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SOLDADURAS SDM
LA BARRITA MÁGICA CAPITULO 3
SOLDADURA Y DESOLDADURA MÉTODO RÁPIDO

por ING. PICERNO




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3.1 INTRODUCCIÓN

En el momento actual es común encontrar circuitos integrados con un paso de 0,75 mm o menos con pistas de 0,35 mm. Para soldar un CI se debe ubicar el circuito integrado perfectamente centrado en quizás 96 patas y esto no es algo sencillo. Como todas las cosas, esto tiene sus "trampitas de la profesión" que debemos aprender justamente en este capítulo. Yo recuerdo que cuando salieron estos monstruitos, los agoreros de siempre dijeron: se acabó la profesión y al poco tiempo estábamos desoldando y soldando con toda naturalidad. Y después llegaros los BGA y otra vez los agoreros de siempre volvieron a vaticinar "sangre sudor y lágrimas" y como siempre se equivocaron.

Los viejos como yo escuchamos el primer vaticinio DE "Se acabó la profesión" cuando de la válvula pasamos al transistor,  luego cuando del transistor pasamos al circuito integrado, luego cuando llego el SMD y finalmente con el BGA. Son cuatro vidas, aun nos quedan 3 para igualar a los gatos.

Los reparadores ya están convencidos a través de mis dos artículos publicados que la barrita soluciona el problema de la desoldadura. Les queda aun la duda del costo pero saben que aunque sea cara no puede influir en un trabajo cuyo costo final anda por los 2.000$ arg. o 130 U$S. Pero con el componente desoldado aun le queda por resolver la otra mitad del problema, soldarlo. Cualquier reparador con experiencia sabe que soldar un SMD de más de 36 patas es el equivalente médico a una cirugía mayor. 

Por eso va este capítulo, para que aprendan con texto y video que si bien no es fácil soldar un CI SMD es algo posible, empleando buenos métodos y fabricando algunos dispositivos muy sencillos que le van a servir para muchas cosas más que desoldar integrados. 

3.2 LOS DIFERENTES PASOS QUE HAY QUE SEGUIR ANTES DE SOLDAR

La plaqueta debe estar impecablemente limpia utilizando los elementos clásicos que generalmente son: alcohol isopropílico, cepillo y un trapo limpio para secar el alcohol. Yo aconsejo realizar una última pasada suave con lana de acero mojada en alcohol isopropílico, porque las plaquetas actuales suelen tener hilos de soldadura entre pistas, muy difíciles de encontrar en la inspección visual que debe realizarse por lo menos con una lupa de 8 aumentos  y si fuera posible con un microscopio USB. No se olvide luego de la lana de acero de volver a limpiar con alcohol, cepillo y trapo. 

1) CONTROL VISUAL

Las islas deben controlarse una por una buscando puntos de oxidación o hilos de estaño a las pistas contiguas y el brillo del baño de soldadura que cubre cada isla. Es posible que las islas luzcan un poco opacas por falta de flux. Pero no se preocupe porque el siguiente paso es generar una robusta capa de flux.

En este preciso momento se debe revisar las pistas que pasan por debajo del circuito integrado y controlar con el tester todos los agujeros metalizados ya que es muy común al sacar el integrado, que la verdadera causa de la falla sea una pista cortada debajo del mismo, o un agujero que no tenga continuidad. En la figura 3.2.1 mostramos un dibujo de un circuito impreso justo en el lugar en que se presenta un agujero metalizado y la forma de reparar al mismo si no tiene continuidad.

 

Fig.3.2.1.  Circuito impreso en la zona de un agujero metalizado.

Si encuentra un agujero metalizado sin continuidad debe agujerear con una mecha de 0,8 mm pasar un alambre sacado de un fusible de 100 mA y colocar soldadura desde ambas capas de cobre.

2) APLICACIÓN DE LA PRIMER CAPA DE FLUX

Aplique flux a todas las islas con un pincel. Aquí hay dos posibilidades. Usar el flux preparado por Ud., pero dejándolo reposar al aire, de modo que tenga una consistencia entre cremosa y liquida. O usar el flux en gel. Nosotros en particular usamos el de marca Electroquímica Delta porque es el más conocido de la Argentina y porque llega también a países limítrofes. El espesor de la capa de flux debe ser del orden del mm o más.

3) FUSIÓN DEL FLUX SOBRE LAS ISLAS
  
Luego pase el soldador a la menor temperatura que pueda generar. Por ejemplo 200 ºC fundiendo todo el flux de las islas pero sin evaporarlo. De este modo Ud. tiene una superficie pegajosa en todas las islas que evitarán que en el próximo paso el circuito integrado se mueva fácilmente.
4) ORIENTACIÓN Y CENTRADO DEL CIRCUITO INTEGRADO

Observe que la plaqueta y el circuito integrado tienen alguna marca que permite que la pata 1 del circuito integrado se coloque sobre la pata 1 del impreso.

Con el medio de amplificación óptica que Ud. posea observe que las patas apoyen perfectamente centradas sobre las islas. Sobre todo la pata 1 que va a ser la pata de referencia principal.

Para que el circuito integrado no se mueva sobre la plaqueta nosotros inventamos una pinza de alambre (que poéticamente llamamos tercera mano) que aprieta al mismo sobre la plaqueta una vez centrada la pata 1 permitiendo una soldadura sin contratiempos y en el lugar que habíamos elegido como centro preciso del primer anclaje.   

Aquí se presentan dos posibilidades de trabajo. Una es soldar la pata 1 para que sirva de referencia más precisa y la otra es confiar en que la tercer mano mantendrá el CI en su lugar. Si suelda la pata 1 debe hacer lo mismo con la pata que este en diagonal a la 1 para confirmar la posición.

Si trabajo con la variante de anclaje por soldadura, posiblemente el resto de las patas deben haberse movido, aunque solo sea levemente. No se preocupe, el material de las patitas es suficientemente blando como para que Ud. pueda corregir la posición aun con dos patas ancladas. Mueva el circuito integrado y controle con la lupa de 8X hasta que todas las patas estén centradas

Ahora hay revisar todas las otras patas, que aun no están soldadas, para estar seguro de que no hace falta ninguna corrección más.

Esta verificación óptica puede ser tediosa si se realiza con una lupa de 8X pero el uso de un microscopio electrónico permite obtener una imagen ampliada del todo el conjunto de patas que simplifica y acelera la tarea. Ver la figura 3.2.2.

  5) SEGUNDA APLICACIÓN DEL FLUX Y COLOCACIÓN DE SOLDADURA

En este punto estamos por aplicar trocitos de soldadura en alambre de 0,35 mm 60/40 con 8 almas de resina, sobre los dos o cuatro lados que tiene el circuito integrado. 

El mercado de los fabricantes de soldadura es realmente muy peligroso porque compiten las peores calidades con las mejores e inclusive hay muchos productos de ignoto origen que no respetan la titulación de la mezcla (porcentajes de cada metal). En la argentina nosotros utilizamos solo soldadura de la marca Eximetal que por ser local, está sujeta a un control de titulación.

Las soldaduras importadas son un peligro, porque en algún lugar del nombre que no quiero mencionar, imitan las etiquetas de las firmas más reconocidas de plaza y las colocan en rollos que nosotros medimos como de 80/20 y sin alma de resina. Mi consejo es que tome un trozo del alambre de soldadura que usa habitualmente y lo funda con un soldador de temperatura controlada para saber cual es su porcentaje de estaño (ojala que no se lleve una sorpresa).
 
Es fundamental que esos trocitos de alambre se muevan lo menos posible, al fundirlos posteriormente. Esto se logra con una gruesa capa de flux sobre las patas del circuito integrado que operan como una cama para el trocito de alambre. El flux se coloca en la parte exterior de las patitas cerca de la plaqueta en forma de cordón y entre este cordón y el encapsulado se coloca el trocito de estaño.

Si está usando flux casero, este conjunto debe dejarse reposar en un lugar bien aireado durante toda una noche y recién al día siguiente se procede con el paso 6. Si usa flux en gel puede proceder de inmediato porque el gel no tiene alcohol que requiera evaporación.

Si está trabajando con el método resumido de la tercera mano este procedimiento es ocioso porque el alambre de soldadura se coloca a ojo como se observa en el video.


Fig.3.2.2  Método de soldadura rápida 
  
6) SOLDADURA COMPLETA

Coloque el control de temperatura del soldador en 400ºC y comience a fundir el alambre por una punta a una velocidad tal que la punta del soldador no tenga que hacer fuerza sobre el alambre para que este no se corra y se distribuya equitativamente la soldadura sobre cada pata.

Al dar la vuelta completa el circuito integrado queda totalmente soldado en muy poco tiempo y con la cantidad de soldadura optima que no genere cortocircuitos entre patas.

7) LA LIMPIEZA FINAL

Es fundamental una limpieza final con alcohol isopropílico y cepillo, posteriormente a la soldadura. Sobre todo si se utilizó flux en gel porque el mismo reacciona produciendo sales de cobre conductoras si no se lo limpia bien a fondo hasta no dejar rastros.

El flux casero suele ser menos reactivo pero nunca se conoce el origen de las piedras de resina y pueden existir piedras con impurezas ácidas.

8) OBSERVACIÓN FINAL

Antes de probar la plaqueta hay que revisar las soldaduras de las patitas una por una y retocar de inmediato todas las que tengan poca soldadura (la patita está descubierta en alguna parte). Como ya estamos a nivel de detalle es probable que esto se realice con más comodidad utilizando un soldador controlado en temperatura y con punta alambre y observando a través de un microscopio USB o una lupa de 8X.

3.3 REPARACIÓN DE CORTOCIRCUITO ENTRE ISLAS

Si durante la operación se produce algún cortocircuito entre islas, es muy simple de reparar utilizando solo flux en gel. Si no hay un exceso de soldadura en el puente. Simplemente coloque flux y luego el soldador en 350 o 400ºC. El flux abre el puente redirigiendo la soldadura a las pistas. 

Si no ocurre así entonces hay que quitar el exceso de soldadura utilizando malla desoldante y posteriormente usar el flux.

Fig.3.3.1 Video de la reparación de cortocircuitos

3.4  VARIANTES DEL MÉTODO DE DESOLDADURA Y SOLDADURA

El método explicado anteriormente es el indicado para aprender a trabajar con circuitos integrados SMD. Pero cuando Ud. logra una buena experiencia manual se puede simplificar para aumentar la velocidad del trabajo.

Para desoldar, primero se coloca una buena cantidad de flux en gel sobre las patas. Luego se aplica la barrita mágica a granel dejando una buena cantidad sobre las patitas. Y posteriormente se mueve el soldador sobre la barrita mágica hasta que todas las patas naveguen sobre el material fundido en donde se lo empuja o se retira con una pinza Bruselas. Ver la figura 3.4.1.


Fig. 3.4.1  Desoldar con barrita "método rápido".

Para soldar, uno de los cambios consiste en:

Aplicar el flux en gel sobre las islas de las patas con un pincel y luego anclar el circuito integrado con en "tercer brazo" o con un imán de parlante del lado contrario al circuito integrado y una arandela de hierro galvanizado sobre el circuito integrado. De este modo se puede ajustar la posición del circuito integrado sin soldar las patas de guía.

Si la presión del imán es excesiva se puede ajustar colocando arandelas de papel entre el circuito integrado. El tercer brazo se ajusta deformando los alambres galvanizados.

Posteriormente se coloca abundante flux sobre las patas del integrado con un pincel y se procede a colocar soldadura 60/40 (también llamada eutéctica) sobre las mismas, ajustando a mano la cantidad aplicada junto con la velocidad de traslación del soldador sobre las patas. Esto requiere cierta experiencia práctica por lo que se recomienda una mínima práctica con plaquetas de descarte.

Y finalmente se realiza una inspección de cortocircuitos y la reparación si fuera necesario.

El segundo cambio consiste precisamente en el modo de quitar el exceso de estaño de los cortocircuitos. Todo consiste en modificar una punta de soldador en desuso para transformarla en una punta para desoldar. Hay varios modos de realizar esta punta de la que vamos a analizar dos.

La primera es la más difícil de construir por se trata de realizar una chimenea con descarga lateral en una punta vieja. La segunda es la más simple porque solo hay que realizar una ranura sobre la punta. 

Ambas puntas las presentaremos en nuestro canal de you tube por lo que no podemos dar ahora el correspondiente link. Verifique mi canal "Alberto Picerno" en una semana, en donde mostramos como construir la punta canal.
Al colocar la punta Ranura sobre el cortocircuito de soldadura, se produce una corriente ascendente de aire por la ranura que carga la puntas con soldadura. Si no alcanza con una aplicación se sacude el soldador para que caiga la carga de soldadura, se vuelve a colocar flux en el cortocircuito y se retira el exceso con la punta ranura. 
Luego de retirar un cortocircuito y a pesar de que la observación con lupa indique la ausencia de cortocircuitos se aconseja pasar una aguja de coser, un bisturí o un high cutter entre las pistas, para que no queden dudas de la presencia de puentes de cobre o hilos de soldadura.

3.5 CONCLUSIONES

En este capítulo aprendimos varios artilugios que seguramente les vendrán muy bien a nuestros amigos los reparadores. Suponemos que muchos eran conocidos pero otros son seguramente inéditos, como el método del imán, el tercer brazo y el desoldador de punta alambre.

En el próximo capítulo vamos a analizar un tema que preocupa a todos los reparadores. Los circuitos integrados con isla de cobre disipadora en su pancita. Por el momento los voy a dejar pensando cómo se llega a esa soldadura totalmente inaccesible para desoldarlo. ¿Sera realmente inaccesible? ¿Servirá la barrita mágica para resolver este problemón?

Y seguramente para el próximo artículo ya vamos a tener resuelto el tema del precio y la distribución; porque todo es muy bonito pero si no sabemos dónde comprar la barrita mágica todo lo estudiado no sirve para nada.  



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El Ing. Alberto Picerno, conocido en toda latinoamerica por sus cursos de Tv y LCD, es el autor mas prolífico sobre Electrónica, con mas de 40 libros tecnicos y cientos de articulos publicados. 

Se inicio en el mundo de la electronica de niño ayudando a su padre que era hobbysta y aficionado a la radio.

Su experiencia temprana le permitio recibirse con medalla de oro al mejor promedio de "Tecnico Nacional el Telecomunicaciones" y posteriormente volvio a obtener la medalla de oro al mejor promedio como "Ingeniero en electronica en UTN"

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