{"id":45631,"date":"2021-07-26T16:52:42","date_gmt":"2021-07-26T08:52:42","guid":{"rendered":"https:\/\/placapcb.com\/?p=45631"},"modified":"2022-01-12T08:46:41","modified_gmt":"2022-01-12T00:46:41","slug":"bolas-de-soldadura-de-pcb","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/placapcb.com\/bolas-de-soldadura-de-pcb.html","title":{"rendered":"Bolas de soldadura de PCB: C\u00f3mo hacer una buena"},"content":{"rendered":"\n

Acerca de Bolas de soldadura de PCB, Una bola de soldadura es una masa de soldadura que puede servir para conectar un paquete de chips y una PCB. Tambi\u00e9n puede utilizar placas de soldadura para conectar cajas apiladas en paneles multichip.<\/p>\n\n\n\n

Se pueden montar en placas de circuitos manualmente o mediante equipos automatizados. Su colocaci\u00f3n generalmente se asegura mediante un fundente pegajoso.<\/p>\n\n\n\n

Sin embargo, las bolas de soldadura son un arma de doble filo. Las bolas de soldadura tambi\u00e9n son el defecto m\u00e1s com\u00fan que resta valor a los procesos de ensamblaje de SMT<\/u><\/a>. Una bola de soldadura colocada a menos de 0,13 mm de trazas, o que tenga un di\u00e1metro superior a 0,13 mm, viola el principio de distancia el\u00e9ctrica m\u00ednima.<\/p>\n\n\n\n

Los errores que pueden hacer que una bola de soldadura produzca defectos en una PCB ensamblada<\/u><\/a>\u00a0son innumerables. Seg\u00fan IPC, las bolas de soldadura no causan defectos siempre que se mantengan firmemente en su lugar. Este art\u00edculo examina lo bueno, lo malo y lo feo de las bolas de soldadura.<\/p>\n\n\n\n

1<\/strong>. <\/strong>\u00bfQu\u00e9 es una bola de soldadura? <\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Las bolas de soldadura tambi\u00e9n se denominan protuberancias o esferas de soldadura, debido a su geometr\u00eda. Una bola de soldadura es una pieza esf\u00e9rica de soldadura que se utiliza para conectar paquetes de chips a PCB.<\/p>\n\n\n\n

Las bolas de soldadura se crean mediante procesos secuenciales de flujo \/ enfriamiento o reflujo<\/u><\/a>. Despu\u00e9s de pasar por estos procesos, se desengrasan y clasifican.<\/p>\n\n\n\n

Puede aumentar la confiabilidad del contacto de una bola de soldadura al aplanar su forma de bola en forma de moneda. A esta bola de soldadura la llamamos bola de soldadura de moneda. <\/p>\n\n\n\n

Cuando las bolas de soldadura son malas noticias para PCB <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Una bola de soldadura tambi\u00e9n puede causar defectos en una PCB. Pueden socavar la fiabilidad el\u00e9ctrica de un PCB<\/u><\/a>\u00a0electr\u00f3nico. Las bolas de soldadura dentro de 0,13 mm de trazas, o con un di\u00e1metro superior a 0,13 mm, violan el principio de juego el\u00e9ctrico m\u00ednimo.<\/p>\n\n\n\n

El est\u00e1ndar IPC A 610 estipula que incluso las placas soldadas de <= 0,13 mm de di\u00e1metro pueden causar defectos. Tales defectos ocurren cuando se colocan cinco bolas de soldadura con el di\u00e1metro estipulado con 100 mm ^ 2.<\/p>\n\n\n\n

Puede crear inadvertidamente bolas de soldadura perjudiciales durante el reflujo autom\u00e1tico, as\u00ed como durante la soldadura manual. Cuando la bola de soldadura no se deforma en el residuo no limpio o en el revestimiento de conformaci\u00f3n, se vuelve una pesadilla.<\/p>\n\n\n\n

Sin embargo, podr\u00eda ser complicado determinar si la bola est\u00e1 atrapada en un residuo no limpio o en un revestimiento de conformaci\u00f3n. Sin embargo, una forma natural y confiable que puede utilizar para determinarlo es barri\u00e9ndola con un cepillo.<\/p>\n\n\n\n

Si permanece en su lugar despu\u00e9s de acariciarlos con un cepillo, no causar\u00e1 ning\u00fan defecto. Esa es la opini\u00f3n del IPC al respecto.<\/p>\n\n\n\n

Hay otras formas de solucionar problemas de una bola de soldadura problem\u00e1tica. <\/strong><\/h3>\n\n\n\n

El m\u00e9todo de resoluci\u00f3n de problemas m\u00e1s efectivo primero intenta identificar la etapa donde ocurre la bola de soldadura no deseada.<\/p>\n\n\n\n

La bola de soldadura defectuosa puede ocurrir durante el proceso de impresi\u00f3n, el m\u00e9todo de recogida y colocaci\u00f3n o el proceso de reflujo.<\/p>\n\n\n\n

Las bolas de soldadura son partes integrales de la mayor\u00eda de los productos electr\u00f3nicos de consumo. Sin embargo, a medida que los consumidores exigen cada vez m\u00e1s dispositivos electr\u00f3nicos port\u00e1tiles, potentes e inteligentes, resulta m\u00e1s importante hacerlo bien con las placas de soldadura.<\/p>\n\n\n\n

Sin embargo, las bolas de soldadura siguen siendo uno de los componentes m\u00e1s complejos y delicados de los circuitos el\u00e9ctricos. Su uso requiere un alto grado de escrupulosidad.<\/p>\n\n\n\n

\u00bfQuiere aprender sobre la mejor manera de desplegar bolas de soldadura? Sigue leyendo.<\/p>\n\n\n\n

\"Bolas<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Bola de soldadura<\/p>\n\n\n\n

2.\u00a0v\u00e1lvula de bola de soldadura\u00a0<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Una v\u00e1lvula de bola de soldadura puede actuar como un conector entre m\u00faltiples pilas de chips en una PCB. Puede servir para regular el flujo de electrones y se\u00f1ales entre las distintas capas de la pila.<\/p>\n\n\n\n

Las v\u00e1lvulas de bola de soldadura generalmente est\u00e1n contenidas en un Ball Grid Array (BGA)<\/u><\/a>. Un BGA generalmente proporciona m\u00e1s interconectividad que un paquete doble en l\u00ednea o plano.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

C\u00f3mo soldar una v\u00e1lvula de bola <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

El m\u00e9todo descrito aqu\u00ed gira en torno a colocar v\u00e1lvulas de bola de soldadura en paquetes BGA mediante el uso de una herramienta de recogida de bolas. El objetivo principal es formar una serie de bolas de soldadura sobre un sustrato.<\/p>\n\n\n\n

Utilizar\u00e1 este sustrato para interconectar los sitios conductores en otros sustratos.<\/p>\n\n\n\n

Para implementar este m\u00e9todo, necesitar\u00e1 una herramienta para recoger bolas. Esta herramienta de recogida de bolas utiliza succi\u00f3n al vac\u00edo para recoger las bolas de soldadura de un dep\u00f3sito de bolas fluidizado. Eso implica que necesita un dep\u00f3sito de bolas de soldadura que contenga una colecci\u00f3n de bolas de soldadura prefabricadas.<\/p>\n\n\n\n

El dep\u00f3sito tambi\u00e9n debe venir con agentes de fijaci\u00f3n. Eso tambi\u00e9n implica que necesita al menos una aspiradora. Eso tambi\u00e9n significa que necesita al menos una fuente de vac\u00edo para proporcionar potencia de succi\u00f3n al orificio de la herramienta.<\/p>\n\n\n\n

La herramienta de succi\u00f3n al vac\u00edo tiene al menos un orificio para recoger una herramienta de soldadura prefabricada. Tambi\u00e9n viene con un asiento de bola conectado a una fuente de vac\u00edo y una fuente de presi\u00f3n, controlable.<\/p>\n\n\n\n

La herramienta despliega un chorro de gas para inyectar las bolas de soldadura recogidas en los sitios conductores de un sustrato.<\/p>\n\n\n\n

En otra disposici\u00f3n de la tecnolog\u00eda, las almohadillas del sustrato se colocan en un dep\u00f3sito de bolas fluidizado. El revestimiento se aplica con un fundente o adhesivo que atrae y se une con las bolas de soldadura en la piscina.<\/p>\n\n\n\n

A\u00fan as\u00ed, \u00bfdesea obtener m\u00e1s informaci\u00f3n sobre las mejores formas de usar bolas de soldadura? Lo descubrir\u00e1s en el pr\u00f3ximo cap\u00edtulo.<\/p>\n\n\n\n

\"Soldadura<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Bola de soldadura<\/p>\n\n\n\n

3.<\/strong>\u00a0\u00bfC\u00f3mo hacer una bola de soldadura?\u00a0<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Uno de los m\u00e9todos de creaci\u00f3n de bolas de soldadura m\u00e1s antiguos y ampliamente utilizados es el dise\u00f1o de 3 orificios. En este m\u00e9todo, comienza adquiriendo primero una aleaci\u00f3n de soldadura s\u00f3lida, preferiblemente una Sn63Pb37 o una soldadura sin plomo<\/u><\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Elabore la aleaci\u00f3n de soldadura en un alambre de soldadura o una hoja de soldadura. Para un cable, c\u00f3rtelo en trozos peque\u00f1os y, para una hoja de soldadura, elimine las motas. Corte piezas y trozos en medidas que produzcan con precisi\u00f3n el volumen de una bola de soldadura con un di\u00e1metro de 2 mm.<\/p>\n\n\n\n

A continuaci\u00f3n, coloque las piezas y las motas en una columna de aceite caliente para que se derrita. La secci\u00f3n superior de la columna de crudo caliente debe tener una temperatura por encima del punto de fusi\u00f3n. Adem\u00e1s, la temperatura de la secci\u00f3n inferior debe estar por debajo del punto de fusi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Obtendr\u00e1 las bolas de soldadura que desee cuando las piezas y las motas de la columna de aceite caliente se derritan. A continuaci\u00f3n, enfriar las bolas en un l\u00edquido viscoso.<\/p>\n\n\n\n

Tenga en cuenta que la presencia de \u00f3xidos en la columna puede distorsionar la forma esf\u00e9rica de las bolas. <\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Sin embargo, puede colocar una pel\u00edcula de fundente sobre la columna para evitarlo.<\/p>\n\n\n\n

Este m\u00e9todo es altamente eficiente y de bajo costo. Con este m\u00e9todo, puede crear hasta 7.000 bolas de soldadura de alta calidad por segundo en cualquier orificio. Sin embargo, la t\u00e9cnica tambi\u00e9n tiene sus desventajas.<\/p>\n\n\n\n

Para empezar, la t\u00e9cnica puede estar cargada de contaminaci\u00f3n y resultar complicada. Cada una de las bolas tendr\u00e1 un peso diferente, aunque puedes medir sus valores. Adem\u00e1s, es casi imposible obtener bolas con una tolerancia del 1,5%.<\/p>\n\n\n\n

La importancia del empaque en la bola de soldadura formada<\/p>\n\n\n\n

Como se se\u00f1al\u00f3 anteriormente, la presencia de \u00f3xidos puede distorsionar la forma de la bola de soldadura. Una forma de evitar la oxidaci\u00f3n de las bolas de soldadura es mediante el embalaje.<\/p>\n\n\n\n

El embalaje no solo puede evitar la eliminaci\u00f3n de ox\u00edgeno, sino que tambi\u00e9n puede prolongar la vida \u00fatil de las bolas de soldadura incluso m\u00e1s all\u00e1 de su fecha de caducidad.<\/p>\n\n\n\n

\u00bfQuiere aprender m\u00e1s sobre c\u00f3mo evitar placas de soldadura defectuosas? El pr\u00f3ximo cap\u00edtulo contiene las respuestas.<\/p>\n\n\n\n

\"Soldadura<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Bola de soldadura<\/p>\n\n\n\n

4<\/strong>. <\/strong>\u00bfQu\u00e9 causa las bolas de soldadura durante la soldadura manual? <\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Estas son algunas de las causas de las bolas de soldadura. <\/p>\n\n\n\n

Humedad <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

La presencia de humedad en su pasta de soldadura puede hacer que las bolas de soldadura exploten durante el reflujo. El agua se filtra en la pasta de soldadura durante la refrigeraci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Si la pasta no alcanza la temperatura ambiente despu\u00e9s de sacarla del refrigerador, absorber\u00e1 la humedad. Sin embargo, puedes eliminar el agua horneando. <\/p>\n\n\n\n

Placa de circuito <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

La propia placa puede provocar bolas de soldadura no deseadas durante la soldadura manual. El aire, la humedad o el alcohol utilizados para limpiar la placa pueden hacer que la placa produzca bolas de soldadura no deseadas.<\/p>\n\n\n\n

Estos contaminantes pueden infiltrarse entre las capas, las v\u00edas abiertas y los orificios pasantes de una tabla con placas agrietadas o incompletas. Adem\u00e1s, cuando la placa se calienta en reflujo, estos contaminantes son expulsados. Su escape abrupto dispara gases en todas direcciones y, en consecuencia, lanza soldadura l\u00edquida a trav\u00e9s del tablero. Los gases de pasta fundente tambi\u00e9n pueden producir este efecto cuando escapan de las secciones del panel cercanas a la superficie.<\/p>\n\n\n\n

Si su tablero admite contaminantes a trav\u00e9s de bordes abiertos, grietas de v\u00edas y orificios pasantes, no hay mucha esperanza. Lo m\u00e1s probable es que necesites rehacer el tablero, ya que no puedes eliminar el aire atrapado.<\/p>\n\n\n\n

Si los gases de la pasta salen a chorro de debajo del tablero, puede resolver esto reduciendo la cantidad de pasta. Tambi\u00e9n puede solucionar este problema minimizando la cantidad de vol\u00e1tiles en la pasta. <\/p>\n\n\n\n

Plantillas manchadas <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Es posible que su plantilla est\u00e9 depositando pasta de soldadura de manera discriminatoria. Debe asegurarse de que el proceso de limpieza debajo de la plantilla que utiliza sea eficiente y completo.<\/p>\n\n\n\n

Podr\u00eda ser que est\u00e9 usando un rollo de limpieza debajo de la plantilla inadecuado, que es demasiado grueso. El grosor inadecuado del registro puede hacer que las bolas se extiendan por la parte inferior de la plantilla. Adem\u00e1s, cuando finalmente usa la plantilla en un PCB, las bolas adicionales se depositan en el tablero. <\/p>\n\n\n\n

Formulaci\u00f3n inadecuada de pasta de soldadura <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Las pastas de soldadura mal formuladas pueden explotar durante el reflujo de calor y soplar las soldaduras l\u00edquidas al azar en todo el tablero. Los materiales vol\u00e1tiles suelen ser las causas m\u00e1s probables de la explosi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

En tales casos, puede prevenir tales explosiones reduciendo la tasa de rampa de precalentamiento. Eso permite que el material vol\u00e1til sea expulsado sin desgasificaci\u00f3n abrupta. Sin embargo, debe asegurarse de precalentar lo suficientemente lento. <\/p>\n\n\n\n

La mejor t\u00e9cnica de soluci\u00f3n de problemas para las bolas de soldadura que se producen durante la soldadura manual <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

La mejor manera de averiguar las causas de las bolas de soldadura durante la soldadura manual es probar varios productos. El objetivo es comprobar si el defecto se produce en determinados tipos de PCB. Ejecute varias placas con la misma pasta de soldadura y equipo para identificar las variables exactas a partir de las cuales se origin\u00f3 la falla.<\/p>\n\n\n\n

En el pr\u00f3ximo cap\u00edtulo, profundizaremos en la confiabilidad de las bolas de soldadura y qu\u00e9 t\u00e9cnicas de resoluci\u00f3n de problemas usar.<\/p>\n\n\n\n

\"Bolas<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Bola de soldadura<\/p>\n\n\n\n

5.<\/strong>\u00a0la confiabilidad de la junta de r\u00f3tula de soldadura\u00a0<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Se han realizado estudios para mostrar los efectos del espesor de la pel\u00edcula de Pd en la confiabilidad de la junta esf\u00e9rica de soldadura. El tema de la encuesta fue el recubrimiento de Ni \/ Pd \/ Au sin electricidad en una junta esf\u00e9rica de soldadura Sn-3.0Ag-0.5Cu (SAC305). Estudio utiliz\u00f3 una prueba de cizallamiento con bola de soldadura.<\/p>\n\n\n\n

El espesor de la pel\u00edcula de Pd entre 0.05-0.02 micrones fue el \u00f3ptimo para la confiabilidad de las juntas de soldadura despu\u00e9s de m\u00faltiples ciclos de reflujo. Los estudios tambi\u00e9n han demostrado que las juntas esf\u00e9ricas de soldadura son m\u00e1s fiables cuando se utilizan electrodos de 0,02 micrones de espesor.<\/p>\n\n\n\n

Este resultado es incluso mejor que el obtenido con el recubrimiento de Ni \/ Au no electrol\u00edtico.<\/p>\n\n\n\n

El estudio tambi\u00e9n muestra que la forma y el grosor de los compuestos intermet\u00e1licos (IMC) determinan la confiabilidad de una bola de soldadura. En particular, el grado de adhesi\u00f3n en la capa dendr\u00edtica de la interfaz IMC \/ soldadura influy\u00f3 enormemente en la confiabilidad de una bola de soldadura.<\/p>\n\n\n\n

Tambi\u00e9n se demostr\u00f3 que los IMC de (Cu, Ni, Pd) 6Sn5 que conten\u00edan cantidades m\u00ednimas de Pd producen una excelente confiabilidad de las juntas de r\u00f3tula de soldadura. Principalmente debido a que el Pd inhibi\u00f3 el crecimiento de IMC.<\/p>\n\n\n\n

\u00bfQuiere explorar m\u00e1s a fondo los problemas que limitan la fiabilidad de las bolas de soldadura? Sigue leyendo <\/p>\n\n\n\n

6<\/strong>. <\/strong>Problemas y defectos <\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

El est\u00e1ndar IPC A 610 estipula que cinco bolas de soldadura con di\u00e1metros <= 0.13 mm no deben colocarse dentro de 100 mm ^ 2. Sin embargo, esta no es la \u00fanica raz\u00f3n de una bola de soldadura defectuosa.<\/p>\n\n\n\n

La soldadura puede correr sobre una pista mojada debido a un revestimiento de resistencia deficiente. Una capa poco confiable puede no adherirse al recubrimiento de esta\u00f1o \/ plomo de una pista. El recubrimiento tambi\u00e9n puede fallar como resultado de un control deficiente del espesor de impresi\u00f3n. Ser\u00eda \u00fatil si tuviera mucho cuidado al quitar las bolas de soldadura que resultan de un recubrimiento de baja resistencia inducido por la humedad. Podr\u00eda da\u00f1ar f\u00e1cilmente la pista al hacerlo. <\/p>\n\n\n\n

Soldadura por ola <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Pueden ocurrir bolas de soldadura aleatorias debido al escupir de la ola. Por lo tanto, este defecto est\u00e1 directamente relacionado con los par\u00e1metros de soldadura por ola. La separaci\u00f3n de la cerradura puede ser asistida por la colocaci\u00f3n de la soldadura en la distancia de las pistas.<\/p>\n\n\n\n

En tal caso, la soldadura puede rebotar en el ba\u00f1o.<\/p>\n\n\n\n

Adem\u00e1s, puede producirse una bola de soldadura si configura el precalentamiento incorrectamente o si aumenta la cantidad de fundente de manera inapropiada. En este caso, el disolvente se escapar\u00e1 del fundente de forma defectuosa.<\/p>\n\n\n\n

Puede identificar este problema colocando una placa de vidrio sobre la ola. Deber\u00eda ver algunas burbujas en la parte inferior del vaso cuando el vaso entra en contacto con la onda. Cuantas menos burbujas detectes, mejor.<\/p>\n\n\n\n

Tambi\u00e9n debe confirmar que la resistencia y el flujo son compatibles. <\/p>\n\n\n\n

Explosi\u00f3n de materiales vol\u00e1tiles <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

La aparici\u00f3n de uniones de soldadura aleatorias tambi\u00e9n puede deberse a explosiones provocadas por los residuos vol\u00e1tiles en el fundente. Puede resolver esto colocando una pieza de la tarjeta blanca sobre la ola, dej\u00e1ndola all\u00ed mientras la ola corre.<\/p>\n\n\n\n

Ser\u00eda \u00fatil si no procesara la placa mientras hac\u00eda esto la primera vez. Luego, pase el tablero a trav\u00e9s de la m\u00e1quina mientras la pieza de la tarjeta blanca permanece en su lugar. Lo m\u00e1s probable es que identifique al culpable a partir de ah\u00ed. <\/p>\n\n\n\n

En resumen <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Muchas razones pueden causar placas de soldadura defectuosas. A continuaci\u00f3n se muestra un resumen de las causas m\u00e1s comunes:<\/p>\n\n\n\n