¿Qué ofrece la soldadura con perfiles de vacío? - Parte 1
Introducción
En el ámbito de la fabricación de componentes electrónicos, la demanda por unos puntos de soldadura sin huecos es cada vez mayor, es decir, una reducción o eliminación de espacios vacíos en la técnica de unión entre las conexiones de los componentes y las placas de contacto. A través de nuevas variantes de los llamados Bottom Terminated Components (BTC), tal y como se muestra en la figura 1, día a día aparecen nuevos desafíos. No solo las geometrías de conexión son fundamentales, sino que también lo son las numerosas trampas. En la primera parte se tratarán con más detalle la motivación y algunos de los fundamentos que se ampliarán en la segunda parte, incluyendo resultados y puntos de vista.
Las influencias de la fabricación de componentes en la formación de puntos de soldadura y, por lo tanto, en su calidad, depende de un número inabarcable de parámetros cada vez más difíciles de controlar o dominar. En la figura 2 se muestra una vista general de los factores en el grupo de trabajo Poros, ofreciendo una primera idea sobre la complejidad del problema. Básicamente, existen solo dos factores que pueden utilizarse poco antes de la producción de los componentes correspondientes para reducir o eliminar la formación de huecos. Por un lado, la plantilla y el diseño de la apertura. Por otro lado, el uso de la tecnología de vacío durante la soldadura en sí. Aquí, la soldadura al vacío puede utilizarse también en el proceso de producción como apagaincendios en caso de mayor presencia a corto plazo de espacios vacíos. Por lo tanto, el uso de procesos estándar y de perfiles de soldadura estándar para la producción en serie no es ningún obstáculo y puede reaccionarse de manera flexible ante posibles fluctuaciones de la calidad de suministro de componentes, superficies de placas de circuitos impresos o variaciones de lotes con pastas.
En los equipos de soldadura al vacío modernos, como el CondensoX, además de la producción en serie, es posible llevar a cabo la reparación de componentes en los que se hayan generado espacios vacíos demasiado grandes durante un primer proceso de soldadura con un equipo convencional y que, de lo contrario, deberían descartarse por no cumplir con los criterios de las normas IEC o las directivas de la IPC pertinentes.
Figura 2: Factores que influyen en los huecos y en la fiabilidad (fuente: Grupo de trabajo Poros; Dr. Wohlrabe, TU Dresde)
La definición de vacío está incluida en la norma DIN 28400 del siguiente modo: El vacío es el estado de un gas cuando, en un recipiente, la presión del gas y, por lo tanto, la densidad de partículas, es menor que en el exterior, o cuando la presión del gas es inferior a 300 mbar, es decir, más baja que la presión atmosférica mínima presente en la superficie de la tierra.
Por lo tanto, en los equipos de vacío modernos, ya no solo se habla de la simple aspiración de la atmósfera, sino que el usuario tiene la posibilidad de influir directamente en la pendiente (gradiente) de la generación de vacío, así como de ajustar tiempos de mantenimiento a una presión fija. De este modo, los componentes o fundentes especialmente sensibles tienen la posibilidad de adaptarse a las condiciones ambientales. De lo contrario, las consecuencias son daños en los componentes o salpicaduras. Sin embargo, este perfilado de vacío no debe considerarse un paso por separado, sino que está disponible durante todo el proceso de soldadura. De este modo, además del perfil de temperaturas, también puede adaptarse el régimen de presiones y, así, llevar a cabo diferentes tareas. Podrá eliminar la humedad de la pasta de soldar antes del proceso de soldadura o, por ejemplo, a 160 ºC, sustituir todo el gas del proceso con el fin de eliminar los residuos húmedos del material del circuito impreso y de la pasta de soldar para que no puedan condensarse sobre los componentes durante el proceso de enfriamiento (por ejemplo, ópticas). El CondensoX ofrece al usuario la máxima flexibilidad posible para poder reaccionar ante las tareas más diversas e influir de manera específica y reproducible sobre el proceso de fabricación de componentes.
Como vista previa sobre la segunda parte, en la figura 4 se muestra el perfil de vacío y las temperaturas utilizados para la soldadura de componentes BGA y QFN con el CondensoX en el estudio de caso. Los componentes no solo se sueldan con y sin vacío, sino que también se modifica la apertura de la plantilla. Se mostrará cómo puede influirse en los resultados en ambos procesos de soldadura en lo que a la formación de huecos se refiere.
