporúltimolatransferenciade calorpor mediode radiaciónque
este nonecesitade uncuerpocaliente paratransferircalorencambionecesitade unemisorde energía
ya seapor ondaselectromagnéticasofotonesparapodercalentaruncuerpo.
Para comprenderque esloque se pretende disminuir(defectosenlasunionesde soldadurapresentaré
losdefectosmáscomunesde las unionesde soldadura,asítambiénse hablaráde que esloque influyen
para que se denestosfenómenosylasrecomendacionesparaperfilarenlasque se estátrabajando
actualmente paraminimizarloserroresde lasunionesde soldadura.
Defecto Imagen Causa Recomendaciones
para perfilar
Cortos(slump&
bridging)
Los cortos puedenser
generadosenla
impresiónde lapastay
enel reflujo,eneste
lugarse incrementala
posibilidadde que se
generensi hace un
calentamientorápido
debidoaque aumente
el estréstérmico
evaporandoel flux yel
solvente de lapasta
Generaruna rampa de
calentamientolenta
para disminuirel
secadoexcesivode
flux
SolderBeading Esto se ocasionacon
cuandoel flux se
evaporatotalmente
dejandoala pasta
seca,esta se refluye
quedandoperlasde
soldadura.
Se presentapor
salpicadurasde
soldaduraenla
impresiónde pastay
tambiénporla
oxidaciónexcesiva
provocadapor altas
temperaturasenel
Manejar unrampa de
calentamientolenta
fomentala
evaporaciónde los
solventesmássuave y
previene el aumento
excesivode humedad

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horno
Wicking Este fenómenoocurre
cuandoel componente
estámás caliente que
la soldadura
provocandoque la
soldadurase desplace
fuerade las terminales
del componente
Un calentamiento
uniforme promueve
que loscomponentes,
la pastay la tarjeta
alcancenla
temperaturaen
equilibrioantesde
que la pastase funda
Tombstoning
and Skewing
La causa de este
defectoesladiferencia
de volumende pasta
enlospads loque
ocasionaque uno
refluyamásrápidoque
el otro.
Un calentamiento
controladoalrededor
del puntode fusión
para minimizarla
diferenciade
temperaturasatravés
de la tarjeta
Dewetting Es resultadode launa
excesivaoxidacióncon
un prolongadotiempo
de calentamientoenla
etapaen laque la
soldadurase funde
Minimizarel
suministrode calorya
que se alcanzó el
puntode fusión

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Voiding Esto escausado por el
flux evaporadoenla
interface líquidasolida
generaburbujas
ocasionandoeso
espaciosdentrode la
soldadura
Utilizarun
calentamientolineal
para llegaral puntode
fusiónparareducirla
oxidación
Las ventajasque presentalatecnologíade hornosde reflujo.
o Permite unmejorcontrol enel calentamiento
o Contiene zonasde enfriamientoyde calentamientoparaprevenirel dañoenlosproductos
ocasionadosporchoquestérmicos.
o Posibilidadde combinardiferentestemperaturasendiferenteszonasparaunmejor
calentamientoycuidadodel producto
o No necesitaaccesoriosextrasopersonalizadosparadiferentesproductos
o Estabilidadenel funcionamientoloque se traduce enmenorfrecuenciade mantenimientos
correctivos.
o Refraccionesypartesde serviciomáseconómicasdebidoque esel procesode soldadomás
usadopara refluirpastaenla industriaSMT.
o Flexibilidadenel soldadode diferentescomponentesyaque noestálimitadapor el acceso,
debidoaque el suministrodel calorespormediode convección.
o El hornose puede ajustaralosrequerimientosde producciónejemplo:se le puedenañadirmas
zonasde calentamiento,se le puedenañadirzonasconunabomba generadorade vaciopara
disminuirlosdefectosenlasunionesde soldadura.
o El hornose puede trabajarconatmosferade nitrógeno,estoesde granayuda para productos
que exigenunmayorcontrol enla cantidadde fallas.
o Compatibilidadcondiferentescaracterísticasde losproductos(porejemplotipode PCB,tipode
componentestipode pasta) debidoaque el calentamientoesporconvecciónatoda la tarjeta.

5. JuanJosé SánchezGarcía Actividad3.4:CienciaInnovaciónyempresa
Fuentes de información con información relacionada al proyecto
Ejemplo:
Association Connecting Electronics Industries
http://www.ipc.org/default.aspx
Surface Mount Technology Association
http://www.smta.org/
The PCB designMagazine
http://www.pcbdesign007.com/pages/thepcbdesignmagazine.cgi
International MicroelectronicsAssemblyandPackagingSociety
http://www.imaps.org/
Surface Mount TechnologyMagazine
http://www.smtonline.com/pages/smtmagazine.cgi