Soldadura
En electrónica, el
sistema más utilizado para garantizar la circulación de corriente entre los
diferentes componentes de un circuito, es la soldadura con estaño. Se consiguen
uniones muy fiables y definitivas, que permiten además sujetar los componentes
en su sitio y soportan bastante bien los golpes y las vibraciones.
EL SOLDADOR
Hay muchos sistemas industriales de soldadura
para colocación de componentes sobre placas de circuito impreso, sin embargo,
con un pequeño soldador se pueden realizar una gran cantidad de trabajos, tales
como la construcción de circuitos impresos con todos sus componentes y el
cableado de equipos muy complejos. El soldador manual es una herramienta
sencilla, pero muy útil e importante, cuyo manejo merece la pena conocer y que
se utiliza también el campo profesional.
Cuando es necesario
sustituir un componente se usa un desoldador.
Este modelo de accionamiento manual (conocido con el nombre de 'pera'),
bastante común, es un accesorio que se instala sobre el cuerpo de un soldador y
dispone de una punta hueca. Al aplicar esta punta sobre el componente a
desoldar se funde el estaño, se aprieta la pera de goma y se suelta
bruscamente, para que el aire, al penetrar en el interior de la misma, arrastre
el estaño de la soldadura, liberando de este modo el componente.
Las puntas del soldador
deben tener un tratamiento anticorrosivo, ya que al adquirir altas temperaturas
y estar expuestas al aire tienden
a oxidarse e irse deshaciendo. Es aconsejable apagar el soldador si no se va a
utilizar por tiempo muy prolongado. El tamaño y forma de la punta dependen del
modelo del soldador y de la utilización que se va a hacer de la misma. Existen
puntas con formas especiales con el fin de acceder a zonas complicadas, sin
embargo los modelos rector normales con punta bastante afilada se utilizan para
casi todas las aplicaciones.
La potencia del soldador depende
fundamentalmente de la cantidad de calor que hay que utilizar para realizar la
soldadura y esto a su vez depende fundamentalmente del tamaño de la zona a
soldar. Por ejemplo para soldar el terminal de un pequeño transistor a una
pequeña pista de un circuito impreso se necesita aplicar muy poco calor, en
cambio si queremos soldar un cable de 2,5mm a un terminal grande hay que
aplicar una gran cantidad de calor para compensar el que disipan el cable y el
terminal.
El soldador debe
colocarse sobre un soporte que a parte de sujetarlo tiene entre otras funciones
la de evitar accidentes, es decir quemaduras en personas y objetos producidas
por la punta caliente. Además actúa parte del calor de la punta evitando el
sobrecalentamiento de ésta. Sirve de soporte para una esponja que se debe
mantener siempre húmeda y que se utiliza para limpiar la punta del soldador en
caliente. Por otra parte, la punta de los soldadores tiene un tratamiento
especial de su superficie y no puede rascarse con objetos metálicos ni lijarse
o limarse.
EL ESTAÑO
El estaño que se utiliza
en electrónica tiene alma de resina con el fin de facilitar la soldadura. Para
garantizar una buena soldadura es necesario que tanto el estaño como el
elemento a soldar alcancen una temperatura determinada, si esta temperatura no
se alcanza se produce el fenómeno denominado soldadura fría. La temperatura de
fusión depende de la aleación utilizada, cuyo componente principal es el estaño
y suele estar comprendida entre unos 200 a 400&Ord.C.
¿Cómo UTILIZAR EL
SOLDADOR?
Para soldar el terminal
de un componente se aplica la punta del soldador ya caliente a dicho terminal,
en una zona cercana al circuito impreso. Tras esto se arrima el estaño tocando
el terminal, lo más próximo posible al soldador para que se funda. Una vez que
éste fluye se desliza el soldador, sin dejar de tocar el terminal, hasta que
llegue el circuito impreso, manteniéndolo presionado el tiempo suficiente para
que el estaño adquiera un aspecto brillante y aplastado, evitando de este modo
abultamientos superficiales o bolas.
Los circuitos impresos
están preparados para soportar las altas temperaturas necesarias para realizar
las soldaduras, pero debe aplicarse el soldador un tiempo prudencial y no se
debe empujar el componente cuando el circuito impreso está muy caliente. Si no
haces caso de estos consejos, muy posiblemente se levantará la lámina
conductora del circuito impreso, y se soltará fácilmente del resto del circuito
originando una avería.
Las soldaduras frías, o
las realizadas sobre una superficie sucia, tienden a adquirir el aspecto de una
bola, que en muchos casos apenas sujeta el componente. Estas soldaduras son una
trampa: nunca hay que sucumbir a la tentación de comprobar que hay continuidad
con un polímetro y dejar así la soldadura. Al cabo de cierto tiempo, que es muy
variable, ya sean minutos o años, se forma un compuesto aislante y se produce
la avería, en ocasiones muy difícil de localizar, ya que aparentemente está
unido.
Para soldar cables, conectores y terminales se sigue el mismo
procedimiento; algunos de estos elementos tienen una perforación para pasar el
cable y facilitar la soldadura. Ésta debe quedar con aspecto brillante. La
cubierta aislante de algunos cables (sino casi todos) se funde rápidamente y
por tanto hay que aplicar la punta del soldador el tiempo preciso para obtener
una buena soldadura.
¿Cómo UTILIZAR EL
DESOLDADOR?
El desoldador debe aplicarse sólo el tiempo necesario
para fundir el estaño, después se aspira y el terminal del componente queda
libre. Lo normal es tener que repetir la operación más de una vez. En ocasiones
el terminal queda aún sujeto por una pequeña zona y es preciso aplicar
ligeramente la punta del soldador para calentarlo, al tiempo que se tira del
componente con suavidad.
UNA BUENA SOLDADURA
Una vez que se ha realizado el montaje de los
componentes sobre una placa de circuito
impreso se cortan los sobrantes de terminales y se repasan todas las
soldaduras, pues podemos haber olvidado una de ellas, algunas pueden haber
quedado incompleta o fría y además hay que comprobar
que no existen corto circuitos entre pistas próximas o entre soldaduras.
TRATAMIENTO DE LOS COMPONENTES
Antes
de iniciar el montaje de los circuitos impresos de cualquier equipo
electrónico, es preciso que los componentes que van a ser montados reciban un
una preparación previa que facilite al máximo su inserción en los tableros
correspondientes, así como su posterior soldadura.
Las operaciones
necesarias podrán realizarse a todo el conjunto completo de componentes antes
del montaje de cualquiera de ellos o
durante el mismo, preparando cada uno individualmente y pasando acto seguido, a
su inserción en el circuito.
Esta
preparación previa se realiza con objeto de adaptar, de la mejor manera
posible, la forma y dimensiones de cada componente al espacio físico de que va
a disponer sobre el circuito, empleándose para todo ello la denominación de preformado.
Estas
opresiones pueden parecer secundarias, dependiendo del punto de vista de cada
persona, son muy recomendables si se desean evitar riesgos de ruptura de
terminales, cortos circuitos accidentales, daños por temperaturas que pueden
alcanzar algunos elementos.
También
se incluye dentro del concepto preformado el corte de los terminales si se opta
por realizarse antes de la soldadura. Los hilos y cables deberán ser cortados a
la medida necesaria y pelados en los extremos de conexión, operación también
incluida en esta fase previa al montaje.
COMPONENTES DE DOS TERMINALES.
Los
componentes de dos terminales pueden clasificados en dos grupos:
-componentes
con terminales axiales.
-componentes
con terminales radiales.
Los primeros
presentan los terminales de salida situados sobre los extremos del cuerpo y
alineados con este, formando una línea imaginaria que pasaría por su centro
geométrico. Requiere por lo tanto, que se les realice un preformado por su
montaje en circuitos impresos.
En
el segundo grupo, las terminales de los extremos del cuerpo son perpendiculares
a este y paralelos entre si. Se adaptaran, sin preformado, al montaje sobre el
circuito impreso si la distancia entre
los taladros en que deben ser insertados coinciden con
la separación entre los terminales. En caso contrario necesitaran un preformado
para su adaptación al circuito.
Para realizar
esta operación es necesario conocer previamente a que distancia deben doblarse
en las terminales para su inserción en el circuito ello requiere realizar la
medida de la distancia entre los taladros de montaje mediante un calibre o una
regla graduada en milímetros. Los componentes con terminales axiales le
montaran paralelos al circuito impreso y generalmente apoyados en el, en su
preformado deberán procurarse que la referencia o valor que aparezca en el
cuerpo quede visible para facilitar una rápida identificación después de su
inserción.
CONFORMADO DE TERMINALES
El
doblado a medida de los terminales puede ser realizado a mano o con algunas
herramientas especiales para ese trabajo.
En el doblado a
mano se tendrá presente un conjunto de precauciones que eliminara el riesgo de
ruptura del terminal o del cuerpo del componente. A continuación se enumeran
las principales:
-el doblado se
realizara con un alicante de puntas finas haciendo presión en el punto de
doblado, lo que permite aislar del cuerpo del componente las presiones que se
apliquen sobre el terminal.
-no se ejercerá
fuerza sobre la zona de unión del cuerpo con el terminal, ya que podrían
desprenderse este.
-el doblado no
debe de quedar con un exagerado ángulo recto, si no que se procura formar una
pequeña curvatura para que el alambre de cobre del terminal no se quiebre en
ese punto.
-se procurara
realizar el preformado, dejando, como mínimo, una pequeña porción de terminal
entre el cuerpo y el punto de doblado, que evite la ruptura de la unión
cuerpo-terminal.
-se obtendrá
una cierta estática de montaje si el preformado se realiza en forma simétrica
con respecto al cuerpo.
Existe una
herramienta especial para preformar, denominada conformador de componentes, en
la que una vez ajustada la distancia entre los dos puntos de doblado, realiza
toda la operación con una única manipulación de tal manera que por su forma de
trabajo evita los riesgos mencionados anteriormente. Esta herramienta es muy
útil sobre todo cuando existe un cierto numero de
componentes que deban ser preformados a la misma distancia, ahorrando, de esta
manera, una considerable cantidad de tiempo.
Los
componentes con terminales de salida radiales se pueden montar directamente 
y
presentan generalmente sus terminales ya cortados a la longitud adecuada, con
lo que se evita la necesidad de realizar cortes posteriores a la soldadura, sin
embargo, a veces es preciso realizar un conformado, cuando la distancia entre
sus salidas no coincide con la separación entre tableros del circuito impreso;
para ello y una ves conocida esta separación, se efectúa manualmente sobre cada
terminal un primer doblado, con lo que ambos adoptaran una forma similar a los
axiales.
Existe también
una herramienta, especial pare esta disposición de terminales que realiza todas
las operaciones citadas con una sola manipulación, presentado las mismas
ventajas de ahorro de tiempo. Los componentes con un mayor numero
de terminales también requieren un conformado previo al montaje, aunque en este
caso, la necesidad aparece como consecuencia de que estos suelen llegar al
usuario doblados o deformados impidiendo el montaje inmediato y directo sobre
el circuito. Entonces se precisa volver a llevarles a su posición original,
utilizándose para ello al alicate de puntas finas, con el que se sujetara el
terminal por un punto, lo mas alejado posible de la unión con el cuerpo del
componente, realizando con la mano u otro alicate todas las operaciones de
enderezado del hilo asta que pueda ser insertado sin dificultado en los
taladros que correspondan.
ESTAÑADO PREVIO.
En
ocasiones y siempre que se tenga duda sobre la buena soldabilidad
de los terminales por presentar estos un aspecto sucio u oxidado, será
necesario realizarles un estañado previo al montaje, paro lo que se deben
sumergir en un crisol o cazoleta con aleación fundida de estaño plomo, de los
que existen en el comercio, adaptables o no al cuerpo del soldador. Si no se
dispone de este accesorio, podrá realizarse el estañado directamente con la
punta del soldador, aportando una pequeña cantidad de hilo de soldador que
deberá distribuirse uniformemente sobre el terminal, procurando evitar la
aparición de zonas en que el deposito de estaño sea
alto y presenten un espesor tal que impidan la inserción en el circuito
impreso. El terminal se deberá sujetar durante toda la operación con un alicate
situado entre la zona a estañar y el cuerpo del componente, con lo que se
evitara un sobre calentamiento de este al comportarse el alicate como un
radiador térmico.
COMPONENTES DE MAYOR POTENCIA.
Antes
del montaje se separaran aquellos componentes que vayan a producir, durante el
funcionamiento, una cierta radiación de calor por estar sometidos a unas
condiciones de trabajo que les obligan a disparar una determinada potencia. El
montaje de todos ellos se realizara al final, de forma que pueda tomarse un
mínimo de precauciones para impedir que su temperatura pueda dañar a otros
componentes cercanos. El caso mas común se tendrá con las resistencias de una
potencia superior a 0.5 vatios y con algunos transistores de medida y altas
potencias. Para todos ellos se respetara una separación mínima del circuito
impreso de 5 mm, ya que en caso contrario resultaría
seriamente dañado este. Respecto al resto de componentes se procurara una
separación mínima de 10 mm.
MONTAJE DE HILOS Y CABLES.
El
hilo o alambre que se va a emplear para ensamblar sobre el circuito impreso los
puntos que lo requieran, se cortara con el alicate a la medida necesaria,
efectuando un doblado en cada extremo de una manera análoga a la realizada con
las terminales de componentes. Las porciones de alambre así obtenidas y
denominadas ‘puentes’ que harán aptas para su montaje pudiendo procederse a
realizar este sin mayor dificultad. Los cablecillos
necesarios para la interconexión entre circuitos impresos o entre estos con los
componentes situados fuera de los mismos, deben ser situados a la longitud precisa,
eliminándose después un trozo de la cubierta aislante de los extremos operación
denominada “pelado”, en una longitud de 4 o 5 mm
aproximadamente. Para ello se utilizara un alicate o tenaza de pelar adecuada,
teniendo en cuenta las siguientes recomendaciones:
-el alicate
deberá estar perfectamente ajustado al diámetro del conductor para que
únicamente se corte la cubierta, evitando cortar este de forma inadvertida.
-no deberá
quedar dañado el conductor en ningún punto, para evitar riesgos posteriores de
roturas.
-se evitara
dejar restos de la cubierta en la zona “pelada”, con objeto de no tener ningún
problema en la posterior soldadura.
TUBOS AISLANTES.
En
muchas ocasiones se necesita añadir a los puntos de conexión de los cables y cablecillos una porción de tubo o cubierta con objeto de
cubrir la zona soldada y aislarla eléctricamente de otros puntos próximos,
evitando cualquier riesgo de corto circuito.
La porción de
tuvo necesaria, debe ser introducida en el cable previamente a la soldadura,
desplazándose después hasta cubrir esta, una vez que se haya enfriado por
completo.
MONTAJE DE DISIPADORES.
Existen
algunos componentes y fundamentalmente semiconductores de potencia a los que es
necesario incorporar un radiador o disipador de calor.
Este radiador
se situara sobre el componente, antes del montaje de este sobre el circuito
impreso, empleando para ello un tornillo de sujeción. En los casos en que sea
posible deberá procurarse que el conjunto componente-radiador quede sujeto
mecánicamente al circuito a través del mismo tornillo, conformando los
terminales de una forma adecuada y añadiendo un separador de la altura
suficiente para conseguir un aislamiento de la placa, debiendo estar realizado,
por lo tanto, en un material que no transmita el calor.