La mayor densidad de componentes, los componentes sensibles a la temperatura, las grandes diferencias de masa térmica y los crecientes requisitos de calidad exigen un proceso de soldadura que combine la máxima estabilidad del proceso con la máxima eficiencia energética. La soldadura en fase de vapor, también conocida como «Vapour Phase Soldering», es hoy en día uno de los procesos de soldadura por reflujo más fiables para conjuntos electrónicos exigentes. A diferencia de los procesos de convección convencionales, la transferencia de calor se produce mediante la condensación de un fluido caloportador especial, en este caso Galden. De este modo, cada conjunto se calienta de forma extremadamente homogénea, independientemente de su geometría, masa o disposición de los componentes.
IBL Löttechnik lleva muchos años desarrollando sistemas de soldadura en fase de vapor para prototipos, series pequeñas y producción en serie industrial, y combina las ventajas físicas del proceso con sistemas inteligentes de control para lograr la máxima reproducibilidad.
¿Por qué soldadura en fase vapor?
La soldadura en fase de vapor se basa en un proceso definido con precisión desde el punto de vista físico. En él, el Galden se calienta hasta su punto de ebullición (entre 165 y 260 °C, según el tipo de Galden). El vapor saturado resultante asciende y se condensa sobre el conjunto más frío. Durante la condensación se libera el denominado calor latente. Esta energía calienta la placa de circuito impreso de forma extremadamente uniforme por toda su superficie. En cuanto el conjunto alcanza la temperatura del vapor, la condensación finaliza automáticamente. De este modo, no se puede transferir más energía.
Este principio de autolimitación evita de forma fiable el sobrecalentamiento de los componentes sensibles y garantiza perfiles de temperatura reproducibles, independientemente del operador o del conjunto.
El proceso de soldadura en fase de vapor
Paso 1: Creación de la zona de vapor
El medio de proceso Galden se calienta de forma controlada hasta el punto de ebullición definido. La temperatura del vapor se corresponde exactamente con la temperatura máxima de soldadura que se alcanzará posteriormente.
Paso 2: entrada del conjunto
La placa de circuito impreso montada se introduce en la zona de vapor saturado. El vapor comienza a condensarse inmediatamente en todas las superficies.
Paso 3: Transmisión homogénea de energía
La película de líquido que se forma transmite el calor de condensación de forma extremadamente eficiente a todos los componentes. Incluso los conjuntos con grandes diferencias de masa térmica se calientan de manera uniforme.
Paso 4: calentamiento autolimitado
En cuanto el conjunto alcanza la temperatura del vapor, la condensación se detiene automáticamente. El sobrecalentamiento está físicamente descartado.
Paso 5 – Enfriamiento
Una vez finalizado el proceso de soldadura, el medio se evapora del conjunto sin dejar residuos. A continuación, se lleva a cabo el enfriamiento programado.
Las ventajas de la soldadura en fase de vapor
Máxima fiabilidad del proceso
La temperatura máxima viene determinada exclusivamente por el punto de ebullición del medio. De este modo se obtienen perfiles de soldadura reproducibles sin oscilaciones de temperatura.
Distribución uniforme de la temperatura
Incluso los conjuntos complejos con disipadores térmicos macizos, semiconductores de potencia o componentes SMD de alta precisión se calientan de manera homogénea.
Proceso de soldadura sin oxígeno
Durante todo el proceso, el conjunto se encuentra en una atmósfera prácticamente libre de oxígeno. De este modo se evita eficazmente la oxidación, lo que da lugar a uniones soldadas de alta calidad.
Procesamiento óptimo de conjuntos modernos
Ya se trate de BGA, QFN, LGA, SiP, módulos de potencia o sensores sensibles, la soldadura en fase de vapor resulta ideal para la electrónica moderna.
Eficiente desde el punto de vista energético
El calor de condensación directa garantiza un grado de transferencia de calor notablemente superior al del aire o los infrarrojos. De este modo, se reducen el consumo energético y los costes de funcionamiento.
Soldadura en fase de vapor al vacío para los requisitos de calidad más exigentes
En los conjuntos electrónicos con elevados requisitos de fiabilidad, la reducción de los huecos desempeña un papel decisivo. Por ello, IBL combina el proceso en fase de vapor con una potente tecnología de vacío. Durante el proceso de soldadura, los gases atrapados se eliminan de forma selectiva. El resultado es una reducción significativa de los huecos, una mejor transferencia de calor y una mayor resistencia mecánica de las uniones soldadas. Precisamente en la electrónica de potencia, la industria de la automoción, la aeronáutica y la astronáutica, así como en la tecnología médica, esta tecnología es hoy en día un estándar en muchos casos.
Control inteligente de procesos de IBL
Las instalaciones de fase de vapor de IBL cuentan con diversos algoritmos de control inteligentes que van mucho más allá de un proceso de reflujo clásico.
Con funciones como Control automático de gradiente (AGC)), Soft Vapour Phase (SVP), Intelligent Profiling System (IPS), Vapour Energy Control (VEC) y otras funciones de proceso inteligentes permiten ajustar con precisión los gradientes de temperatura, el aporte de energía y los ciclos de vacío a cada conjunto. De este modo se consiguen procesos reproducibles con una alta capacidad de proceso y una documentación completa que cumple con los requisitos de trazabilidad.
Aplicaciones típicas
La soldadura en fase de vapor es especialmente adecuada para:
¿Por qué IBL Löttechnik?
Desde hace muchos años, IBL desarrolla innovadores sistemas de soldadura en fase de vapor para las más diversas aplicaciones en la fabricación de productos electrónicos. La empresa está considerada como una de las pioneras en esta tecnología de soldadura. Para ello, IBL combina unos sólidos conocimientos técnicos sobre los procesos con una tecnología de equipos inteligente y presta apoyo a sus clientes desde el desarrollo del proceso, pasando por la cualificación, hasta la producción en serie.
Ya se trate de instalaciones de laboratorio, sistemas por lotes o fabricación altamente automatizada, IBL ofrece soluciones para procesos de soldadura reproducibles, la máxima seguridad en los procesos y la máxima calidad del producto.