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SOLDADURAS SDM
LA BARRITA MÁGICA CAPITULO 4
ENCAPSULADO PSO-10 Y SIMILARES

por Ing. Alberto Picerno




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4.1 INTRODUCCIÓN

Los TVs actuales son fabricados con la economía máxima compatible con un funcionamiento al límite de su característica de temperatura máxima del chip.

Si analiza un amplificador de audio analógico de hace 10 años comparado con un amplificador digital actual de la misma potencia es posible que se encuentre con un factor de escala de 10 veces o más, tanto en peso como en tamaño.

La razón es que la fuente lleva un circuito integrado digital con el transistor de potencia incluido y usa como disipador al circuito impreso. Lo mismo ocurre con el amplificador de audio que ahora es enteramente digital. Seguramente si no es un equipo de mucha potencia se encontrará que ya no hay aluminio por ningún lado y que los transformadores de hierro laminado fueron reemplazados por núcleos de ferrite.

Pero ¿como funciona una isla de cobre en un lugar que no tiene circulación de aire? Eso es lo que vamos a explicar a continuación.

4.2  COMO DISIPA UN CIRCUITO INTEGRADO 

Todos los circuitos integrados de potencia tienen un chip pegado a una lámina de cobre. De acuerdo a la potencia del integrado es el tamaño del chip y de esta lámina. Cuando la potencia es grande la lámina es mucho mas grande que el chip como en el encapsulado PowerSO-10 que mostramos a continuación en la figura 4.2.1.

  
Fig.4.2.1  fotografía y dimensiones en mm de un PowerSO-10

Uno de los encapsulados más populares con disipador oculto es el formato PowerSO-10 también llamado PSO-10. En la figura se pude observar lo que se llama vulgarmente pisada del integrado, que es la huella que dejaría si se entintan las patas en la superficie inferior de las mismas y se apoyan sobre el circuito impreso virgen. Se observa que en el medio de la huella de las patas hay una isla disipadora de cobre estañado cuya función es exclusivamente transferir el calor interno del chip al exterior pero como esta isla esta oculta debemos encontrar el modo de conseguir que el calor pueda transferirse al aire circulante de algún modo.

En la figura 4.2.2 se puede observar un corte del encapsulado. 

 
Fig.4.2.2  Interior y montaje de un PowerSO-10

El calor generado en el chip, se transfiere a una base de cobre, sobre la que se construye la isla disipadora oculta. En el proceso de armado esta isla queda soldada a una isla similar de la plaqueta que tiene distribuido una buena cantidad de agujeros metalizados que se llenan de estaño en el proceso de la soldadura. En la gran mayoría de los TVs modernos la plaqueta es de triple capa con una placa central de fuente y usos generales, que en este lugar solo tiene una ventana. La cara inferior es la cara de masa y de uso general y alrededor de los  agujeros metalizados posee la mayor superficie posible para disipar el calor interno del circuito integrado.

Así se forma un disipador de cobre que tiene la desventaja de tener solo una superficie disipadora y un espesor muy fino. Pero al estar soldada directamente a la base de cobre del chip, tiene muy baja resistencia térmica. La verdadera razón por la que se popularizó este encapsulado, es que el disipador no requiere un procedimiento posterior al de soldadura. Por otro lado este encapsulado es utilizado sobre todo en etapas digitalizadas (como por ejemplo amplificadores de audio o circuitos integrados de control de fuentes pulsadas y los requerimientos de disipación son mucho menores que en sus predecesores analógicos). 

4.3 LA DESOLDADURA

Nosotros requerimos que la Barrita Mágica llegue a la superficie de contacto  entre la capa superior de cobre del circuito impreso y la isla disipadora del circuito integrado. El único modo de llegar allí con la barrita, es por los agujeros metalizados es decir que la primer parte de la operación es realizar un caparazón de barrita en la cara inferior que es una operación difícil de realizar porque se trata de una superficie disipadora que tiene una superficie grande.
Para calentar el disipador se requieren Vatios y muchas veces aun un soldador con temperatura controlada, no alcanza la temperatura que se requiere en este caparazón de Barrita Mágica, que debe estar a unos 300 ºC. Ud. se preguntará ¿para qué, si la barrita funde a 90 ºC? Es que el material que está en los agujeros metalizados es estaño y si no llegamos a 225ºC aproximadamente y si no se funde la barrita, no tiene posibilidades de difundirse mezclándose con el estaño. Pero a su vez hay que cuidar de no pasarse de temperatura si se pretende sacar el circuito integrado sin dañarlo (por ejemplo si no estamos seguros de que él sea el culpable de la falla). Esto nos abre dos formas de trabajo, según que estemos seguros de que el circuito integrado está dañado o que tengamos dudas de su estado. En ambos caso hay que formar un caparazón de la barrita mágica que se consigue usando barrita y mucho flux en gel, para que la barrita corra y forme un sector de esfera. Luego hay que realizar las siguientes operaciones: 

1) Si el circuito integrado está dañado, porque calienta al probarlo con la fuente inteligente, o porque tiene el plástico saltado o rajado, simplemente hay que contar las patas con un higth cutter o un bisturí. Dar vuelta la plaqueta y calentar con el soldador de temperatura controlada al máximo, hasta que el circuito integrado se caiga por acción gravitatoria (por su propio peso). Luego se limpian los restos de patitas y soldadura con un soldador con punta ranurada y malla desoldante.
2) Si tiene dudas de que este dañado, hay que ser mucho más cuidadoso con la temperatura del caparazón de Barrita Mágica,  agregado para calentar la isla disipadora. Primero lleve el soldador a muy baja temperatura (150ºC) y construya el caparazón sobre los agujeros metalizados. Luego levante el soldador a 400ºC y caliente el caparazón controlando que el soldador llegue al punto de trabajo programado, observando la titilación del LED.  En ese punto hay que mantener el caparazón a 400ºC durante 10 segundos para que la barrita se difunda por  los agujeros metalizados. Cuando ya esta construido y semi frío el caparazón 
3) Ahora hay que dar vuelta la plaqueta y colocar dos pedacitos de barrita con mucho flux sobre las patitas, tal como lo hicimos en el articulo 1 con el SMD clásico sin isla disipadora (con video inclusive).

4) Ahora hay que calentar las patitas con las barritas apoyadas, dar vuelta la plaqueta, calentar el caparazón de barrita, dar vuelta la plaqueta, calentar las patitas, dar vuelta la plaqueta, calentar el caparazón y así sucesivamente hasta que integrado se caiga. El soldador se debe ajustar en 400 ºC porque tiene que realizar un aporte de calor importante y seguro que no va a llegar a la temperatura de ajuste porque no tiene tiempo de levantarla. Al apoyar y levantar la punta para ir a otro sector, la temperatura del chip sigue una curva con dientes, que nunca llega a un valor peligroso y por lo general en 2 ciclos (patas izquierdas, patas derechas y caparazón) el circuito integrado queda perfectamente desoldado. Ver la figura 4.3.1.

 Fig.4.3.1 Probable temperatura del chip

4.4    EL USO DE LA BARRITA MÁGICA EN COMPUTACIÓN

Estoy en terreno desconocido asÍ que voy pidiendo disculpas, pero se que la barrita es prácticamente el único modo que permite sacar los electrolíticos de fuente que están en la placa main sin realizar peligrosos esfuerzos y con un soldador común. El problema, por lo que sé (sobre todo en las maquinas algo antiguas) es que físicamente hay varios electrolíticos conectados a grandes planos de masa y fuente. Estos electrolíticos tienen tendencia secarse con el tiempo, haciendo que su techito plano se infle y que aparezcan manchas sobre el circuito impreso. Ver la figura 4.4.1. 

Fig.4.4.1  Electrolíticos de fuente de una main de PC dañados.

En este caso la solución es más que simple. De vuelta la plaqueta y agregue una buena cantidad de la barrita mágica sobre la soldadura de cada electrolítico y lo podrá sacar directamente con la mano; ya que tiene varios segundos para hacerlo.
Nota: en muchos casos los capacitores electrolíticos no llegan a presentar señas visibles, pero la computadora tiene un funcionamiento azaroso. Los reparadores de mains no hacen más que cambiarlos y probar.

4.5    EL PROBLEMA DEL COSTO
Dado que la mayoría de mis compradores son del interior o del exterior debo analizar muy bien el embalaje de las mismas. Pero de cualquier modo queda siempre la posibilidad de que se puedan retirar de mi domicilio en la zona de Burzaco, provincia de buenos aires la cantidad de barritas deseadas. Pero para los demás vamos a realizar un cálculo de consumo probable y promedio.

¿Cual puede ser el consumo de barritas mágicas de un servicio técnico unipersonal? Vamos a suponer que en promedio se deben desoldar 2 circuitos integrados de 16 patas por día. El paso actual de un SMD es de medio mm lo que significa que las 16 patas forman una fila de 8 mm.. Eso significa que el consumo mensual es de 22 días por 8 mm o 176 mm. Supongamos que una compra debe cubrir 1 año de consumo o 176 x 12 = 2.112 mm o aproximadamente 2.000 mm de barrita por año.

El largo de las barritas debe ser menor a 100 mm para poder enviarlas por sobres tipo carta. Para ser compatible con otras ofertas optamos por hacerlas de 85mm aproximadamente. Esto significa que cada envío debe tener 2.000 / 85 = 24 barritas aproximadamente. El ancho no es problema porque las barritas tienen un diámetro de 2 mm y 24 barritas tienen 48 mm. Es decir que las barritas se pueden enviar en banderola pegadas con cinta de papel a medio cm una de otra aproximadamente o en trozos de cartón corrugado.
 
Entonces queda decidido que las barritas se van a vender en envases de 24 barritas que suponen una provisión para un año de un taller unipersonal, considerando que no haya recuperación de material. Con recuperación esto puede aumentar al doble o mas.

Ahora solo debemos calcular el valor de cada barrita mágica. El valor tiene cinco componentes. Mano de obra, Inversión en equipamiento, costo de los 4 componentes de la barrita, costo de propaganda (el costo de envío no se considera porque se cobra aparte del precio total) y ganancia. Los cálculos dan un valor aproximado a 1,8 U$S por barrita 1,8 x 24 = 43 U$S americanos o 666$ argentinos. Nuestro costo por unidad retirado en fábrica en $ Argentinos es de 27,75$.

Algunos estarán de acuerdo con el cálculo, otros pensaran que es costoso y habría que fraccionarlo más las barritas (12 por ejemplo) pero por favor no se olviden de considerar que hay un costo de flete que seguramente va a ser del orden de los 200$. 

Luego de calcular nuestros propios costos, vamos a buscar los valores de la competencia para comparar y saber si no estamos muy fuera de rango.

Por ejemplo buscamos en GOOGLE como barrita desoldante y encontramos una oferta por mercado libre de un fabricante Argentino llamado Talk.Net de 290$ las 5 barritas es decir 58$ la barrita. Pero sin indicar las medidas de la mismas.

Otro lugar donde se pueden conseguir es en Electrotools Argentina a un valor de 30$ la barrita de 85 mm de largo pero de 1,2 mm de diámetro. Aquí hay que hacer algunos cálculos para comparar con nuestras barritas de 2 mm. Lo que debemos hacer es calcular el volumen de barrita. Nuestra barrita tiene un diametro de 2mm lo que significa una superficie de 3,14 mm2. El de Electrotools es de 1,2 mm lo que significa una superficie de 1,13 mm2. Como el largo es igual, podemos calcular el precio en proporción a las superficies: es decir que el precio estandarizado es de 30 x 3,14/1,13 = 83$.

Es decir que hasta ahora la tablita comparativa nos da una gran economía de precios de 27,75$ como precio nuestro a 58$ para la competencia (o mas de acuerdo a las dimensiones) a 83$. Es decir que llegamos a un costo que es la mitad por lo menos del precio de la competencia más económica, con lo cual me considero conforme. Pero como esto es un análisis local les pido a todos miembros de otros países que me informen como cae esto en sus economías locales.

Solo les quiero agregar, que estoy seguro que el que lo prueba lo adopta, si o si, porque sus ventajas son tan evidentes que luego de conocer la barrita mágica se hace un elemento indispensable para el reparador. 

4.6 CONCLUSIONES

Con este artículo inauguramos nuestro sistema de venta en línea. Con las barritas mágicas, tenemos ya dos artículos en venta que fueron seleccionados porque había una necesidad imperiosa del gremio de tenerlos disponibles en toda América. Por un lado la memoria flash para los Samsung de la serie D5500, D5550 y otros y ahora la "Barrita Mágica" que tiene mil usos que fueron divulgados ya en nuestra página y en nuestro grupo de Facebock.
Y de paso inauguramos nuestro sistema de venta. Ahora Ud. puede abonar por giro bancario; por Pago Fácil; por Rapipago etc. picando en el logo de "comprar" que se encuentra después del artículo correspondiente y siguiendo la indicaciones de la pantalla.
Por ahora vamos a realizar una venta tentativa a un valor de:

 666$Arg  o  43 U$S en paquetes de 24 barritas
          28$Arg   por barrita retirado en mano
   



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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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