Si alguna vez ha mirado un fundente para soldadura y has tenido la sensación de estar intentando descifrar un código secreto, no eres el único. La cadena de letras y números -como ROL0, ORM1 o REL1- puede parecer críptica a primera vista. Pero estas clasificaciones no son aleatorias, sino que constituyen una forma estandarizada de comunicar información crítica sobre la composición química, el nivel de actividad y la fiabilidad de un fundente.
Comprender la clasificación de los fundentes para soldadura le ayudará a tomar decisiones informadas sobre qué fundente se adapta mejor a su aplicación, tanto si está ensamblando componentes electrónicos de alta fiabilidad como si trabaja con una fórmula sin limpieza para agilizar el procesamiento. En este artículo, desglosaremos el sistema en el que se basan estas clasificaciones para que pueda elegir con confianza el fundente adecuado para cada trabajo.
Descodificación J-STD-004
La organización responsable de los códigos de flujo de cuatro caracteres es la Instituto de Circuitos Impresos (IPC). También les gusta dar nombres en clave a sus documentos normativos, y es el J-STD-004 del IPC el que describe este sistema para clasificar los fundentes de soldadura. En las siguientes secciones, abordaremos cada parte del código y daremos una visión general de lo que significan las diferentes designaciones para su selección de fundentes.
Los dos primeros caracteres: Composición del flujo
Los dos primeros caracteres clasifican los fundentes en función de su composición: Rosin, Resin, Organic o Inorganic. La composición del fundente influye significativamente en el rendimiento de la soldadura, ya que afecta al comportamiento de humectación, la integridad de la unión y la necesidad de limpieza posterior a la soldadura.
Flujo de colofonia (RO)
- Composición: Derivado de la savia de pino, el fundente de colofonia es una sustancia de origen natural. Es inerte a temperatura ambiente, ácida a altas temperaturas y no ácida una vez enfriada de nuevo. Al ser un producto vegetal, puede estar sujeto a más variaciones naturales que su primo, la resina*.
- Función: El fundente de colofonia actúa eliminando los óxidos de las superficies metálicas, mejorando el proceso de humectación. Su naturaleza suave requiere una limpieza mínima o nula tras la soldadura, en función de la formulación y la aplicación específicas.
Flujo de resina (RE)
- Composición: Los fundentes de resina son de colofonia modificada o de material completamente sintético.* El rendimiento de la resina puede ser más constante que el de la colofonia, ya que está menos sujeta a las variaciones naturales.
- Función: Similares a los fundentes de colofonia, los fundentes de resina facilitan la eliminación de óxidos y mejoran el proceso de soldadura. Pueden formularse para proporcionar distintos niveles de actividad y limpieza de residuos, atendiendo a diversas necesidades de fabricación.
* Tenga en cuenta que algunos fundentes contienen tanto colofonia como resina y su denominación viene determinada por la sustancia que contienen en mayor proporción.
Flujo orgánico (OR)
- Composición: Los fundentes orgánicos están compuestos por ácidos orgánicos u otros compuestos orgánicos. Son conocidos por su mayor capacidad de limpieza y suelen ser solubles en agua.
- Función: Estos fundentes eliminan los óxidos y contaminantes de las superficies metálicas, asegurando una excelente humectación. Dado que estos fundentes no suelen desactivarse hasta que alcanzan altas temperaturas, suelen requerir una limpieza a fondo tras la soldadura para eliminar cualquier residuo activo y corrosivo.
Flujo inorgánico (IN)
- Composición: Los fundentes inorgánicos contienen ácidos o sales inorgánicas. Son los tipos de fundentes más agresivos, utilizados para aplicaciones que requieren la eliminación de óxidos pesados.
- Función: Debido a su fuerte actividad, los fundentes inorgánicos son muy eficaces en la preparación de superficies metálicas para la soldadura. Se utilizan sobre todo en aplicaciones especializadas en las que es necesario eliminar una oxidación importante. La limpieza posterior a la soldadura es esencial para evitar la corrosión y daños en el conjunto. El fundente IN no se utiliza en el montaje de componentes electrónicos.
Tercer carácter: Nivel de actividad
El nivel de actividad del fundente influye directamente en la formación de las juntas de soldadura al afectar a la eliminación de óxidos e impurezas de las superficies metálicas. Los fundentes obtienen sus designaciones de nivel de actividad al caer dentro de ciertos rangos en las pruebas especificadas por el IPC, incluyendo el espejo de cobre, la resistencia de aislamiento superficial (SIR) y las pruebas cuantitativas de haluros. (Tenga en cuenta que el contenido de haluros, que se trata en la siguiente sección, no designa por sí solo el nivel de actividad, ya que muchos otros aditivos también influyen).
Flujos de baja actividad (L)
- Definición: Diseñado para aplicaciones en las que se requiere una eliminación mínima de óxido. Además de cumplir otros criterios de ensayo, los fundentes de baja actividad contienen menos de 0,05% haluros en peso cuando se designan L0, y menos de 0,5% haluros en peso cuando se designan L1.
- Impacto: Estos fundentes suelen utilizarse en entornos controlados en los que las superficies ya están relativamente limpias. Aunque minimizan el riesgo de dañar componentes sensibles, su acción suave puede no ser suficiente para superficies muy oxidadas.
Flujos de actividad moderados (M)
- Definición: Más agresivos que los fundentes de baja actividad, los fundentes de actividad moderada siguen consiguiendo limitar el riesgo de corrosión o daños. Además de cumplir otros criterios de ensayo, estos fundentes contienen menos de 0,05% de haluros en peso cuando se designan M0, y entre 0,5 y 2,0% de haluros en peso cuando se designan M1.
- Impacto: Ideales para la soldadura en general, los fundentes de actividad moderada garantizan una buena humectación y adherencia en superficies con oxidación moderada. Logran un equilibrio entre la eficacia de la limpieza y la preocupación por los residuos posteriores a la soldadura.
Flujos de alta actividad (H)
- Definición: Estos fundentes poseen la mayor fuerza de limpieza, capaz de eliminar cantidades significativas de óxido y contaminantes de las superficies metálicas. Además de cumplir otros criterios de ensayo, estos fundentes contienen menos de 0,05% de haluros en peso cuando se designan H0, y más de 2,0% de haluros en peso cuando se designan H1.
- Impacto: Los fundentes de alta actividad son esenciales para aplicaciones de soldadura difíciles en las que intervienen metales muy oxidados o en las que se necesita una fuerte acción de limpieza. Sin embargo, su naturaleza agresiva requiere una manipulación cuidadosa y una limpieza exhaustiva tras la soldadura para evitar problemas relacionados con la corrosión o los residuos.
Cuarto carácter: Contenido de haluros
Los haluros se añaden a los fundentes para mejorar su nivel de actividad, aumentando su capacidad para limpiar las superficies metálicas y favorecer la humectación. Aunque son beneficiosos para el rendimiento de la soldadura, los residuos que contienen haluros pueden provocar corrosión, fallos eléctricos o reducir la fiabilidad a largo plazo de la unión soldada, en función de la fórmula del fundente y los requisitos de la aplicación.
Bajo contenido en halogenuros (0)
Indicados como "0" en los designadores de fundentes, los fundentes con un contenido de haluros inferior a 0,05% en peso se consideran "sin haluros". Estos fundentes están diseñados para minimizar el riesgo de corrosión y son adecuados para aplicaciones que requieren uniones de soldadura limpias y fiables sin una limpieza exhaustiva posterior a la soldadura.
Presencia de haluros (1)
Indicados como "1" en los designadores de fundentes, los fundentes que contienen haluros (por encima de 0,05% en peso) se utilizan por su mayor actividad. Los haluros aumentan la capacidad del fundente para eliminar óxidos, pero incrementan el potencial de contaminación iónica del residuo del fundente.
Halogenuros frente a halógenos
Los haluros son compuestos iónicos que suelen utilizarse como activadores y a menudo se asocian con la corrosión. Las normas IPC abordan los métodos de ensayo y los umbrales para el contenido de haluros. Los compuestos halogenados no iónicos, o halógenos, son objeto de regulación medioambiental. Las normas medioambientales europeas (EN-14582) abordan los métodos de ensayo y los umbrales para el contenido de halógenos.
Es posible que se encuentre con productos descritos como "sin haluros" o "sin halógenos" y se pregunte si significan lo mismo, pero no es así. Aunque suenan parecido y están algo relacionados, los métodos de ensayo y la finalidad de las pruebas para estas dos sustancias son totalmente diferentes. El contenido de haluros se mide mediante cromatografía iónica en el producto fundente a granel y la evaluación de las características de soldadura y fiabilidad del fundente. El contenido de halógenos se mide mediante pruebas de bomba de oxígeno en el residuo de fundente post-soldadura y es una consideración medioambiental/de salud y seguridad.
La lista completa de posibles designaciones de flujo se resume en la siguiente tabla.
IPC J-STD-004/A frente a IPC J-STD-004B/C/D
Entre IPC J-STD-004 y sus sucesores IPC J-STD-004B/C/D, los criterios de ensayo para las designaciones de nivel de actividad y contenido de haluros sufrieron algunos cambios. El cambio más notable se produjo en la prueba SIR, con actualizaciones del entorno de la prueba, el sesgo eléctrico y la frecuencia de muestreo. El otro cambio importante fue la eliminación de la prueba cualitativa de haluros.
El resultado es que algunos fundentes designados L0 bajo J-STD-004 ahora cumplen los criterios para L1 bajo J-STD-004B. De hecho, es posible que un fundente más reciente etiquetado como L1 haya superado requisitos más estrictos que un fundente más antiguo etiquetado como L0.
Debido a esto, es importante saber bajo qué versión de la J-STD está clasificado un fundente, y puede valer la pena considerar fundentes L1 cuando de otro modo no lo habría hecho si tienen esa designación bajo la norma más reciente.
La norma actual, en el momento de redactar este documento, es IPC J-STD-004D. Los requisitos de ensayo de esta norma son en gran medida los mismos que los de la norma IPC J-STD-004B; sin embargo, la norma más reciente proporciona especificaciones para ensayos SIR opcionales adicionales.
Conclusión
En AIM, sabemos que seleccionar el fundente adecuado es tan importante como elegir la aleación de soldadura correcta. Por eso ofrecemos una gama de formulaciones de fundentes diseñadas para satisfacer las diversas necesidades de la fabricación moderna de productos electrónicos. Si tiene alguna pregunta sobre qué fundente es el mejor para su aplicación, nuestro equipo está siempre a su disposición para ayudarle.
¿Aún tiene preguntas? Póngase en contacto con nosotros-estaremos encantados de ayudarle a encontrar el fundente perfecto para su proceso.
