Descubre la mejor forma de Soldar con Estaño

El  soldar con estaño ofrece diversas aplicaciones ya sea en electrónica, en sistemas industriales o en mecánica, el soldador es una herramienta que proporciona la posibilidad de unir  dos metales mediante otro material conductor sin fundir los metales a unir. Sin embargo la superficie de los metales puede presentar suciedad o se puede obtener diversos errores por ello en este articulo se explica como soldar con Estaño

Soldador  Estaño

El soldador de estaño es la principal herramienta para la soldadura donde 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. Se puede obtener diversos modelos en diferentes tiendas online como en Amazon, se pueden encontrar soldadores de estaño, los de pistola, tipo lápiz y los que van por llama de gas, el tamaño y forma de la punta dependen del modelo del soldador.

Posee características fundamentales que lo destacan en su uso, la principal característica es que tenga puntas intercambiables, esto con el fin de adaptarlas a lo que se tiene que soldar también permite poner nuevas cuando ya estén muy quemadas.  Otra característica de gran importancia es que sea regulable en cuanto a temperatura, proporcionando mayor precisión y flexibilidad a la hora de soldar diferentes cosas.

Es aconsejable apagar el soldador si no se va a utilizar por tiempo muy prolongado. Dependiendo de lo que se vaya a soldar se recomienda el uso de soldadores específicos puesto que cada uno tiene características fundamentales resaltando sus funciones, ya sea utilizar un soldador con menor potencia para soldar componentes muy sensibles.

Las puntas del soldador deben tener un tratamiento anticorrosivo, ya que al adquirir altas temperaturas y estar expuestos al aire tienden a oxidarse e irse deshaciendo. Existen puntas con formas especiales con el fin de acceder a zonas complicadas

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; algunos se alimentan de la red de 220V o 12V, directamente o a través de un transformador. Ofrece la posibilidad de usar un soldador con gas butano

Hay varios tipos de materiales que se puede soldar con estaño que puede servir para reparar piezas metálicas, estos pueden ser: Bronce, Cobre, Latón, Chapa de hierro común o galvanizada, Plomo

Las aplicaciones que ofrece las Soldaduras con Estaño son muy variadas puede Soldar componentes electrónicos, Soldar cables eléctricos, Soldar tuberías de cobre, entre otros

Estaño para soldar

El estaño posee unas características principales que le permite garantizar excelentes soldaduras, cuenta aleación con una proporción de 60 % de estaño y 40 % plomo, también tiene la posibilidad de poseer núcleos de resina para facilitar la soldadura

La soldadura depende de la temperatura que se utilice para soldar con mayor eficiencia y rendimiento por lo que debe ser una temperatura especifica que se encuentra comprendida entre unos 200 a 400 ºC, ya que de lo contrario se produce el fenómeno denominado soldadura fría lo que ocasiona una mala soldadura a si como también se produce otros errores y fallos

Pero se necesita de una sustancia adicional si se quiere obtener una buena soldadura, que se llama pasta de soldar, está compuesta en base de colofonia contenida en el estaño con una proporción entre 2 – 2,5 %, esto se encarga de facilitar la distribución de una manera uniforme del estaño  sobre la superficie a su vez evitando de una posible oxidación producida por un exceso o una elevada temperatura del soldador.

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Resigna para soldar FLUX

Como se explicó anteriormente, se necesita una sustancia para garantizar una excelente soldadura, por eso se utiliza FLUX que es una especie de resina que facilita la soldadura mejorando la adherencia del estaño dando una mayor fluidez, una transmisión de manera uniforme de calor, una disminución del tiempo que se usa para soldar y una eliminación del óxido de las piezas a fundir y los puntos al soldar; por ello es una de las herramientas más usadas por cualquier profesional en la actualidad

Sin embargo si eres un usuario con poca experiencia y no deseas invertir mucho en la compra de un flux comercial de alta calidad, se tiene la opción de hacer tu propio flux orgánico en tu casa mezclando colofonia con alcohol isopropilico

Funciones y Aplicaciones 

• Es particularmente eficaz en unir esferas de los circuitos integrados a los paquetes microelectrónicas
• Se usa sobretodo en soldaduras para soldar chips, metales o materiales con estaño
• Realiza cualquier tipo de micro soldadura con plomo o sin plomo.
• Puede soldar componentes SMD o circuitos integrados
• Evita que se formen óxidos adicionales debido al alto calor de la soldadura.
• Limpia el resto y residuos de los circuitos
• Realiza toques y retoques generales.
• Es extremadamente beneficioso, como la soldadura y desoldadura de montaje superficial.

Tipos

Generalmente se puede encontrar en 2 presentaciones ya sea en pasta o en líquido aunque también aparece como gel, base de resina y también base de alcohol; siempre se trata de mezclas de agentes químicos activos con otros elementos que actúan como disolventes, aditivos y componentes protectores contra el oxígeno:

1. Los Fluxes de Cloruro de Zinc: Son soluciones acuosas de cloruro de zinc y de cloruro amónico con ácido clorhídrico libre. Tiene como característica y ventaja su manejo sencillo y su alta efectividad en condiciones complejas. Presenta como desventaja que los puntos de soldadura se deben lavar para limpiar los residuos del flux ya que se puede formar agujeros. Es aplicada en soldaduras de radiadores, estañado de cintas, entre otros.
2. Los Fluxes de Bromuro de Zinc: Son soluciones acuosas de bromuro de zinc y bromuro amónico con ácido bromhídrico libre. Tiene como ventaja de ser fácil de manejar y similares a los cloruros de zinc en sus efectos y que los residuos pueden quedarse en los puntos de soldadura sin ocasionar formación de agujeros, si es necesario, el residuo es fácil de eliminarlo lavando con agua. Su aplicación principal es la soldadura de radiadores.
3. Los Fluxes de Bromuro Amónico sin metales pesados: Son soluciones acuosas de bromuros amónicos orgánicos con ácido bromhídrico libre. Estos tienen la ventaja de no dejar residuo bajo condiciones ideales. Si algo de residuo queda el mismo no causa formación de agujeros. Esto hace innecesaria la limpieza de los puntos de soldadura, lo que supone sustanciales ahorros en agua de lavado.
4. Los Fluxes de resina de colofonia: Es una de los flux más antiguo se basan en savia de pino (refinada y purificada) llamada colofonia, es una mezcla utilizada como componente para mejorar el propio flux ya sea su funcionamiento o características, cuando está caliente, elimina los óxidos rápidamente , se acidifica cuando es líquido, también ayuda a eliminar las partículas extrañas de la superficie del metal que se está soldando, pero cuando se enfría se vuelve sólido e inerte por lo que puede dejarse en una placa de circuito impreso sin dañar el circuito

5. Los Fluxes de ácido orgánico: Es uno de los más comunes y soluble en agua, los ácidos débiles comunes se utilizan para fabricar este flujo de ácido orgánico, como por ejemplo el ácido cítrico, láctico y esteárico, entre otros. Los ácidos orgánicos débiles se combinan con disolventes como el alcohol isopropílico y el agua. Es más fuerte que los fluxes de colofonia y limpian los óxidos mucho más rápido.

Precauciones

Por las características de estas sustancias y por su capacidad de alcanzar altas temperaturas se debe tener una serie de precauciones:

• El flux se debe aplicar en lugares ventilados
• Los vapores liberados durante la soldadura no son buenos para inhalar. Incluye varios compuestos químicos de los ácidos y su reacción con las capas de óxido.
• Pueden provocar asma y aumentar la insensibilidad a los humos de soldadura.
• Eliminar siempre el fundente sobrante de la placa para evitar que  cuando se cliente el circuito se pueda licuar y producir algún daño
• Para su uso se debe utilizar lentes, cartea y guantes de protección durante su manipulación
• Se debe lavar las manos y evitar comer, beber y fumar en áreas con soldadura para evitar que la soldadura entre en el cuerpo

Consejos para el almacenamiento y manipulación del flux

Existe la recomendación por parte de los fabricantes y así prolongará la vida útil del fundente hasta un año:

• Almacenar en temperaturas de entre 5 ºC y 8 ºC
• Se debe guardar verticalmente las jeringas y cartuchos con la punta de dispensación hacia abajo
• No congelar en ningún caso
• Antes de utilizar el flux debe dejarse a temperatura ambiente alrededor de 6 a 8 horas

¿Cómo soldar con Estaño?

Hay diversos procedimientos y métodos que se puede seguir para soldar con Estaño de una forma correcta ya que a la hora de realizar cualquier tipo de trabajo mecánico o electrónico se debe de tomar en cuenta con gran importancia tener un buen control de las soldaduras con estaño.

1. Estañar el soldador:

Es un procedimiento que se realiza regularmente al comienzo de cualquier soldadura, ya sea para soldar cables a conectores, soldaduras aéreas y cualquier tipo de conexiones con cables. Consiste en recubrir la punta del soldador con estaño fresco con la finalidad de obtener una buena adherencia entre los materiales permitiendo la continuidad eléctrica entre la unión de los metales

Sin embargo primeramente se debe limpiar muy bien la punta del soldador de Estaño, esto se puede realizar mediante una esponja que se encuentre húmeda y se aplica al estaño, de modo que se adhiera con la punta quedando un exceso y esto se puede retirar con un trapo o con una esponja húmeda rápidamente.  Esto se realiza de manera que la punta no este oxidada y mientras se va soldando se va limpiando y estañando

2. Soldadura:

Primero se debe limpiar los sitios donde se efectúa la soldadura, los bornes del componente y los topos del circuito impreso, luego se coloca el Terminal del componente dentro del hueco y se aplica la punta con estaño con la cantidad suficiente y caliente, se espera hasta que se funda y se retira hasta que se forme un forma redonda y brillante que rodee el Terminal de la componente.

Este método se debe realizar con el menor tiempo posible para evitar cualquier posibilidad de daño al someterse a un exceso de calor, tampoco se debe soplar cuando se efectúa una soldadura esto hace que se opaque el color del estaño y se provoque una soldadura fría y por lo tanto pueda fallar con el tiempo.

Al final se debe cortar el terminal sobrante, esto debido que si se corta antes no se puede dispar el calor que se llega por conducción, si se llega el caso de que se obtenga una forma de aspecto rugosa y opacas es debido a la soldadura fría que son aquellas que no alcanzaba a brillar y cuando fundieron, tienen aspecto de rígido, y esto provoca fallos en el contacto.

3. Desoldar:

Se utiliza una herramienta que es similar a una jeringa, tiene un resorte antagonista que al presionar se clava y al liberarse se produce de forma rápida un vacío que succiona la soldadura fundida y la retira del pad del circuito impreso.

Esto procedimiento se debe realizar rápidamente ya que este método debe succionar cuando se derrita la soldadura. Otro método es usando una malla de cobre que se aplica en la soldadura y se calienta, esto porque se debe retirar en caliente para evitar quedar pegada

Consejos para soldar con Estaño

Para realizar soldaduras con estas herramientas se debe de tener una experiencia para obtener los mejores resultados, pero si no la tienes a continuación se muestra paso por paso una manera de hacer una soldadura de estaño fuerte y duradero.

1. Enchufa el soldador a la alimentación eléctrica:Generalmente en una pegatina viene escrito el voltaje de trabajo de la herramienta, éste puede ser de 110 V o 220 V.

• Se debe asegurar de que se enchufa en él toma corriente adecuado, si se conectas en 220 V y el equipo es de 110 V puede quedar inservible.
• En la pegatina se observa las indicaciones de la potencia del soldador dada en Watts (W)
• y de manera general no se excede los 30W a 60W, ya que al tener una elevada cantidad de calor interfiere al momento de soldar cosas pequeñas incluso dando la posibilidad de dañar el material del circuito

2. Tener mucha atención al elemento que se desea soldar:Mientras se calienta el soldador (normalmente puede durar de 7 a 10 minutos), se debe observar a lo que se quiere soldar. Si son dos terminales de cables, lo primero es dejar al descubierto el metal que es normalmente de cobre, retirando con un cortador cualquier forro o recubrimiento.

• Luego se raspa el metal con el mismo cortador, de modo que se obtenga con una tonalidad brillante
• Es necesario que los elementos a soldar queden en estas condiciones, limpios y brillosos sin ningún tipo de suciedad.

3. Utilizar estaño con un alto contenido de plomo: El estaño es complejo  por su alta posibilidad de encontrase con diversas combinaciones, por esta situación en la envoltura se debe especificar la composición que tenga el estaño mostrando el porcentaje de plomo

• Normalmente para este tipo de soldadura manual es aconsejable usar estaño con un contenido más bien alto en plomo.
• El plomo da cierta flexibilidad a la soldadura evitando que se parta con vibraciones, movimientos, entre otros

4. Hay que tener en cuenta la resina en el cable de estaño: Es muy usual encontrar un núcleo de resina para soldar, esto ayuda enormemente a la soldadura, por lo que se debe asegurar de que el estaño que adquieras tenga este aditivo, ya que los hay sin resina para otros usos

5. Se debe fijar en el calibre del estaño:Es aconsejable usar estaño fino, de 1 mm como máximo, ya que si se usa un estaño más grueso se puede dificultar la soldadura, porque el soldador necesitará más tiempo para derretirlo o simplemente no podrá hacerlo.
6. Tratar de que la punta del soldador posea una aleación de plata:La punta del soldador es un tema que hay que tomar importancia, si se tiene una punta del soldador con una aleación de plata facilita la adherencia del estaño y lo derrite fácilmente.

• De no ser así y la punta es de acero o de cobre, entonces se debe raspar abundantemente hasta dejar al descubierto el metal brilloso y luego, rápidamente se aplica estaño en forma abundante en toda la superficie raspada. Se deja reposar un tiempo hasta que la resina hierva y se evapore, luego retirar el estaño.
• El calor en la punta del soldador es lo que modifica y contribuye a los procesos de oxidación y estos produce que se opaque con una alta velocidad
• Si el procedimiento anterior funcionó, debe de quedar una fina película de estaño adherida en la superficie raspada.

7. Se acomoda los elementos a soldar: Una vez que estás listo para soldar, lo primero que se tiene que hacer es posicionar los elementos a unir, tratando de que quede en la posición más aproximada de modo que se quede por la forma que desee el usuario
8. Comienza a soldar: Una vez que todo esté en el lugar adecuado, se toma el soldador y el estaño con ambas manos, acercando lo máximo que se pueda y se desee el soldador y el estaño simultáneamente a la superficie a soldar para que se encuentren al mismo tiempo.

• Cuando el soldador derrita el estaño en la superficie, se debe mantener  por un corto periodo de tiempo los elementos en la posición de estaño-soldador-superficie, luego se debe retirar
• Se debe evitar cualquier forma de soplar y tampoco se debe tratar de enfriar la soldadura, lo correcto es dejar  que se enfríe normalmente. La soldadura debe de quedar brillante, si queda opaca es que quedó “fría”, en este caso aplica el soldador en la soldadura y refundir el estaño por 2 o 3 segundos. Este es el método más común para realizar una soldadura.

9. Probar diferentes maneras de soldar:Otra forma de soldar con estaño es tomar por separado los elementos a soldar y realizar el paso anterior sobre cada uno, por separado, de forma tal que te queden ambos con una capa de estaño adherida a su superficie. Luego se debe unir y con menos estaño se realiza lo mismo, se une los elementos y con el soldador se debe  refundir el estaño presente en ambos elementos de forma tal que queden unidos.

Accesorios y complementos para la soldadura con Estaño

Para soldar es necesario contar con una serie de herramientas y cumplir las características requeridas para facilitar la soldadura de estaño a componentes, cables o pista

• El soldador de estaño debe ser con temperatura regulable.
• Desoldador
• Alicates se encarga de sostener los extremos de los hilos de conexión y de cortar hilos gruesos. Se puede conseguir tres tipos el de punta redonda, el de punta plana y el de punta finas
• destornilladores y limas
• El estaño debe cumplir con la proporción de 60% – 40%
• Tener un soporte para soldador para colocar el soldador y evitar posibles accidentes
• Esponjas de limpieza de soldador y esponja de cobre para eliminar el estaño de la punta de soldador.
• Tijeras, que sirve para cortar hilos delgados, sirve para pelar los conductores aislados
• Kit de pinzas de precisión
• Succionador de estaño que es una jeringa con un muelle que se encarga de absorber el estaño viejo y eliminarlo del cable y de la soldadura
• Flux o pasta para soldar para limpiar y facilitar soldaduras
• Pinzas de sujeción multiusos ya sea para sujetar cables y piezas que se deba soldar evitando posibles quemaduras, estas pinzas se puede usar de diferentes tamaños y formas según la necesidad del procedimiento

Soldador de gas

Este tipo de soldador es similar a un mechero con un depósito de gas, ofrece la ventaja de ser portátil y das la posibilidad de soldar en cualquier momento y lugar. Se puede regular la temperatura con una alta precisión y la opción de calentarse a una alta velocidad, se puede rellenar con una bombona de gas

En la punta del soldador se encuentra un catalizador que se debe encender una vez abierto la llave de gas, obteniéndose una llama que se encarga de calentar la rejilla metálica, actuando como catalizador y por su alta velocidad de calentarse lo que se esté soldando adquiere una coloración roja en pocos segundos.

Al llegar la temperatura de trabajo la combustión del gas continúa pero esta vez sin llama, siendo este soldador muy fácil de usar pero con las precauciones necesarias para su uso ya sea en aparatos electrónicos como en microprocesadores

Si deseas conocer todo sobre los equipos de computación, entonces se recomienda ver el articulo de Modelos de Microprocesadores para conocer los modelos existente en el mercado como sus principales características

Soldadura Fría

 

Es cuando no hay una fusión perfecta en la soldadura. Es un efecto muy común en la electrónica  causada por la acción mecánica o térmica por lo que a menudo puede acarrear defectos secundarios mucho más graves. Puede ocurrir en componentes o hilos que sufren esfuerzos mecánicos o gran calentamiento (intermitencia de temperatura),

Hay dos tipos básicos de soldadura en frío, una es causada debido a la baja temperatura al momento de soldar, por tanto, no se produce una perfecta unión entre la soldadura y el componente o la placa de circuito, y la segunda es la sonda fría ocasionada por la acción mecánica o térmica.

Tiene un patrón, que cuando el estaño derretido toca la superficie del metal que va a ser soldado, la tensión superficial le hace adherir a la superficie y fluir sobre ella. A veces, existe una película de óxido sobre una u otra superficie y la soldadura derretida no puede adherirse al metal. La tensión superficial en este caso hace que la soldadura quede en forma de bola y se aleje del componente a soldar.

Como un ejemplo, los transistores osciladores de las lámparas fluorescentes compactas que no están dotadas de disipadores, con eso acaban por disipar una buena cantidad de calor, suficiente para que después de algún tiempo de uso tiendan a causar el problema

Un problema que ocasiona es que regularmente da una falsa ilusión de una buena soldadura, pero con el tiempo podrá desarrollarse grietas y con ello la aparición de mal contactos, ocasionando pérdidas de tiempo y de materiales. No siempre es tan visible, normalmente el problema es muy sutil, una sugerencia que se puede utilizar en casi todos los casos, es balancear el componente ligeramente para detectar la grieta y tener una mejor visualización del problema.

Sin embargo hay soldaduras frías que son fácil de localizar, una forma es moviendo un poco el componente y observar que los pines que están soldados se mueven o se levanta la soldadura, también se puede ver con una lupa y mucha luz, si se observa que alrededor hay  una fisura y se acerca un poco el soldador y se desprende es porque había una soldadura fría. Para solucionar esta falla, se debe volver a soldar los puntos que se  identifican con estas características. También lo mejor es limpiar el estaño viejo y volver a soldar con estaño nuevo.

Errores al soldar con Estaño

Al realizar una soldadura se buscar obtener un resultado con alto rendimiento, desafortunadamente, hay muchas maneras de que las uniones de soldadura salgan mal ya sea por soplar para enfriar la soldadura, que la calidad del estaño no esté en condiciones óptimas, que el soldador no esté limpio o hasta que haya problemas con el regulador de temperatura, a continuación se muestra una lista de posibles fallas que se puede aplicar a cualquier tipo de electrónica:

1. Puentes de soldadura

Se forma cuando dos o más uniones de soldadura se conectan de forma inesperada con un pequeño tamaño es debido a la aplicación excesiva de soldadura entre uniones tambien puede ocasionar por el uso incorrecto de puntas de soldadura . Si no se detectan, pueden provocar un cortocircuito y quemar un componente.
Para identificar un puente de soldadura puede ser un poco complejo por su pequeño tamaño y para repararse se debe sostener la punta del soldador para derretir la soldadura y moviéndolo con la finalidad de romper el puente.

2. Exceso de soldadura

Esta caracterizado por su forma redonda, el aumento de cantidad de material utilizado para la unión da la posibilidad de que no estén correctamente soldados elevando el riesgo de la formación de puentes de soldadura. Es generalmente dado por usuarios con poca experiencia que proporcionan un exceso de material dando la opción de la formación de otros fallos.

3. Bolas de soldadura

Es una de las fallas más comunes, Aparece como una pequeña esfera de soldadura que se adhiere a una superficie laminada, resistente o conductora, es generada debido a diversos factores como la configuración deficiente de temperatura de reflujo, el uso incorrecto de la pasta de soldadura o el uso de componentes electrónicos oxidados.

4. Soldadura fría

Como se explico anteriormente, es producido por la transferencia insuficiente de calor a la unión dando como resultado una soldadura opaca y marcada. Esto se soluciona utilizando la temperatura correcta al momento de soldar

5. Unión sobrecalentada

Las uniones de soldadura sobrecalentadas pueden ser el resultado de que la temperatura de la punta se ajuste demasiado alta, o el hecho de que la soldadura no fluya, posiblemente debido a que la superficie del plomo ya tienen una capa de óxido, evitando la transferencia de calor suficiente y, por lo tanto, dejando que se caliente la unión por mucho tiempo. Esto se puede evitar utilizando la punta del soldador correspondiente y con el uso de flux limpiar las uniones y pads que se vean sucios.

6. Lapidación

Generalmente es un componente de montaje superficial, como una resistencia o un condensador, con un lado despegado del pad similar a una lápida, es debido  a que no se ha completado su proceso de derretimiento y un lado del componente se inclinará hacia un lado, luciendo como una lápida.

7. Derretimiento insuficiente

Es cuando las uniones que no están completamente derretidas son débiles y no forman una conexión fuerte. Es por el resultado de la incapacidad de aplicar calor tanto al pin como al pad, y no le da a la soldadura suficiente tiempo para fluir o por suciedad, la técnica para reparar esto es limpiar la placa a fondo y calentar uniformemente tanto el pad como el pin.

8. Saltos de soldadura

Ocurre cuando la soldadura omite un pad de montaje superficial lo que resulta en un circuito abierto, esto puede ser por una combinación de deslizamientos en el diseño o durante la fabricación, también por haber utilizado una altura de onda incorrecta entre tu placa y la onda de soldadura.

9. Pads levantados

Un pad levantado es un pad de soldadura que se ha desprendido de la superficie de la PCB posiblemente debido a una fuerza excesiva sobre una unión existente o al exceso de calor. Se debe hacer todo lo posible para adherir el pad de nuevo a la placa antes de intentar soldarlo.

10. Salpicaduras de soldadura

Se adhieren a la máscara de soldadura en salpicaduras desordenadas, dando la apariencia de una telaraña. Son causados por el uso insuficiente de un agente fundente (flux) o la existencia de contaminantes en la superficie de las tarjetas durante la soldadura por ola, y amenazan con causar cortocircuitos.

11. Soldadura hambrienta

Es una unión carente de soldadura que no tiene suficiente soldadura para formar una conexión eléctrica sólida. Generalmente es resultado por  calor insuficiente al plomo, lo que resulta en una mala conexión.  Para recuperar esta unión se debe recalentar  la unión y agrega más soldadura.

Para evitar problemas de soldadura

Siempre se puede conseguir un error durante el proceso de soldar sin embargo se puede considerar unas series de acciones para disminuir las fallas

• Aplicar una máscara antisoldante para aislar el cobre del entorno y asi evitar la formación de puentes de soldadura
• Colocar marcas fiduciales para disminuir los problemas en la soldadura
• Mantener limpio y estañado la punta del soldador
• Ganar experiencia con diferentes materiales para evitar los errores