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Este artículo es parte de TechXchange: herramientas y tecnología de PCB.
Lo que tu‘Aprenderé:
- La complejidad asociada al uso de soldaduras en productos electrónicos.
- ¿Cuál es la alternativa a la soldadura?
Un viejo refrán dice: «Cuando la única herramienta en tu caja de herramientas es un martillo, tiendes a tratar todo como un clavo». Este ha sido el caso en las últimas décadas en el ensamblaje de componentes electrónicos cuando se sueldan componentes en placas de circuitos.
Para ser justos, el proceso de soldadura fue un caballo de batalla confiable, incluso indispensable, en la industria electrónica durante estas décadas. Desafortunadamente, la adopción forzada de soldadura sin plomo impuesta a la industria electrónica por la Unión Europea en 2006 tuvo un impacto global, cambiando para siempre el proceso de soldadura de estaño-plomo, relativamente manejable. La industria electrónica ha tenido y continúa luchando todos los días para superar el desafío de requerir soldadura sin plomo.
Pero, para ser honesto, incluso la soldadura de estaño y plomo enfrentaría desafíos debido a las demandas actuales y de corto plazo que surgen con el comienzo de esta nueva era de integración heterogénea. Para su propio conocimiento, se anima al lector a examinar prácticamente cualquier revista o boletín informativo sobre el tema de la fabricación de productos electrónicos. Allí encontrará artículo tras artículo y anuncio tras anuncio sobre cómo abordar un problema tras otro. Casi todos ellos se relacionan con el proceso de soldadura de componentes electrónicos y su posterior inspección, prueba, retrabajo y reparación.
Los problemas de la soldadura sin plomo
El simple hecho es que gestionar el proceso de ensamblaje de componentes electrónicos mediante tecnología de soldadura se ha vuelto cada vez más complejo, especialmente desde la introducción de la soldadura sin plomo. Desafortunadamente, la soldadura sin plomo ha introducido un conjunto completamente nuevo de tipos de fallas y un nuevo conjunto de mecanismos de falla en la industria (con la excepción de la reintroducción de mecanismos de falla que alguna vez estuvieron completamente obsoletos, como los bigotes de estaño, que… es causado por la presencia de Plomo en la aleación de soldadura queda ligeramente templada.
Los nuevos tipos de defectos relacionados con la soldadura incluyen, entre otros: bolas de soldadura, agarre, soplados de champán, defectos de cabeza contra almohada y humectación deficiente, por nombrar algunos. Si bien los defectos mencionados están relacionados principalmente con la formación de una unión de soldadura, se han producido una variedad de otros tipos de defectos, artefactos de la soldadura a temperatura más alta requerida para la soldadura convencional de estaño, plata y cobre (SAC). Aleaciones que dominan.
Aunque cada vez se proponen más aleaciones (actualmente más de 60) como candidatas para resolver el problema, todavía no hay ganadores claros en el horizonte. Los defectos asociados con la soldadura sin plomo a alta temperatura incluyen ampollas en el paquete de circuitos integrados, deformación excesiva de los componentes que afecta la formación de juntas de soldadura, formación de cráteres en las almohadillas, grietas en las almohadillas, delaminación de la placa de circuito y muchos otros.
El procesamiento posterior al ensamblaje no se ve menos afectado. Un gran desafío diario es la limpieza a fondo de los restos de fundente quemados debajo de los componentes. Desafortunadamente, con la introducción de terminaciones de paso cada vez más fino, alturas de separación más pequeñas y un tamaño cada vez mayor, es increíblemente desalentador pero necesario eliminar este residuo para darle al ensamblaje la oportunidad de no experimentar fallas por contaminación iónica en una fecha posterior.
Aparentemente, la soldadura, que ha sido un fiel servidor de la industria a lo largo de los años, ahora se ha convertido en una tecnología que hoy representa una carga tan grande como lo fue un beneficio para los fabricantes de productos electrónicos en el pasado. Ante el desafío, uno podría o debería preguntarse correctamente: «¿Es realmente la soldadura la única solución posible para realizar conexiones para un ensamblaje electrónico?» La respuesta corta es «No».
Repensar mielectrónica AAsamblea
En respuesta a la introducción de productos sin plomo, se desarrolló un método alternativo llamado proceso Occam. Sigue listo y dispuesto a entrar al escenario para producir productos electrónicos que se espera que sean superiores al proceso actual en términos de costo, rendimiento, confiabilidad con reducción de tamaño y peso, y mejor gestión de interferencias térmicas y eléctricas.
Para ilustrar, ilustración 1 proporciona una comparación entre los enfoques tradicional y Occam para ilustrar claramente el potencial.
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