La respuesta a la pausa: Un parámetro crítico en la pasta de soldadura

Amigos,

La pasta de soldadura es posiblemente el material con mayor trabajo de ingeniería en el ensamblaje electrónico. Necesita que muchas propiedades sean favorables para que tenga buen rendimiento. Debe crear un depósito bien definido que no se desborde ni en caliente ni en frío. La pasta debe tener a su vez una adherencia adecuada para sujetar los componentes a la PWB. A medida que pase a través del horno de reflujo, el fundente debe limpiar cualquier óxido en las almohadillas de la PWB y, al aumentar la temperatura, la barrera de oxígeno del fundente debe proteger las partículas de soldadura de la oxidación.

Hay un parámetro de la pasta de soldadura que puede marcar una gran diferencia en la productividad: la respuesta a la pausa (RTP). Hay momentos en que la línea de montaje debe quedarse "en pausa". Un ejemplo es al cargar componentes en las máquinas de colocación de componentes. Es posible que, durante este tiempo de pausa algunas pastas de soldadura se endurezcan. Cuando esto sucede, el primer esténcil impreso debe descartarse. Limpiar la pasta del esténcil puede tardar hasta diez minutos. Si este proceso se realiza varias veces al día, la pérdida de producción puede ser significativa.

Una buena pasta de soldadura debe tener la capacidad de permanecer en posición (es decir, sin imprimirse) en el esténcil durante más de una hora sin afectar significativamente el rendimiento de impresión. Como se mencionó anteriormente, las situaciones de pausa ocurren cuando una línea de SMT debe detenerse para reponer componentes en máquinas de colocación o por problemas menores de mantenimiento, por ejemplo. Sin embargo, algunas pastas se "endurecen" al pausarse la impresión. Esta característica indeseable se conoce como mala respuesta a la pausa. La Figura 1 muestra el volumen de los depósitos de pasta de soldadura de tres pastas en función del tiempo de pausa. En este experimento, la pasta de soldadura se colocó en el esténcil directamente desde el frasco de pasta sin mezclar. Tengan en cuenta que la pasta de soldadura 3 tiene un volumen impreso inicial de solo 5300 mils3. En solo tres impresiones más alcanza los 9100 mils3. Después de hacer una pausa durante una hora, el volumen de la pasta de soldadura 3 cae en picado hasta los 7500 mils3. Noten que la pasta de soldadura 2 tiene un volumen de los depósitos mucho más consistente, y la pasta 1 es la mejor.

Figura 1. Mediciones de respuesta a la pausa de tres pastas de soldadura.

Si un ensamblador utiliza pasta de soldadura 3, es posible que tenga que rechazar la primera PWB impresa después de una pausa. Normalmente, esta situación requeriría que el ensamblador limpie la placa después de la primera impresión después de la pausa y que vuelva a imprimirla. Esta operación puede tardar algunos minutos.

Algunos minutos no suena como gran cosa. Sin embargo, he trabajado con ingenieros para evaluar el costo en la productividad de esta pérdida en el tiempo de producción. En un estudio encontramos una pérdida de productividad del 7%. Por ejemplo, si la línea de ensamblaje pudiera producir 10.000 PCB en un cierto período con cierta pasta de soldadura que tuviera una buena respuesta a la pausa, solo sería posible producir 9300 PCB si la respuesta a la pausa fuera como la de la pasta de soldadura 3. Esta pérdida de productividad del 7% se debe a la pérdida de tiempo que ocurre al hacer reimpresiones después de la pausa.

El ensamblaje SMT ha existido durante aproximadamente cuatro décadas. Por tanto, podría pensarse que todas las pastas de soldadura tendrían una buena RTP. Lamentablemente, este no es el caso. Por tanto, una buena RTP es una de las primeras estadísticas de rendimiento que hay que medir al evaluar una pasta de soldadura.

Saludos,

Dr. Ron