Por Timothy O'Neill
El proceso de montaje de PCB crea millones de uniones soldadas con gran precisión, por lo que los defectos intermitentes de soldadura pueden ser especialmente frustrantes. Es común suponer que los materiales de soldadura, como la pasta de soldar y el fundente, son la causa principal de estos problemas. Pero, ¿es siempre la soldadura la culpable?
En este artículo, exploramos un caso real y arrojamos luz sobre la importancia de un diagnóstico preciso y la colaboración de los proveedores.
Comprender los defectos de soldadura
Una idea errónea muy extendida es que si hay un defecto de soldadura, la culpa es de los materiales de soldadura. Afortunadamente, la pasta de soldadura no es una entidad inteligente capaz de causar defectos de forma selectiva. La pasta de soldadura es, en esencia, un material pasivo que sigue las instrucciones que se le dan durante el proceso de montaje.
Los defectos de soldadura pueden deberse a varios factores, como la configuración del equipo, las condiciones ambientales, las características de los componentes y los procesos de manipulación. Por lo tanto, es esencial examinar detenidamente todo el proceso de soldadura. Esto incluye el escrutinio de la configuración de la impresora, los problemas de recogida y colocación, el rendimiento del horno de reflujo y otros parámetros relevantes.
Caso práctico: Problemas intermitentes de soldabilidad
En el siguiente escenario, un montador de placas de circuito impreso se encontró con un problema de soldadura intermitente de un componente específico en la línea de montaje de placas de circuito impreso.
El carácter intermitente del problema lo hacía especialmente frustrante. A veces, el problema de soldabilidad surgía, causando interrupciones, pero era reparable en la estación de retrabajo. Aunque esto no paralizaba por completo los programas de producción, generaba trabajo extra, pérdida de tiempo y suscitaba dudas sobre la calidad general de los ensamblajes.
Los intentos de diagnosticar el problema implicaron múltiples visitas del ingeniero de campo del proveedor de soldadura. Sin embargo, cada vez que acudía el ingeniero, el problema no se presentaba, por lo que el equipo no sabía qué hacer. Estos casos pusieron de manifiesto la dificultad de diagnosticar problemas intermitentes y la complejidad del análisis de la causa raíz.
Lista de comprobación para investigar problemas de soldabilidad intermitente
La siguiente lista de comprobación puede ayudar a orientar el proceso de investigación inicial:
Lista de comprobación para la configuración de la impresora serigráfica:
- Compruebe que la impresora de pantalla está nivelada y a plomo.
- Asegúrese de que los raíles de la impresora de serigrafía estén paralelos entre sí y al suelo.
- Compruebe que se ha colocado el utillaje correcto.
- Examine a fondo la limpieza del equipo.
- Inspeccione el estado de la pantalla para detectar cualquier daño o atasco.
Proceso de recogida y entrega:
- Garantizar la limpieza de las boquillas de la máquina pick and place.
- Asegúrese de que no haya contaminación que afecte al proceso de recogida y colocación.
- Compruebe que los ajustes de colocación están optimizados para el conjunto y los componentes.
Rendimiento del horno de reflujo:
- Compruebe si hay averías en los elementos calefactores del horno de reflujo.
- Inspeccione los motores de los ventiladores para detectar cualquier problema.
- Verifique con un perfilador que el horno de reflujo funciona correctamente.
Si se descartan estos factores, se puede dirigir la atención a otros factores contribuyentes. En el estudio de caso mencionado anteriormente, se examinaron estos factores básicos, pero no se identificó ninguno como origen del problema de soldabilidad intermitente.
Profundizar: Examinar los componentes, el entorno y la configuración del proceso
El siguiente paso consiste en examinar las características y el comportamiento de los componentes implicados en el problema, así como los factores ambientales y los ajustes del proceso.
Tratamiento interno del componente problemático
La manipulación interna se refiere a cómo se almacena, manipula y transporta un componente dentro de las instalaciones de fabricación. El objetivo es identificar cualquier posible manipulación incorrecta y corregirla.
Factores medioambientales
Los factores ambientales, como las variaciones de temperatura y humedad, especialmente en regiones con climas extremos, pueden afectar al proceso de soldadura. En el caso estudiado, el entorno de producción estaba adecuadamente controlado y, aunque las instalaciones experimentaban variaciones estacionales de temperatura y humedad, estas condiciones no se correlacionaban con el problema de soldabilidad.
Optimización del perfil de reflujo
La optimización del perfil de reflujo consiste en ajustar el proceso de reflujo para adaptarlo a las características térmicas específicas del conjunto. La optimización del perfil de reflujo permite resolver problemas como la reubicación de residuos, la eliminación de huecos de soldadura y la mejora de la humectación. En el estudio de caso, el perfil de reflujo fue optimizado por un ingeniero certificado por la SMTA utilizando las últimas técnicas de recopilación de datos de perfiles. Esta optimización garantizó que el proceso de reflujo se ajustara a los parámetros recomendados.
Pruebas de equilibrio de humectación
La prueba de equilibrio de humectación se utiliza para determinar la soldabilidad de los componentes. Sin embargo, la prueba no puede simular un perfil de reflujo y no puede detectar problemas sutiles de soldabilidad que pueden producirse durante un perfil de reflujo SMT de tres a cinco minutos. En este caso práctico, las pruebas de equilibrio de humectación realizadas por el proveedor de componentes no indicaron ningún defecto, lo que puso de manifiesto la necesidad de una investigación adicional.
Pruebas de equilibrio de humectación en investigaciones de soldabilidad
La aplicación rápida de soldadura a alta temperatura durante las pruebas de equilibrio de humectación puede revelar problemas graves de soldabilidad, pero también puede descomponer los óxidos presentes en el componente, enmascarando involuntariamente defectos que pueden surgir durante el perfil de reflujo más largo y caliente. Además, el proceso de reflujo puede exacerbar la formación de óxido antes de que se produzca la soldadura, empeorando potencialmente cualquier problema.
Para superar estas limitaciones, los componentes suministrados por el cliente se sometieron a un horneado a 125°C durante cinco minutos, imitando la exposición al reflujo. Tras este tratamiento, los componentes se sometieron a pruebas de equilibrio de humectación.
Los resultados del proceso de horneado fueron evidentes de inmediato: los componentes no soldaban correctamente tras la exposición a temperaturas elevadas. Esta prueba se repitió en varios lotes de componentes, y en todas las ocasiones se observó el mismo problema de soldabilidad, coherente con el comportamiento experimentado en las instalaciones del cliente. Las pruebas permitieron al ensamblador presentar al proveedor de componentes una información clara e innegable, obligándole a abordar el problema y ponerle remedio.
La importancia del compromiso y la paciencia en la colaboración con los proveedores
Resolver los problemas de soldadura puede ser todo un reto, a menudo complicado por los consejos contradictorios de los múltiples proveedores que intervienen en el proceso de montaje de las placas de circuito impreso. Esto puede hacer que los fabricantes se sientan inseguros y abrumados.
Es fundamental reconocer que los proveedores desempeñan un papel fundamental a la hora de abordar eficazmente los problemas de soldadura. Poseen una valiosa experiencia, ideas y conocimientos del producto que pueden contribuir a encontrar soluciones. En lugar de percibir los consejos contradictorios como un obstáculo, hay que enfocarlos como una oportunidad para entablar una colaboración significativa y resolver problemas.
El compromiso, la paciencia y el apoyo del proveedor son fundamentales a la hora de resolver problemas de soldadura. Elegir proveedores que ofrezcan asistencia activa para sus productos y se comprometan a ayudar en los procesos del cliente es una decisión inteligente que puede conducir a una resolución eficaz.