SOLDADURA EN CIRCUITOS IMPRESOS.

ELEMENTOS PARA UNA BUENA SOLDADURA

EL ESTAÑO.

El primer elemento donde tendremos que prestar nuestra máxima atención es justamente el estaño.

Comencemos con el tipo de aleación estaño/plomo. La selección del estaño depende de su punto de fusión. El estaño 50-50 ( 50% estaño, 50% plomo) fusiona a 218ºC, el 60-40 a 187ºC y el 63-37 fusiona a 182ºC. La más conveniente es la 60-40. Existen en el comercio aleaciones mejores, como por ejemplo las del 63% al 70%, pero es difícil conseguirlas. Aleaciones con más proporción de plomo obligarán a usar un soldador más caliente. Además, en contacto con las pistas, se enfriará más rápido y al poco tiempo se oxida, con lo que las soldaduras aparecerán negras.

Además de la " calidad del estaño", debemos tener en cuenta el tipo de desoxidante que se encuentra en su interior. Debe emplearse solamente estaño con núcleo resinoso; el estaño con núcleo ácido utilizado en plomería y hojalatería no es el adecuado. Tampoco debe usarse pasta para soldar. Ninguna empresa especifica qué tipo de “colofonia” utiliza (o sea, si usa una resina común o activada), pero es suficiente efectuar una soldadura para verificar si el desoxidante es idóneo o no para los circuitos impresos. Si el desoxidante es óptimo, se observará un halo de color amarillo, que es justamente un poquito de desoxidante que no se ha podido volatilizar. Si probamos con una aguja de mover ese pequeño estrato, se observará como el mismo se desprende inmediatamente de la tarjeta. Esta es la mejor garantía que nos asegura que el estaño utilizado es de óptima calidad y que el desoxidante ofrece una elevada resistencia óhmica al pasaje de la corriente ( en la práctica opera como un buen aislador).

El estaño se encuentra en los diámetros siguientes: 0,7 - 1 - 1,5 - 2 y 3 mm. Es aconsejable utilizar los diámetros de 0,7 o bien de lmm, en particular cuando se deben soldar terminales de integrados o transistores que se hallan muy cerca entre ellos.

EL SOLDADOR.

Mas que de la calidad del soldador es necesario hablar de sus dimensiones. Un soldador demasiado grande ( aunque su punta sea pequeña) derretirá más cantidad de estaño que la necesaria y si se emplea para soldar componentes en caminos próximos entre sí, estañará esas pistas adyacentes. Un soldador de poca temperatura sera útil para soldar caminos finos o componentes pequeños, pero no para a1ambres gruesos, componentes grandes o superficies cobreadas amplias. En este caso, igualmente se logrará depositar estaño (solamente porque el desoxidante al enfriarse actúa como pegamento) pero, si controlamos con un óhmetro observaremos que la mayoría de las veces no existe un efectivo contacto eléctrico.

Por lo tanto son necesarios dos soldadores: uno de 100 W con una punta gruesa para soldar a1ambres en superficies amplias y otro de 35 W con una punta de 2 ó 3 mm para los circuitos impresos.

La punta de estos soldadores deberá estar perfectamente limpia y libre de óxidos o residuos de carbón debidos a las escorias de estaño o a la pasta desoxidante.

Limar el soldador para pulirlo de estos restos significa gastar sus puntas en un tiempo sumamente breve. La mejor solución es limpiar la punta con un trapo humedecido en agua. Se observará como la punta del soldador se limpia a la perfección, liberándose de todas las escorias, sin que por ello se desgaste. Si no ha sido tratada especialmente (plateada), se limpiará con lana de acero después de cada uso y debera mantenerse bien estañada.

Una punta picada deberá limarse hasta que esté suave y brillosa y estañarse nuevamente.

LOS COMPONENTES.

Los componentes electrónicos antes de aplicarse al circuito impreso necesitan un pequeño tratamiento.

Los terminales deben ser doblados a escuadra con una pinza de puntas de manera que queden con la misma cantidad de alambre de cada lado. Es conveniente repasar los terminales con un esmeril de grano fino para quitar el óxido o suciedad depositada al tocarlos.

Los componentes deben montarse de forma tal que los terminales no queden sometidos a esfuerzos mecánicos. Debe considerarse a la soldadura como un medio de efectuar una buena conexión eléctrica y mecánica. Para evitar que el componente se mueva, se abren en diagonal los terminales, pero nunca se doblan a escuadra sobre la plaqueta ya que sera difícil retirarlos si es necesario.

Las puntas peladas de alambres gruesos o de conductores flexibles como los usados en alimentación, se estañarán antes de su conexión mecánica al ojal o terminal. Las alicates deben presionarse lo suficiente para cortar y arrancar la aislación. Un alambre marcado se puede cortar, dejando de funcionar el circuito.

No será necesario limpiar los terminales de los transistores, integrados y de sus correspondientes zócalos puesto que éstos, por lo general, se hallan realizados con material antioxidante.

Cuando se sueldan semiconductores debe tomarse el terminal a soldar con una pinza, junto al dispositivo. Esta conduce el calor evitando que se dañe. Se puede emplear tambien un clip cocodrilo o un disipador comercial.

COMO EFECTUAR LA SOLDADURA.

Para obtener soldaduras óptimas, debemos ante todo apoyar la punta del soldador “limpia” de toda escoria, muy cerca del terminal que se deba estañar; despues apoyamos entre aquél y el terminal mismo el alambre de estaño. Ni bien cae una gota de estaño, se deberá alejar el a1ambre, pero manteniendo aún la punta del soldador apoyada sobre el circuito impreso durante algún instante, de manera que el desoxidante contenido en el interior del estaño pueda combinarse con los óxidos metálicos aún presentes en el terminal y en la pista de cobre del circuito impreso, transformandose químicamente en resinas metálicas.

Despues de algún instante se verá que el estaño se expandirá sobre la pista de cobre como una gota de aceite evidenciando que la misma ha quedado perfectamente limpia. Cuando el estaño se haya distribuido perfectamente alrededor del terminal, podremos quitar el soldador con la certeza de haber efectuado una soldadura perfecta.

No es de preocuparse si el tiempo necesario para lograr este objetivo pareciera elevado, puesto que si lo controláramos con un cronómetro se vería que no supera nunca los l0 ó 15 segundos, tiempo éste para el cual ningún semiconductor puede deteriorarse. Para los integrados dicha operación es siempre factible; nosotros de todas maneras aconsejamos utilizar los zócalos correspondientes. Esta sugerencia no se debe a que los integrados no logren soportar el calor provocado por el prolongado contacto de la punta sobre sus terminales, sino para lograr la flexibilidad de poder cambiar el integrado si tuviera algún problema, sin tocar el circuito impreso.

QUE NO HAY QUE HACER CUANDO SE SUELDA.

Las operaciones que hay que evitar cuando se efectúa una soldadura,son las siguientes:

1. FUNDIR EL ESTAÑO SOBRE EL SOLDADOR Y LLEVARLO LUEGO AL TERMINAL: Si se hiciera así, cada soldadura resultaría fría, o sea el terminal aparentemente parecería perfectamente soldado con la pista de cobre, pero en la práctica no existirá un real contacto eléctrico entre el componente y el circuito impreso. Dicha soldadura, si bien en forma inmediata no puede causar problemas, con el pasar del tiempo se oxidará el estaño produciendo ruidos inexplicables, difíciles de localizar, variaciones en el funcionamiento del circuito y también, porque no, la puesta fuera de servicio de algún transistor si se efectúa sobre una resistencia de polarización. Fundiendo el estaño en el soldador, en efecto, la parte desoxidante que debería servir para limpiar los terminales a estañar y las pistas de cobre del circuito impreso, será utilizada solamente para limpiar la punta del soldador, así que, cuando apoyemos esta última sobre el terminal, habiendose volatilizado completamente el desoxidante, el estaño se depositará sobre el circuito impreso dejando una capa de óxido que en la práctica se comportará como una resistencia óhmica de valor no trascurable. En otras palabras, cuando la soldadura es fría, en lugar de obtener un perfecto cortocircuito entre el terminal y la pista, obtendremos un estado como si se hubiera intercalado en serie una resistencia de valor indeterminado, con obvias consecuencias sobre el funcionamiento del circuito.
2. UTILIZAR MUCHO ESTAÑO: Una soldadura óptima no requiere una montaña de estaño, sino una cantidad estrictamente necesaria para que se deposite totalmente alrededor del terminal, derramándose en pocos milímetros sobre el circuto impreso. Por lo tanto, cuando acercan el estaño a la punta del soldador, que ya debe haber calentado la superficie, no fundan l0 cm como hacen algunos, sino ni bien baja una gota (equivalente a 2 ó 3 mm de a1ambre ), separen el a1ambre y só1o si se comprueba que la calidad es insuficiente, hagan disolver otra sobre la anterior. No derrochen el estaño, recuerden que no es el caso de estañar una olla, sino que nuestro objetivo es conectar eléctricamente dos superficies; por lo tanto, algunos milímetros bien depositados valen más que una montaña de estaño dejada caer en forma incorrecta.
3. UTILIZAR PASTA : Puesto que la misma no solo ensucia al circuito y lo ennegrecerá en poco tiempo, sino que lo peor es que se comporta como una resistencia eléctrica que puede poner en contacto dos terminales o dos pistas adyacentes. Esta pasta además puede contener pequeños hilitos de estaño fundido que no hacen otra cosa que disminuir dicha resistencia, provocando a veces cortocircuitos.
4. QUITAR EL SOLDADOR DEL TERMINAL NI BIEN EL ESTAÑO SE FUNDE : Es necesario dejarlo durante 5-6 segundos de manera de permitir que el desoxidante limpie en profundidad todas las superficies, transformando los óxidos metálicos en humo y vapor. Cuando la superficie se halle perfectamente limpia verán como el estaño se desplaza como una gota de aceite alrededor del terminal y sólo entonces se deberá alejar el soldador del circuito impreso. Si se quita tempranamente el soldador, aunque el estaño se haya depositado, no significa que se haya amalgamado con el cobre del circuito impreso y con el terminal del componente, y es justamente de esta manera como se provocan la mayoría de las soldaduras “frías”. A veces en apariencia, el estaño se halla pegado al cobre gracias al desoxidante y en este caso es inutil pretender que se haga un buen contacto eléctrico entre las dos superficies.

CONCLUSIONES.

Recapitulando lo dicho hasta ahora podemos afirmar que para efectuar soldaduras perfectas es necesario tener en cuenta:

1. Limpiar con frecuencia la punta del soldador sobre un paño de fieltro émbebido en agua.
2. Limpiar los terminales de las resistencias, de los condensadores, y de los diodos con papel esmeril.
3. Utilizar estaño al 60%.
4. Apoyar el soldador cerca del terminal a soldar, luego fundir el estaño en proximidad de dicho terminal.
5. Dejar el soldador durante un tiempo prudencial para permitir que el desoxidante cumpla sus funciones y el estaño se pueda distribuir bien.