Si estás aprendiendo a realizar micro-soldaduras de componentes electrónicos, o para reballing, seguro que has comprobado que necesitas una pasta llamada flux. Este producto es un completo desconocido para muchos, ya que para las soldaduras con estaño habituales no se suele usar este elemento, en cambio, para esas otras soldaduras sí que sirve de gran ayuda.
En esta guía podrás aprender todo lo que necesitas saber sobre esta pasta, como su composición, objetivo, cómo aplicarla, tipos, etc.
Índice
¿Qué es el flux?
La palabra inglesa flux se puede traducir como fundente, y proviene del latín «fluxus» que significa «flujo». No solo se usa en la soldadura para electrónica, también se usan en otros muchos tipos de soldadura como un agente de flujo o agente purificador, así como en la producción de metales en la industria metalúrgica, es decir, suelen tener más de una función.
Los primeros fundentes estaban hechos con cal, potasa, carbonato de sodio, bórax, sulfato de plomo, coque, etc. Todos ellos empleados en las fundiciones para purificar metales. En cambio, como agente limpiador o para facilitar lo flujos de soldadura, generando una soldadura de mejor calidad y eliminando la oxidación, se empezaría a usar después.
Centrándonos en la soldadura, que es el tema que nos interesa aquí, es básicamente una elemento (pasta, líquido o polvo) que puede evitar el óxido de las uniones, actuando como aislante del contacto del aire mientras se produce la fusión. Para ello, se emplean mezclas de químicos como fluoruros, boratos, bórax o ácido bórico.
Además de ese efecto protector, en soldaduras de estaño, también sirve para hacer el proceso más sencillo, recibiendo el metal y haciéndolo más manejable, a la par que hace que se adhieran bien los componentes. Y, por supuesto, mejora la calidad de la soldadura, evitando suciedad y restos producidos durante el proceso.
Otro efecto de este flux es favorecer las soldaduras a menor temperatura. Eso disminuye la probabilidad de daño a los componentes soldados con la temperatura generada durante el proceso.
Aplicaciones del flux
En cuanto a la aplicación del flux, se suele emplear mucho en la soldadura de dispositivos electrónicos como:
- Reparación de micro-soladaduras, donde es más complicado proceder debido al pequeño tamaño de los componentes.
- Soldadura SMD en PCBs.
- Reballing para BGA.
- Limpieza de restos o residuos de óxido.
Tipos de flux
Existen varios tipos de flux en el mercado para la soldadura, cada uno con diferentes precios y características.
- De bromuro amónico sin metales pesados: es una solución acuosa de bromuros amónicos orgánicos con ácido bromhídrico libre. No suelen dejar rastro de residuo en la soldadura, y si lo hace, no causa la formación de agujeros (pitting).
- De cloruro de zinc: otra solución acuosa de cloruro amónico y cloruro de zinc mezclados con ácido clorhídrico libre. Destaca su facilidad de uso y efectividad, aunque retirar el residuo implica limpiarlo para evitar la formación de agujeros (pitting).
- De bromuro de zinc: otro tipo de solución líquida de bromuro de zinc y bromuro amónico con ácido clorhídrico libre. Como el anterior, es muy fácil de usar, pero también es fácil eliminar el residuo lavándolo con agua. Incluso si permanecen los residuos en la soldadura, no formarán agujeros.
- Casero: aunque no es recomendable, algunos makers experimentan creando su propio flux casero. Para ello, emplean un poco de brea que trituran y mezclan con alcohol. No obstante, este tipo de fundente no obtendrá los mismos resultados que los productos comerciales.
Diferencias entre fundente y pasta de soldar
Una de las dudas frecuentes es si es lo mismo flux que la pasta de soldar o si existen algunas diferencias. Lo cierto es que es complicado, y muchas veces los propios productos son confusos en su descripción, usando ambos términos como sinónimo. Algunos hacen una distinción, y asegura que solo hay ligeras diferencias:
- Flux: sustancia química aplicada a metales para que se calienten de forma uniforme y mejorar la calidad de la soldadura, o también par desoldar.
- Pasta para soldar: empleado para soldaduras para facilitar la adherencia de las partes de metal más difíciles.
Pero, como comento, a efectos prácticos, puedes tomarlo como sinónimo. De hecho, en algunas zonas se suele usar un término y en otras otro. Simplemente asegúrate cuando compres el producto que no se trata de un flux o pasta para fontanería o para otras aplicaciones, y que sea específica para electrónica…
Cómo se usa el fundente
Usar el flux, o fundente, es simple si sigues una serie de pasos. Si se realiza así, se podrá obtener el mejor partido de este producto. Además, deberías usar una serie de precauciones, como usarlo en una habitación ventilada por ser un químico que puede generar vapores, usar gafas y mascarilla, así como guantes.
Las instrucciones para emplear el flux para soldaduras es:
- Limpia la suciedad que pueda haber en la zona de soldadura, si existe.
- Aplica una delgada capa de flux sobre la zona o a ambas partes. No importa que se llenen partes donde o habrá soldadura. Además, si la zona está algo caliente, mejor.
- Después se procede a realizar la soldadura como se haría habitualmente, según si es una soldadura SMD, reballing, etc.
- Por último, limpia los restos de fundente.
En cuanto a éste último punto, existe una polémica sobre si se debe limpiar o no. De hecho, no solo es una duda para los aficionados (o soldadura manual), también lo es en la industria (soldadura automatizada). Muchos fabricantes descuidan la parte de post-producción al no haber herramientas automatizadas para ello y al confiar en la eficiencia de la maquinaria empleada para generar las uniones con bastante limpieza.
En cambio, esa falsa sensación de seguridad puede producir que se descuide la contaminación electroquímica generada en ciertos componentes y que aparentemente no genere efectos negativos, aunque terminaría una falla a largo plazo.
Cuando se está empleando alambre de soldadura con núcleo de flux o fundente, este fundente suele ser una resina sólida con un punto de fusión más elevado que el metal que lo envuelve. En este tipo de soldaduras, cuando la punta del soldador toca el alambre, el flux se hace líquido y se extiende sobre la pieza de trabajo. De esa forma, el metal fundido sigue al calor y al flux, formando la unión. Como se puede deducir, al necesitar calor para fundirse, los riesgos de contaminación son muy bajos…
En cambio, eso no es así en otros procedimientos de soldadura donde se aplica bastante más fundente por las características de la soldadura, como por ejemplo en SMD. No obstante, existen productos líquidos «No Clean» que no requieren ser limpiados, pero que necesitan exponerse al calor para volverlos inertes.
Existen varios productos de enjuague o limpieza, como los disolventes como el alcohol isopropílico (IPA), así como toallitas, hisopos, etc. Deberías leer bien el modo de empleo y recomendaciones del fabricante de flux para determinar cuál es la forma correcta.Por ejemplo, cuando se hace una soldadura por ola completa, eso está garantizado, pero no en otras técnicas donde se usa soldadura selectiva punto a punto o reballing. En esos casos, el calor localizado puede no ser suficiente para descomponer los activadores del químico y hacerlo inerte. Y eso es un problema para los sobrantes fuera de la zona de soldadura o que se hayan extendido debajo de los componentes o sobre ellos.
Cómo almacenar el fundente
Una vez terminas de usar el flux, para que se conserve adecuadamente deberías:
- Dejar el fundente en su bote original y cerrarlo bien.
- El recipiente tiene que estar siempre en vertical, evitando almacenarlo volcado.
- Mantener en un lugar fresco, mientras menos temperatura, mejor. Hay que evitar a toda costa dejarlo en lugres secos o con temperaturas elevadas.
- Si lo has almacenado en un lugar a baja temperatura (5-6ºC) como aconsejan algunos fabricantes, antes de volver a usarlo deberías dejarlo unas 6 horas a temperatura ambiente para que alcance la temperatura de uso óptima.
Inconvenientes y precauciones para el uso de flux
Los fundentes o flux no están libres de inconvenientes, pese a que su beneficio haga que merezca la pena usarlos. Por ejemplo, algunos químicos suelen ser algo agresivos y generar corrosión en los elementos. Otros pueden generar cierta interferencia con los componentes, al ser algo aislantes.
También se puede dar el caso de contaminación de partes sensibles, como algunos visores ópticos, facetas de diodos láser, mecanismos MEMS, interruptores, etc. Otro problema es que ciertos químicos de los fluxes solubles en agua, como el polietilenglicol, causan deterioro de las propiedades dieléctricas de las capas de los circuitos impresos.
En circuitos de alta frecuencia, los residuos de flux también podrían generar ciertos problemas. Incluso se ha comprobado que en algunos casos puede causar electromigración de las conexiones y formación de whiskers (bigotes) por los residuos iónicos, la humedad superficial que causan y el voltaje de polarización.
Antes también avisé sobre la protección antes de usar estos químicos, y es que los compuestos orgánicos volátiles también pueden tener efectos adversos sobre la salud. También son nocivos los disolventes necesarios para la limpieza, los cuales también tienen un impacto medioambiental.
Vuelvo a repetir que es importante usar gafas, mascarilla y guantes para su manipulación. De no hacerlo, se podría tener problemas de salud por exposición prolongada a, por ejemplo, los vapores de colofina. Eso puede causar asma en personas más sensibles.
En los ojos o la piel también puede generar problemas. De hecho, estos fundentes se adhieren a la piel y pueden transferir mejor el calor, generando quemaduras.
¿Dónde comprar fundente?
Por último, si quieres comprar flux, puedes encontrarlo a buen precio en varias tiendas de electrónica especializadas. Estas son algunas recomendaciones:
- Flux JBC con base de agua
- Flux Hilitand no corrosiva para PCB, BGA y SMD.
- Flux sin plomo en formato jeringuilla.
- Alambre de estaño para soldadura sin plomo con núcleo de colofina (flux).
- CS Lab flux para reballing en jeringuilla.
- Pasta fundente sin limpieza (No Clean) en jeringuilla.