Cómo elegir una estación de soldadura
Muchas veces el proceso de elección de la estación de soldadura apropiada puede ser no solo un problema para los novatos, sino también una tarea complicada para los ingenieros y técnicos experimentados.
No es un secreto que los equipos técnicos modernos, y especialmente digitales, se vuelven cada vez más avanzados y complejos, mientras sus dimensiones se reducen. Esto a su vez complica el proceso de montaje de sus componentes en la fábrica y, en el caso de algún defecto o deterioro, su arreglo en un taller o centro de servicio.
Mientras en las fábricas calidad y rapidez de soldadura garantizan unos robots automatizados diseñados especialmente para esta tarea, en los talleres arreglo de la misma placa le corresponde a un ser humano. Y ahí el éxito de la empresa depende únicamente de su pericia y de los equipos técnicos utilizados.
Teniendo en cuenta, que un cautín convencional desde hace tiempo se ha vuelto una herramienta obsoleta para arreglos caseros, hoy en día el mercado de equipos de soldadura ofrece una amplia gama de estaciones de soldadura destinadas para reparación especializada de cada tipo de equipos electrónicos modernos.
En este artículo nosotros trataremos de caracterizar de manera breve diferentes tipos de estaciones de soldadura, describir sus particularidades funcionales y modos de uso. Esperamos que esta información les sirva a la hora de elegir la estación apropiada.
Convencionalmente podemos dividir todas las estaciones de soldadura en las siguientes categorías:
- estaciones de contacto;
- estaciones de contacto para soldadura sin plomo;
- estaciones de aire caliente;
- estaciones de aire caliente combinadas;
- estaciones para desmontaje;
- estaciones de soldadura infrarroja.
Estaciones de contacto
Las más sencillas y frecuentes, por decir así, son las estaciones de soldadura de contacto. Desde el punto de vista técnico su funcionamiento es similar al de un cautín, sino que más versátil y sin defectos de diseño.
El problema principal de un cautín consiste en recalentamiento de los componentes sensibles al calor, sobre todo semiconductores. Esto ocurre porque en un cautín convencional no hay forma de controlar su temperatura: se calienta hasta unos 400 grados centígrados, y seguridad del proceso depende únicamente del tiempo de contacto entre la punta del cautín y la placa.
A su vez la estación de soldadura de contacto por lo general lleva una fuente de alimentación integrada, que sirve de aislamiento galvánico entre la red de alimentación y punta del cautín. Fuente de alimentación incorporada permite controlar el voltaje de salida y de este modo ajustar la temperatura. En mayoría de los casos el diapasón óptimo de temperaturas está entre los 250 y 330 grados centígrados.
Para dar un ejemplo demostrativo de este tipo de estaciones vamos a presentar algunos modelos clásicos:
Además, las estaciones de soldadura llevan integrado un sistema de estabilización térmica, realizado a través de un controlador PID que mantiene estable la temperatura de la punta. En el momento cuando la punta se enfría (al hacer contacto con el estaño) dicho controlador compara la temperatura real con el valor programado, y automáticamente la estabiliza aumentando el voltaje del elemento-calentador.
Potencia de las estaciones de soldadura «normales» por lo general no supera 50-60 W. Incluso contando con la función de estabilización térmica su uso está limitado en el margen de las soldaduras con temperaturas de fusión bajas (convencionales con plomo). En muchos talleres hasta los técnicos experimentados usan este tipo de estaciones de soldadura para reparar las placas modernas, fabricadas de conformidad con la Directiva europea RoHS, que prescribe el uso exclusivo de soldaduras sin plomo (con temperaturas de fusión altas). Esto puede causar siguientes daños:
- sobrecalentamiento de componentes a causa de temperatura de soldadura elevada;
- sobrecalentamiento de la punta del cautín y respectiva reducción de su vida útil;
- reducción significativa del tiempo de vida útil del elemento-calentador;
- mala calidad de soldadura (soldadura en frio);
- sobrecalentamiento de pistas de la placa.
Estaciones de contacto para soldadura sin plomo
Para evitar los inconvenientes señalados se debe realizar reparación de equipos electrónicos modernos con ayuda de estaciones de soldadura sin plomo.
Funcionamiento de estas estaciones es igual al funcionamiento de las estaciones, mencionadas antes, pero potencia de su elemento-calentador comienza desde 75-80 W y llega hasta 150-160 W. Fabricantes de estas estaciones tratan de minimizar el tiempo de estabilización de temperatura utilizando los micro controladores PIC más avanzados.
Ejemplo de estaciones de soldadura sin plomo:
Nos gustaría hacer especial hincapié en un modelo particular: GOOT PX-201. Al primer golpe de vista parece ser un cautín normal, pero en realidad es una estación de soldadura sin plomo extra compacta.
Las estaciones de soldadura sin plomo igual sirven para trabajar con las soldaduras convencionales, con plomo, y muestran resultados excelentes.
Sin embargo los métodos de soldadura sin contacto no pueden resolver todas las cuestiones. Actualmente en el campo de electrónica predomina el montaje de componentes SMD, en el que se utilizan los componentes SMD diminutos y microchips BGA sin contactos. Trabajar con estos componentes con ayuda del cautín no solo es difícil, sino en mayoría de los casos imposible.
Para realizar estas tareas fueron diseñadas estaciones de soldadura sin contacto, y las más frecuentes entre ellas - estaciones de soldadura de aire caliente.
Estaciones de aire caliente
Principio de funcionamiento de estos aparatos es bastante sencillo. Un ventilador o una turbina crean un chorro de aire, que al pasar por el serpentín de calefacción adquiere la temperatura necesaria. A través de una tobera en la punta de la pistola este chorro llega a la zona de soldadura.
De este modo se solucionaron los problemas de soldadura en los sitios de difícil alcance, calentamiento simultaneo de varias áreas de contacto, etc.
Las estaciones de soldadura de aire caliente se utilizan mucho para reparar los teléfonos celulares y equipos domésticos. Potencia de cualquiera de estas estaciones es suficiente para trabajar con soldaduras con y sin plomo. No obstante estos aparatos también tienen sus limitaciones. Por ejemplo no son muy útiles a la hora de realizar el montaje/desmontaje de circuitos BGA grandes.
Estaciones de aire caliente combinadas
También las estaciones de soldadura de aire caliente se han desarrollado en combinación con otros tipos de equipo para soldadura, por esta razón uno de los modelos más populares en el mercado — Lukey 852D+. Combinación de pistola de aire caliente y cautín, junto con el precio muy moderado, han hecho este modelo un verdadero bestseller. Será difícil encontrar un técnico electrónico que no haya trabajado con este aparato.
Desarrollando su éxito la marca Lukey ha lanzado al mercado un centenar de modelos parecidos, por eso hoy en día sin ningún problema se puede encontrar un modelo de su gusto.
Por ejemplo:
- Además de la estación 852D+ mencionada antes, también son muy populares los modelos 702, 868, 898. A diferencia del modelo de referencia todas estas variaciones están equipadas con una turbina de aire, integrada en el mango de la pistola. Gracias a esto fue suprimida la manguera de aire que conectaba el módulo principal de estación con la pistola, mejorando así su ergonómica y dándole mayor comodidad en el uso. Al modelo 853D fue incorporada una fuente de alimentación - excelente accesorio para chequear los circuitos sin interrumpir el proceso de soldadura.
- Otra de las marcas muy conocidas es AOYUE. Sus estaciones son aun más completas y llevan más funciones. Además del modelo con la fuente de alimentación incorporada AOYUE 768 también hay modelos con el extractor de humo, por ejemplo la AOYUE 968. Algunos modelos más avanzados pueden llevar el cautín para soldadura sin plomo (AOYUE 2738A+) y hasta una pistola desoldadora (AOYUE 2702A+ y AOYUE 2703A+).
Estaciones para desmontaje
El elemento esencial de una estación de desmontaje (con pistola desoldadora) es una bomba de succión. Con su ayuda el estaño fundido desde la superficie de contacto se succiona a un depósito especial. Cualquiera que haya desoldado un circuito integrado, por ejemplo el DIP8, sabe que tan útil es esta opción.
Además de la estación AOYUE 2702A+, que es un sistema de reparación completo, también hay estaciones solo para desmontaje, tales como Pro'sKit SS-331B, AOYUE 474A+ y AOYUE 701A+ (la AOYUE 701A+ también lleva un cautín integrado).
Estaciones de soldadura infrarroja
Describir todos los pormenores de explotación de una estación de soldadura infrarroja en una revista tan corta es imposible, es un tema para un artículo independiente. Así que ahora solo trataremos de clasificarlas.
Este tipo de equipos fue diseñado para resolver algunas cuestiones bastante complicadas:
- montaje/desmontaje de circuitos BGA medianos y grandes;
- reducción del efecto térmico sobre los componentes plásticos durante el proceso de soldadura;
- eliminación de la cantidad grande de toberas para cada tipo de microchip, utilizadas en las estaciones de aire caliente, debido al crecimiento rápido del número de tipos y formas de componentes.
Teniendo en cuenta todas estas ventajas, en los centros de servicio técnico para PC y portátiles las estaciones de soldadura infrarrojas prácticamente han desplazado otros tipos de equipos.
Cualquier estación de soldadura infrarroja (sin tomar en cuenta los aparatos más económicos tipo Tornado) es un sistema de reparación completo, que incluye siguientes elementos:
- calentador (cañón) superior;
- calentador inferior (precalentador);
- soporte para las placas;
- sistema de control térmico, compuesto por varias termocuplas y un controlador programable.
Este diseño fue desarrollado precisamente para reparar las placas de gran tamaño, tales como placas madres de ordenadores de mesa, portátiles, consolas de videojuegos.
Cañón superior potente permite desoldar un microchip grande, por ejemplo el «puente norte», mientras el precalentador de gran tamaño calienta toda la superficie de la placa PCB para evitar su pandeo. El soporte permite fijar la placa de manera exacta en la altura deseada, y el sistema de control térmico monitorea automáticamente la temperatura en varios puntos de control y la ajusta de conformidad con el perfil térmico seleccionado.
Entonces la tarea del operador de esta maquina se reduce a la selección del perfil térmico (valores de temperatura en cada momento del proceso de soldadura) adecuado para cada tipo de placa y supervisión del proceso.
Según el tipo del elemento-calentador podemos dividir las estaciones infrarrojas de esta manera:
- cerámicas (ACHI IR-PRO-SC, ERSA IR500A, Jovy Systems RE-8500, Tornado Infra Pro, Jovy Systems RE-7550, Quick IR2005, ACHI IR-6500 )
- de cuarzo (halógenas) (AOYUE 732, AOYUE 720, AOYUE Int 883)
Las ventajas del elemento-calentador cerámico consisten en que él trabaja en el espectro invisible para el ojo humano (también conocido como «luz negra»), fiabilidad y largo tiempo de vida útil.
Por su lado, los calentadores de cuarzo son menos inertes (se enfrían más rápido) y su área de calentamiento es mas conforme.
Esperamos que este artículo les ayude a elegir la estación de soldadura más apropiada para las tareas propuestas. Información relacionada con otras cuestiones, que no fueron aclaradas en esta reseña, ustedes pueden obtener en nuestra sección del soporte técnico.
