un exelente video que muestra una tecnica de soldar.
Metodo para Soldar y Desoldar Dispositvos SMD/SMT
Hoy en día es cada vez más difícil encontrar circuitos impresos con componentes
discretos de gran tamaño. Casi todos los circuitos comerciales usan componentes
de montaje superficial o también conocidos como SMD (Superficial Mounted
Devices).
En más de una ocasión es posible que debamos de cambiar un circuito integrado,
un condensador, resistencia o bobina SMD y hemos podido ver que la punta de
nuestro soldador es desproporcionadamente grande y que tantas patillas soldadas
en un PCB es realmente difícil de desoldar.
Soldador de Gas
El soldador de gas puede funcionar como soldador normal, soplete o soldador por
chorro de aire caliente dependiendo de la punta que utilicemos. Pala la soldadura
en electrónica la punta más utilizada es la de chorro de aire caliente.
Estos soldadores funcionan con butano tienen control de flujo de gas y son
recargables. El uso más común que se les da a estos soldadores el el de soldar y
desoldar pequeños circuitos integrados, resistencias, condensadores y bobinas
SMD.
Para llevar a cabo la soldadura con este tipo de soldador es necesario el uso de flux
líquido el cual aplicaremos tanto en los pads sobre los que soldaremos el
componente como sobre este.
FLUX
El flux es una sustancia que aplicada a un pieza de metal hace que esta se caliente
uniformemente dando lugar a soldaduras más suaves y de mayor calidad. El flux se
encuentra en casi todos los elementos de soldadura. Si cortáis un trozo de estaño
diametralmente y lo observáis bajo un microscopio veréis algo como esto.
Sección transversal estaño de 0.25mm
Mecha de 3mm con flux
Mecha de 3mm con flux
Lo que se puede ver en el centro del alambre de estaño no es ni más ni menos que
flux el cual al fundirse junto con el estaño facilita que este se adhiera a las partes
metálicas que se van a soldar. También podéis encontrar flux en las trenzas de una
mecha de desoldadura de calidad, el cual hace que el estaño fundido se adhiera a
los hilos de cobre rápidamente. Pinchad sobre ambas fotografías para ver en
tamaño real a través del microscopio.
Desoldadura y soldadura de un encapsulado TQFP
El encapsulado que vamos a desoldar para sustituirlo por otro es el llamado TQFP y
que podéis ver en la siguiente fotografía.
Para desoldar este tipo de encapsulado lo primero que hacemos es tratar de
eliminar todo el estaño posible de sus patillas. Para ello utilizamos mecha de
desoldadura con flux.
Una vez quitado todo el estaño que haya sido posible vamos a proceder a desoldar
el integrado usando un soldador normal. Para ello vamos a pasar por debajo de los
pines de un costado un hilo de cobre muy fino. El hilo ha de ser de bobina que
vienen lacados. Uno de los extremos del cable se suelda a cualquier parte del PCB.
La técnica es la siguiente. Con el único extremo libre del cable que esta soldado a la
placa y ha sido pasado por debajo de los pines del integrado vamos a ir tirando de
el muy suavemente mientras calentamos los pines del integrado que están en
contacto con el.
Lo primero que hacemos antes de aplicar el chorro de aire caliente sobre el
condensador vamos a aplicarle un poco de flux para que el calor que
posteriormente apliquemos se concentre sobre el estaño y los dos pads sobre los
que esta soldado el condensador.
El siguiente paso que llevamos a cabo es el calentamiento de componente con el
soldador de chorro de aire caliente moviéndolo sobre el componente para que el
calor se distribuya uniformemente sobre todo el condensador. Es recomendable
usar unas pinzas de puntas finas pues cuando el estaño se funde podemos
rápidamente retirar el condensador.
A la hora de volver a soldar el condensador tenemos que aplicar de nuevo flux a los
pads del PCB y al condensador.
flux el cual al fundirse junto con el estaño facilita que este se adhiera a las partes
metálicas que se van a soldar. También podéis encontrar flux en las trenzas de una
mecha de desoldadura de calidad, el cual hace que el estaño fundido se adhiera a
los hilos de cobre rápidamente. Pinchad sobre ambas fotografías para ver en
tamaño real a través del microscopio.
Desoldadura y soldadura de un encapsulado TQFP
El encapsulado que vamos a desoldar para sustituirlo por otro es el llamado TQFP y
que podéis ver en la siguiente fotografía.
Para desoldar este tipo de encapsulado lo primero que hacemos es tratar de
eliminar todo el estaño posible de sus patillas. Para ello utilizamos mecha de
desoldadura con flux.
Una vez quitado todo el estaño que haya sido posible vamos a proceder a desoldar
el integrado usando un soldador normal. Para ello vamos a pasar por debajo de los
pines de un costado un hilo de cobre muy fino. El hilo ha de ser de bobina que
vienen lacados. Uno de los extremos del cable se suelda a cualquier parte del PCB.
La técnica es la siguiente. Con el único extremo libre del cable que esta soldado a la
placa y ha sido pasado por debajo de los pines del integrado vamos a ir tirando de
el muy suavemente mientras calentamos los pines del integrado que están en
contacto con el.
Y repetimos este procedimiento en los cuatro lados del integrado. Asegurarse que
se calientan los pines bajo los cuales va a pasar el hilo de cobre para separarlos de
los pads y hacerlo con mucho cuidado, sin forzar.
se calientan los pines bajo los cuales va a pasar el hilo de cobre para separarlos de
los pads y hacerlo con mucho cuidado, sin forzar.
Una vez quitado el circuito integrado por completo hay que limpiar los pads de
resto de estaño. Para ello aplicamos la mecha de desoldadura sobre estos
apoyándola y pasando el soldador sobre esta. Nunca mover la mecha sobre los
pads arrastrándola pues algún pad se puede pegar a la mecha y al tirar de esta se
puede desprender.
En el caso de que la mecha se quede un poco pegada a los pads, solo hay que ir
calentando y separando pero siempre con cuidado.
Ahora hay que situar el nuevo componente sobre los pads con cuidado y prestando
mucha atención de que cada pin está sobre su pad correspondiente.
Una vez situado el componente en su lugar aplicar el soldador a un pin de una
esquina hasta que el estaño se derrita y se adhiera al pin. Haced lo mismo con un
pin del lado contrario. Esta operación es la más delicada pués el integrado se suele
mover. Una vez fijado el integrado volvemos a aplicar flux sobre los pines del chip
para que cuando el estaño se derrita se adhiera tanto al pad como al pin.
resto de estaño. Para ello aplicamos la mecha de desoldadura sobre estos
apoyándola y pasando el soldador sobre esta. Nunca mover la mecha sobre los
pads arrastrándola pues algún pad se puede pegar a la mecha y al tirar de esta se
puede desprender.
En el caso de que la mecha se quede un poco pegada a los pads, solo hay que ir
calentando y separando pero siempre con cuidado.
Una vez que tenemos los pads completamente limpios vamos a proceder a soldar
un nuevo circuito integrado. En primer lugar vamos a aplicar flux sobre los pads. La
cantidad de flux no debe importar pues luego la limpiaremos lo que si es
importante es que no debemos de quedarnos cortos así que con alegría. Lo
siguiente que haremos es con un soldador de punta muy fina poner un poco de
estaño en cada pad pues luego vamos a fundir este estaño para que se pegue al pin
de integrado.
un nuevo circuito integrado. En primer lugar vamos a aplicar flux sobre los pads. La
cantidad de flux no debe importar pues luego la limpiaremos lo que si es
importante es que no debemos de quedarnos cortos así que con alegría. Lo
siguiente que haremos es con un soldador de punta muy fina poner un poco de
estaño en cada pad pues luego vamos a fundir este estaño para que se pegue al pin
de integrado.
Ahora hay que situar el nuevo componente sobre los pads con cuidado y prestando
mucha atención de que cada pin está sobre su pad correspondiente.
Una vez situado el componente en su lugar aplicar el soldador a un pin de una
esquina hasta que el estaño se derrita y se adhiera al pin. Haced lo mismo con un
pin del lado contrario. Esta operación es la más delicada pués el integrado se suele
mover. Una vez fijado el integrado volvemos a aplicar flux sobre los pines del chip
para que cuando el estaño se derrita se adhiera tanto al pad como al pin.
El siguiente paso es pasar el soldador de pin en pin presionándolo contra su
correspondiente pad de modo que este se calienta, calienta el pad y el estaño y
todo se funde en un bloque. repetir el proceso con cada pin. Después de soldar
todos los pines revisar con cuidado que todos los pines hacen buen contacto. En
este paso se puede usar el soldador de chorro de aire caliente.
Desoldar y soldar un condensador, bobina o resistencia SMD.
Los formatos SMD de estos elementos se pueden clasificar a priori en tres grupos
atendiendo a su tamaño. Se pueden encontrar estos componentes en los formatos
de menor a mayor 0402, 0603 y 0805, 1206 Hay muchos más pero esto son los
más comunes.
Estos elementos se pueden soldar y desoldar con un soldador de baja potencia y sin
grandes dificultades cuando se trata de encapsulado de 0.8 y si los componentes no
están muy cerca unos de otros. En el caso encapsulados de 0.6 nos va a hacer una
lente de mucho aumento y en los de 0.4 vamos a requerir un microscopio.
Para poder calentar ambos terminales simultáneamente para poder fundir el estaño
que los suelda para poder retirar con fac ilidad el componente vamos a usar un
soldador de aire caliente como el anteriormente citado.
A continuación vamos a desoldar y soldar un condensador en formato 0.8 y vamos
a ver que el resultado obtenido es perfecto, una soldadura limpia.
correspondiente pad de modo que este se calienta, calienta el pad y el estaño y
todo se funde en un bloque. repetir el proceso con cada pin. Después de soldar
todos los pines revisar con cuidado que todos los pines hacen buen contacto. En
este paso se puede usar el soldador de chorro de aire caliente.
Desoldar y soldar un condensador, bobina o resistencia SMD.
Los formatos SMD de estos elementos se pueden clasificar a priori en tres grupos
atendiendo a su tamaño. Se pueden encontrar estos componentes en los formatos
de menor a mayor 0402, 0603 y 0805, 1206 Hay muchos más pero esto son los
más comunes.
Estos elementos se pueden soldar y desoldar con un soldador de baja potencia y sin
grandes dificultades cuando se trata de encapsulado de 0.8 y si los componentes no
están muy cerca unos de otros. En el caso encapsulados de 0.6 nos va a hacer una
lente de mucho aumento y en los de 0.4 vamos a requerir un microscopio.
Para poder calentar ambos terminales simultáneamente para poder fundir el estaño
que los suelda para poder retirar con fac ilidad el componente vamos a usar un
soldador de aire caliente como el anteriormente citado.
A continuación vamos a desoldar y soldar un condensador en formato 0.8 y vamos
a ver que el resultado obtenido es perfecto, una soldadura limpia.
condensador vamos a aplicarle un poco de flux para que el calor que
posteriormente apliquemos se concentre sobre el estaño y los dos pads sobre los
que esta soldado el condensador.
El siguiente paso que llevamos a cabo es el calentamiento de componente con el
soldador de chorro de aire caliente moviéndolo sobre el componente para que el
calor se distribuya uniformemente sobre todo el condensador. Es recomendable
usar unas pinzas de puntas finas pues cuando el estaño se funde podemos
rápidamente retirar el condensador.
A la hora de volver a soldar el condensador tenemos que aplicar de nuevo flux a los
pads del PCB y al condensador.
Tecnología de montaje superficial
Tecnología de montaje superficial
tecnología de montaje superficial, más conocida por sus siglas en inglés SMT (Surface Mount Technology) es el método de construcción de dispositivos electrónicos más utilizado actualmente. Se usa tanto para componentes activos como pasivos, y se basa en el montaje de los mismos (SMC, en inglés Surface Mount Component) sobre la superficie misma del circuito impreso. Tanto los equipos así construidos como los componentes de montaje superficial pueden ser llamados dispositivos de montaje superficial, o por sus siglas en inglés, SMD (Surface Mount Device).
Un componente SMT es usualmente más pequeño que su análogo de tecnología through hole, en donde los componentes atraviesan la placa de circuito impreso, en componentes SMT no la atraviesan ya que no posee pines o, si tiene, son más cortos. Otras formas de proporcionar el conexionado es mediante contactos planos, una matriz de bolitas en la parte inferior del encapsulado, o terminaciones metálicas en los bordes del componente.
Historia
La tecnología de montaje superficial fue desarrollada por los años '60 y se volvió ampliamente utilizada a fines de los '80.La estructura de los componentes fue rediseñada para que tuvieran pequeños contactos metálicos que permitiese el montaje directo sobre la superficie del circuito impreso.De esta manera, los componentes se volvieron mucho más pequeños y la integración en ambas caras de una placa se volvió algo más común que con componentes through hole. Usualmente, los componentes sólo están asegurados a la placa a través de las soldaduras en los contactos, aunque es común que tengan también una pequeña gota de adhesivo en la parte inferior. Es por esto, que los componentes SMD se construyen pequeños y livianos. Esta tecnología permite altos grados de automatización, reduciendo costos e incrementando la producción. Los componentes SMD pueden tener entre un cuarto y una décima del peso, y costar entre un cuarto y la mitad que los componentes through hole.
Ventajas de esta tecnología
- Reducir el peso y las dimensiones.
- Reducir los costos de fabricación.
- Reducir la cantidad de agujeros que se necesitan taladrar en la placa.
- Permitir una mayor automatización en el proceso de fabricación de equipos.
- Permitir la integración en ambas caras del circuito impreso.
- Reducir las interferencias electromagnéticas gracias al menor tamaño de los contactos (importante a altas frecuencias).
- Mejorar la performance ante condiciones de vibración o estrés mecánico.
- En el caso de componentes pasivos, como Resistencias y Condesadores, se consigue que los valores sean mucho más precisos.
Desventajas de esta tecnología
Estos dispositivos se colocan sobre una superficie de la placa de circuito impreso, donde se hace su soldadura, habitualmente con la ayuda de un robot ebido a su reducido tamaño.
Dentro de los dispositivos SMD hay varios tipos de tamaños, algunos encapsulados son:
Dentro de los dispositivos SMD hay varios tipos de tamaños, algunos encapsulados son:
- Encapsulados de tres terminales:
- SOT: small-outline transistor.
- DPAK (TO-252): discrete packaging. Desarrollado por Motorola para soportar mayores potencias.
- D2PAK (TO-263) - más grande que DPAK; es un análogo del encapsulado TO220 de tecnología through-hole.
- D3PAK (TO-268) - más grande que D2PAK .
- Encapsulados con cuatro o más terminales:
- Dual-in-line
- Small-Outline Integrated Circuit (SOIC)
- J-Leaded Small Outline Package (SOJ)
- TSOP - thin small-outline package, más delgado que SOIC y con menor espaciado entre pines.
- SSOP - shrink small-outline package.
- TSSOP - thin shrink small-outline package.
- QSOP - quarter-size small-outline package.
- VSOP - más chico que QSOP.
- Quad-in-line
- PLCC - plastic leaded chip carrier.
- QFP - Quad Flat Package.
- LQFP - Low-profile Quad Flat Package.
- PQFP - plastic quad flat-pack.
- CQFP - ceramic quad flat-pack, similar a PQFP.
- MQFP - Metric Quad Flat Pack.
- TQFP - thin quad flat pack, versión más delgada de PQFP.
- QFN - quad flat pack, no-leads, versión más pequeña y sin pines de QFP.
- LCC - Leadless Chip Carrier.
- MLP
- PQFN - power quad flat-pack, no-leads.
- Grid arrays
- PGA - Pin grid array.
- BGA - ball grid array, posee bolitas en la parte inferior del encapsulado.
- LFBGA - low profile fine pitch ball grid array, igual a BGA pero más pequeño.
- CGA - column grid array.
- CCGA - ceramic column grid array.
- μBGA - micro-BGA, el espaciado entre bolitas es menor a 1 mm.
- LLP - Lead Less Package.
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