noticias de la compañía sobre Los fabricantes de electrónica aumentan el rendimiento con soldadura por reflujo de nitrógeno

La soldadura por reflujo es un proceso de precisión que utiliza perfiles de temperatura controlados para fundir la pasta de soldadura y formar conexiones fiables entre los componentes y las PCB. El proceso consta típicamente de cuatro fases críticas:

• Fase de precalentamiento: El aumento gradual de la temperatura permite la evaporación del disolvente de la pasta de soldadura, al tiempo que evita daños por choque térmico a los componentes. Es esencial un control preciso de las velocidades de calentamiento: una velocidad excesiva puede provocar el agrietamiento de los componentes, mientras que una velocidad insuficiente afecta a la soldadura posterior.
• Fase de remojo (Zona de equilibrio térmico): El mantenimiento de temperaturas estables activa los agentes de flujo, elimina los óxidos y garantiza un calentamiento uniforme de la PCB. Esta etapa preparatoria es crucial para la fusión exitosa de la soldadura.
• Fase de reflujo: El aumento rápido de la temperatura por encima del punto de fusión de la soldadura permite una correcta humectación de los terminales de los componentes y las almohadillas de la PCB, formando enlaces metalúrgicos. La precisión de la temperatura es vital: el calor excesivo daña los componentes, mientras que el calor insuficiente crea uniones débiles.
• Fase de enfriamiento: El enfriamiento controlado solidifica las uniones de soldadura en conexiones eléctricas y mecánicas finales. Las velocidades de enfriamiento excesivas pueden inducir fracturas por tensión, comprometiendo la fiabilidad a largo plazo.

La adopción generalizada de la soldadura por reflujo se debe a sus importantes ventajas en precisión, eficiencia y compatibilidad:

• Alta precisión y repetibilidad: Permite la producción en masa de uniones de soldadura consistentes y de alta calidad mediante un control preciso de la temperatura y el tiempo.
• Conexiones eléctricas fiables: Produce uniones con excelente conductividad y resistencia mecánica para un funcionamiento electrónico estable.
• Compatibilidad con componentes de paso fino: Se adapta a varios dispositivos de montaje superficial, incluidos los paquetes de alta densidad como BGAs y microchips, satisfaciendo las demandas de miniaturización.
• Preparación para la automatización: Se integra a la perfección con las líneas de producción automatizadas, lo que aumenta la eficiencia al tiempo que reduce los costes de mano de obra y los errores humanos.

Si bien la soldadura por reflujo convencional sigue siendo ampliamente utilizada, los entornos de alta temperatura promueven la oxidación de la soldadura y los terminales de los componentes, lo que degrada la calidad de las uniones. La oxidación inhibe la correcta humectación de la soldadura, lo que aumenta los riesgos de uniones frías, huecos y otros defectos que, en última instancia, comprometen la fiabilidad y la vida útil del producto. La soldadura por reflujo con nitrógeno aborda estos desafíos de manera efectiva.

Como gas inerte, el nitrógeno crea un entorno libre de oxígeno que suprime la oxidación durante la soldadura. La introducción de nitrógeno en los hornos de reflujo ofrece mejoras medibles en la calidad:

• Reducción de la oxidación: Reduce significativamente el contenido de oxígeno en el entorno de soldadura, evitando la oxidación de la soldadura y las superficies de los componentes.
• Mejora de la humectación: Mejora las características de flujo de la soldadura para una cobertura superior de los terminales y las almohadillas, creando uniones más fuertes.
• Minimización de defectos: Reduce la incidencia de uniones frías, huecos y puentes, mejorando las tasas de rendimiento de la primera pasada.
• Optimización de la temperatura: Permite temperaturas máximas ligeramente más bajas debido a la reducción de la oxidación, protegiendo los componentes sensibles al calor.
• Aspecto mejorado de las uniones: Produce uniones de soldadura más brillantes y uniformes que facilitan la inspección visual y el control de calidad.

Más allá de los beneficios inmediatos de calidad, el reflujo con nitrógeno prolonga la vida útil de los componentes y las PCB, al tiempo que reduce los costes de mantenimiento. Para aplicaciones de alta fiabilidad como la aeroespacial y los dispositivos médicos, el reflujo con nitrógeno se ha convertido en un proceso de fabricación esencial.

Los fabricantes de electrónica suelen obtener nitrógeno a través de dos métodos: suministro de nitrógeno líquido a granel o sistemas de generación in situ. Si bien el nitrógeno líquido requiere entregas regulares e infraestructura de almacenamiento con mayores costes y dependencias de la cadena de suministro, los generadores de nitrógeno in situ ofrecen alternativas más económicas y fiables.

Los sistemas in situ utilizan tecnologías de separación de aire para extraer nitrógeno directamente del aire ambiente para su uso inmediato en los hornos de reflujo. Los dos métodos de separación principales son:

• Adsorción por oscilación de presión (PSA): Utiliza adsorbentes especializados que capturan selectivamente el oxígeno bajo presión, produciendo nitrógeno de alta pureza ideal para aplicaciones exigentes.
• Separación por membrana: Emplea membranas semipermeables que separan el nitrógeno del aire en función de las diferentes velocidades de permeación de los gases, ofreciendo soluciones compactas y de rápida implementación para requisitos de menor pureza.

La generación de nitrógeno in situ proporciona a los fabricantes varias ventajas estratégicas:

• Control completo del proceso: Permite el ajuste en tiempo real de la pureza y los caudales de nitrógeno para que coincidan con las necesidades de producción.
• Ahorro sustancial de costes: Elimina los gastos recurrentes asociados a la adquisición, el transporte y el almacenamiento de nitrógeno líquido.
• Fiabilidad de la cadena de suministro: Elimina la dependencia de proveedores externos, evitando interrupciones de la producción por retrasos en la entrega.
• Capacidad escalable: Permite la expansión modular para adaptarse a los crecientes volúmenes de producción y las demandas de nitrógeno.

Para los fabricantes de electrónica, invertir en la generación de nitrógeno in situ requiere una cuidadosa evaluación financiera. Un análisis exhaustivo del retorno de la inversión (ROI) debe tener en cuenta:

Retornos de la inversión:

• Ahorro de costes de nitrógeno (beneficio principal)
• Mejora de los rendimientos de soldadura, lo que reduce los gastos de reelaboración
• Mayor vida útil de los componentes, lo que reduce los costes de mantenimiento
• Mayor eficiencia de la producción gracias a un suministro ininterrumpido

Costes de inversión:

• Compra de equipos generadores
• Instalación y puesta en marcha
• Funcionamiento y mantenimiento continuos

La mayoría de los fabricantes de gran volumen logran el ROI completo en un plazo de 1 a 3 años gracias a importantes ahorros operativos y mejoras de la calidad.

• Seleccionar los niveles de pureza de nitrógeno adecuados en función de los requisitos de fiabilidad del producto
• Optimizar los perfiles de temperatura de reflujo para entornos de nitrógeno
• Implementar programas de mantenimiento regulares para los equipos de soldadura y generación de nitrógeno
• Proporcionar una formación completa a los operadores para los nuevos procesos y sistemas