¿Qué es la pasta de soldadura? Guía completa sobre composición, tipos e impresión SMT.

Si alguna vez has visto una máquina de colocación de componentes en funcionamiento, habrás presenciado la magia del ensamblaje SMT: diminutos componentes que se colocan en su posición a velocidades increíbles. Pero el verdadero protagonista de este proceso no es la máquina, sino la pasta que se encuentra debajo de cada componente: la pasta de soldadura.

La pasta de soldadura es el material que hace posible el ensamblaje moderno de placas de circuito impreso. Sin ella, las resistencias 0402, los BGA de paso fino y los encapsulados QFN no se mantendrían en su lugar el tiempo suficiente para llegar al horno de reflujo.

 

¿Qué es la pasta de soldadura?

La pasta de soldadura es una mezcla tixotrópica de polvo de soldadura metálica suspendido en un vehículo fundente. Es el adhesivo que mantiene en su lugar los componentes de montaje superficial durante su colocación y el material que forma uniones de soldadura eléctricas y mecánicas permanentes durante el proceso de reflujo.

Piénsalo como el pegamento que se convierte en soldadura: un aglutinante temporal durante el ensamblaje que se transforma en una conexión metálica fiable tras el calentamiento.

Desglose de la composición

La pasta de soldar tiene dos componentes principales, cada uno con una función específica:

Componente	Contenido típico	Función
Polvo de soldadura	88–92% en peso (50–60% en volumen)	Forma la unión metálica después del reflujo.
Vehículo de flujo	8–12% en peso (40–50% en volumen)	Elimina óxidos, previene la reoxidación, facilita la humectación y controla la reología.

La proporción de polvo y fundente determina el comportamiento de la pasta durante la impresión y el reflujo. Si hay demasiado polvo, la pasta se endurece y no se desprende de la plantilla. Si hay demasiado fundente, la pasta se deforma, provocando la formación de puentes entre las almohadillas adyacentes.

 

Tipos de pasta de soldadura según la aleación.

El polvo de soldadura en sí se presenta en diferentes composiciones de aleación, cada una con distintos puntos de fusión, propiedades mecánicas y cumplimiento normativo.

Pasta de soldadura con plomo vs. pasta de soldadura sin plomo

Propiedad	Sn63Pb37 (con plomo)	SAC305 (sin plomo)	SAC387 (sin plomo)
Composición	63% Sn, 37% Pb	96.5 % Sn, 3.0 % Ag, 0.5 % Cu	96.0 % Sn, 3.8 % Ag, 0.2 % Cu
punto de fusión	183°C (eutéctico)	217-220 ° C	217-221 ° C
Temperatura máxima de reflujo	210-220 ° C	245-260 ° C	245-260 ° C
Mojada	Excelente	Bueno	Bueno
Confiabilidad	Muy bueno, probado durante décadas.	Bueno, más quebradizo que el plomo.	Bueno, ligeramente más fuerte que el SAC305.
RoHS	No	Sí:	Sí:
Coste relativo	~1x (línea base)	~1.5–2x	~ 2x

El Sn63Pb37 ha sido el estándar de la industria durante más de 40 años. Su composición eutéctica permite una transición directa de sólido a líquido sin fase plástica, lo que simplifica el proceso de reflujo. El contenido de plomo mejora la ductilidad, lo que hace que las uniones sean más resistentes a la fatiga por ciclos térmicos.

El SAC305 es la alternativa sin plomo más común, impulsada por la directiva RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas). Requiere una temperatura de reflujo más alta, lo que implica mayor estrés térmico en los componentes y las placas. Sin embargo, cumple con la directiva RoHS y es ampliamente aceptado en la electrónica de consumo, industrial y automotriz.

El SAC387 ofrece un contenido de plata ligeramente superior para una mayor resistencia mecánica, pero la diferencia es mínima en la mayoría de las aplicaciones. El SAC305 sigue siendo la opción preferida.

Otras aleaciones notables

• Sn42/Bi58(Estaño-Bismuto, sin plomo): Se funde a 138 °C, lo que resulta útil para componentes sensibles a la temperatura. Es más frágil que el SAC305, pero puede ser una buena opción para aplicaciones de soldadura por pasos.
• 5/Ag3.5(Estaño-Plata, sin plomo): Se funde a 221 °C. Mayor coste que el SAC305 con un rendimiento similar.
• In48/Sn52(Indio-estaño): Se funde a 118 °C; se utiliza para ensamblajes criogénicos especializados o sensibles a la temperatura.

 

Tamaños de partículas del polvo de soldadura

El tamaño de las partículas se clasifica según la norma IPC J-STD-005 . Las partículas más pequeñas permiten una impresión con un paso más fino, pero tienen una mayor superficie, lo que las hace más propensas a la oxidación.

Tipo	Tamaño de partícula (μm)	Uso recomendado	Paso mínimo
TIPO 3	25-45	Ensamblaje SMT general	0.65mm+
TIPO 4	20-38	Montaje superficial de paso fino	0.4 mm
TIPO 5	10-25	Micro-BGA de paso ultrafino	0.3 mm
TIPO 6	5-15	Empaquetado avanzado, BGA de 0.3 mm	<0.3 mm

El tipo 3 es el más utilizado para el ensamblaje estándar. Si ensambla placas con componentes 0805, 0603 o de mayor tamaño y QFP de paso estándar, esto es lo que necesita.

El tipo 4 es ideal para la mayoría de los trabajos de paso fino, incluso para pasos de hasta 0.4 mm. Es la segunda opción más común en la producción.

Los tipos 5 y 6 están diseñados para una miniaturización avanzada. Las partículas más pequeñas imprimen con mayor nitidez en aberturas diminutas, pero son más caras y tienen una vida útil más corta debido al secado más rápido del fundente.

 

Categorías de flujo

El vehículo fundente es tan importante como el polvo. Determina la calidad de la impresión de la pasta, su comportamiento durante el proceso de reflujo y si es necesario limpiar la placa posteriormente.

Tipo de flujo	Nivel de actividad	residuo	Requiere limpieza	Uso típico
R (resina)	Bajo	Transparente, no corrosivo	No	Aplicaciones de alta fiabilidad y baja actividad
RMA (Colofonia ligeramente activada)	Moderado	Transparente, no conductor	Opcional	Electrónica general, tipo más común
RA (activado con colofonia)	Alto	Oscuro, potencialmente corrosivo	Sí:	Superficies difíciles de soldar
sin limpieza	Moderado	Claro, benigno	No	Producción en masa, electrónica de consumo
Agua soluble	Alto	Transparente, lavable con agua.	Sí (¡crítico!)	Alta fiabilidad, uso médico, militar/aeroespacial

El fundente sin limpieza es la opción predominante en el ensamblaje SMT moderno. Deja un residuo transparente, no conductor y no corrosivo que no necesita ser eliminado. Esto ahorra un paso de limpieza y reduce costos.

El fundente soluble en agua ofrece el mejor rendimiento de humectación, pero requiere una limpieza exhaustiva con agua desionizada. Los residuos de activadores que queden en la placa pueden provocar corrosión y fallos en el campo.

RMA logra un buen equilibrio entre prototipos y producción en volumen medio. Ofrece una soldadura fiable con residuos que, por lo general, no representan ningún riesgo y pueden dejarse en la placa.

 

Almacenamiento y manipulación

La pasta de soldadura es un material perecedero. Su manipulación incorrecta es una de las causas más comunes de defectos en los componentes SMT.

Requisitos de almacenamiento

Parámetro	Requisito
Temperatura de almacenamiento	0–10 °C (32–50 °F), requiere refrigeración
Vida útil (refrigerado)	6–12 meses (verificar el código de fecha del fabricante)
Vida útil (temperatura ambiente, sin abrir)	2-4 semanas
Vida útil del frasco abierto (en la impresora)	De 8 a 24 horas (varía según el tipo; los tipos 5/6 se secan más rápido).

El proceso de impresión SMT

La aplicación de la pasta de soldadura es el primer paso y el más crítico en el proceso de ensamblaje SMT. Si se hace mal, ningún paso posterior podrá solucionarlo por completo.

Paso 1: Impresión de plantillas

La plantilla de acero inoxidable se coloca alineada sobre la placa de circuito impreso (PCB) desnuda. Una espátula empuja la pasta de soldadura sobre la plantilla, introduciéndola en las aberturas. Al retirar la plantilla, los depósitos de pasta permanecen en las almohadillas.

Parámetros clave:

Parámetro	Rango típico	Efecto
Presión de la escobilla	5-15 kg	Demasiado bajo = pasta insuficiente; demasiado alto = manchado
velocidad de impresión	25-100 mm/s	Más lento = mejor liberación de la pasta pero menor rendimiento.
Velocidad de separación	1-10 mm/s	Separación más lenta = liberación de pasta más limpia para paso fino
Espesor de la plantilla	0.1–0.2 mm (4–8 milésimas de pulgada)	Más espesa = más pasta; más fina = mejor resolución de paso fino.

Paso 2: Selección y colocación

Los componentes se colocan en la pasta de soldadura húmeda. La adherencia de la pasta los mantiene en su lugar. Aquí es donde la reología de la pasta cobra importancia: debe ser lo suficientemente pegajosa para sujetar los componentes durante el movimiento de la placa, pero no tan pegajosa como para que se desprenda durante la colocación.

Paso 3: soldadura por reflujo

La placa pasa por un perfil de calentamiento controlado que activa el fundente, funde el polvo y forma la junta de soldadura.

Zonas típicas del perfil de reflujo

Zona	Rango de temperatura	Duración	Propósito
Precalentar	25-150 ° C	60 a 120 segundos	Calentar gradualmente la placa y los componentes.
Empapar	150-200 ° C	60 a 120 segundos	Activar el flujo, igualar la temperatura en toda la superficie.
Reflujo (Pico)	217-260 ° C	30–90 segundos por encima del liquidus	Fundir el polvo de soldadura y formar enlaces intermetálicos.
Enfriamiento	260 °C → por debajo de 100 °C	30 a 60 segundos	Solidificar las uniones, controlar la microestructura.

Para el acero SAC305, la temperatura máxima debe alcanzar los 245–260 °C, manteniendo el tiempo por encima del punto de fusión (217 °C) entre 30 y 90 segundos. Si es demasiado corto, la unión no se formará correctamente. Si es demasiado largo, existe el riesgo de que se produzca un crecimiento intermetálico que debilite la unión.

 

Defectos comunes en la pasta de soldadura

Incluso con una buena pasta, pueden aparecer defectos. Aquí te mostramos los más comunes y sus causas.

Defecto	Lo que parece	Causas fundamentales	Prevención
Tumba	El componente se apoya en un extremo.	Humectación desigual, tamaño de almohadilla inadecuado, calentamiento desigual	Equilibrar los tamaños de las almohadillas, optimizar el perfil de reflujo.
Bridging	La soldadura conecta las almohadillas adyacentes.	Demasiada pasta, desalineación, hundimiento de la pasta.	Reduzca el grosor de la plantilla, compruebe la alineación.
Bolas de soldadura	Pequeñas esferas alrededor de las articulaciones	Humedad en la pasta, oxidación, salpicaduras de fundente	Descongelación adecuada, pasta fresca, perfil correcto
Cabeza en la almohada	El terminal del componente se asienta sobre la soldadura, pero no se fusiona con ella.	Oxidación del BGA, perfil de reflujo deficiente, deformación.	Utilice bolas con núcleo fundente, optimice la zona de remojo.
Soldadura insuficiente	La articulación parece desnutrida, incompleta.	Volumen insuficiente de pasta, obstrucción de la abertura	Compruebe la relación de apertura de la plantilla y limpie la plantilla con regularidad.
Perlas de soldadura	Grandes bolas de soldadura aisladas cerca de los componentes del chip.	Desgasificación del flujo atrapado bajo los componentes	Reduzca el volumen de pasta debajo de los componentes, mejore el perfil.

Para obtener información más detallada sobre los defectos de ensamblaje y cómo solucionarlos, consulte nuestra guía sobre defectos comunes en el ensamblaje de placas de circuito impreso.

 

Cómo elegir la pasta de soldadura adecuada

La elección de la pasta adecuada depende de los requisitos de montaje. Aquí tienes un marco práctico para tomar decisiones.

Paso 1: Decide si quieres vidrio con plomo o sin plomo.

• Productos de consumo/comerciales: Utilice SAC305 (cumple con la normativa RoHS, ampliamente disponible)
• Médico/militar/aeroespacial (exento de RoHS): Sn63Pb37 para una fiabilidad comprobada y un procesamiento más sencillo
• Conjuntos sensibles a la temperatura: Considere Sn42/Bi58 (bajo punto de fusión) para soldadura por pasos

Paso 2: Elegir el tamaño de partícula

• Componentes estándar (0603+, QFP con paso ≥ 0.65 mm): Escriba 3
• Paso fino (paso QFP de 0.4–0.5 mm): Escriba 4
• Micro-BGA, paso de 0.3 mm: Escriba 5
• Embalaje avanzado, CSP: Escriba 6

Paso 3: Seleccionar el tipo de flujo

• Producción en masa: Sin limpieza (más rápido, más económico)
• Alta fiabilidad / médico / aeroespacial: Soluble en agua (mejor humectación, requiere limpieza)
• Prototipo / series cortas: RMA (tolerante, versátil)

Paso 4: Verificar la compatibilidad de la plantilla

El diseño de su plantilla debe coincidir con el tipo de pasta. La métrica clave es la relación de área :

Relación de áreas = Área de la abertura ÷ Área de la pared de la abertura

• Objetivo: > 0.66 para pastas estándar tipo 3/4
• Objetivo: > 0.50 para pastas tipo 5/6 (con parámetros de impresión optimizados)

Si la relación de área cae por debajo de estos umbrales, la pasta no se desprenderá limpiamente de la plantilla, lo que provocará defectos de soldadura insuficientes.

Para obtener directrices detalladas sobre el diseño de plantillas, consulte nuestro artículo sobre plantillas SMT, tipos y directrices de diseño.

 

Recursos útiles

Normas industriales: – IPC J-STD-005: Requisitos para pasta de soldadura — la especificación principal de la pasta – IPC J-STD-001: Requisitos para ensamblajes eléctricos y electrónicos soldados – IPC-7525: Directrices de diseño de plantillas — esenciales para un diseño de apertura adecuado

Herramientas de diseño: – Calculadora de pasta de soldadura (relación de área de apertura, relación de aspecto) – Software de optimización de perfil de reflujo (KIC, SolderStar)

Artículos relacionados: – Proceso de ensamblaje de PCB: Guía completa paso a paso : cómo la pasta de soldadura se integra en el flujo de ensamblaje completo – Componentes SMT frente a componentes de orificio pasante: Guía de ingeniería : cuándo se aplica SMT (y pasta de soldadura) frente a componentes de orificio pasante – Soldadura por ola frente a soldadura por reflujo: Procesos, diferencias y cuándo usar cada una : explicación de la soldadura por reflujo frente a la soldadura por ola

 

Preguntas frecuentes

¿De qué está hecha la pasta de soldar?

La pasta de soldadura es una mezcla de 88-92% de polvo de soldadura metálica (en peso) y 8-12% de fundente. El polvo de soldadura suele ser una aleación de estaño-plomo o estaño-plata-cobre, y el fundente contiene activadores, disolventes y modificadores de reología que permiten la impresión y favorecen la humectación durante el reflujo.

¿Se puede utilizar pasta de soldar para soldar a mano?

La pasta de soldar está diseñada para la impresión con plantillas y la soldadura por reflujo, no para la soldadura manual. Para el ensamblaje manual, utilice soldadura tradicional con hilo y fundente líquido aparte. Puede usar pasta de soldar para reparar componentes individuales con una estación de aire caliente, pero no es práctica para la soldadura manual de orificios pasantes.

¿Cuánto tiempo dura la pasta de soldar después de abrirla?

Una vez abierta, la pasta de soldadura tiene una vida útil limitada. En condiciones típicas de fábrica (22–25 °C, 40–60 % HR), una vez abierta, la pasta dura entre 8 y 24 horas en la plantilla. Las pastas de tipo 5 y tipo 6 tienen una vida útil más corta que la de tipo 3 debido a la evaporación más rápida del disolvente. Siga siempre las especificaciones del fabricante para la vida útil de la pasta una vez abierta.

¿Cuál es la diferencia entre la pasta de soldadura tipo 3 y la tipo 4?

La pasta de tipo 3 tiene partículas más grandes (25–45 µm) y es adecuada para el ensamblaje SMT estándar con pasos de componentes de 0.65 mm o mayores. La pasta de tipo 4 tiene partículas más finas (20–38 µm) y está diseñada para componentes de paso fino de hasta 0.4 mm. La pasta de tipo 4 imprime mejor en aberturas de plantilla pequeñas, pero tiene una vida útil más corta debido a que las partículas más finas exponen una mayor superficie a la oxidación y la evaporación del disolvente.

¿Por qué es necesario refrigerar la pasta de soldar?

La refrigeración ralentiza la reacción química entre los activadores del fundente y el polvo de soldadura. Sin refrigeración, el fundente se degrada, la reología de la pasta cambia y el rendimiento de la soldadura se deteriora. La pasta refrigerada suele durar entre 6 y 12 meses. La pasta almacenada a temperatura ambiente puede degradarse en cuestión de semanas.

¿Qué causa la formación de bolas de soldadura después del proceso de reflujo?

La formación de bolas de soldadura suele deberse a la condensación de la humedad de la pasta en forma de vapor durante el proceso de reflujo, lo que expulsa pequeñas gotas de soldadura fundida. Otras causas incluyen polvo oxidado, salpicaduras excesivas de fundente, un perfil de reflujo incorrecto (calentamiento demasiado rápido) o una pasta que no se descongeló correctamente antes de su uso.

¿Qué es SPI en el ensamblaje de PCB?

La inspección de pasta de soldadura (SPI, por sus siglas en inglés) es un proceso de inspección 3D automatizado que se realiza inmediatamente después de la impresión de la pasta de soldadura y antes de la colocación de los componentes. Los sistemas SPI utilizan láser o luz estructurada para medir el volumen, la altura, el área y la alineación de los depósitos de pasta en cada almohadilla. Detecta la falta de pasta, el exceso de pasta, los puentes y la desalineación, antes de la colocación y el reflujo de los componentes, cuando los defectos aún pueden corregirse.

¿Cuál es la diferencia entre la pasta de soldadura sin limpieza y la pasta de soldadura soluble en agua?

La pasta No-Clean deja un residuo transparente y no conductor que puede permanecer en la placa sin causar problemas de fiabilidad; no requiere limpieza. La pasta Water-Soluble ofrece una mejor humectación y deja residuos que deben limpiarse a fondo con agua desionizada. Si se omite la limpieza, los residuos Water-Soluble pueden absorber humedad y causar corrosión, lo que puede provocar fallos en el funcionamiento.

 

Conclusión

La pasta de soldadura es la base del ensamblaje SMT: el material que une las placas de circuito impreso (PCB) con los productos electrónicos funcionales. Para lograrlo correctamente, es necesario comprender cuatro variables: composición de la aleación, tamaño de partícula, tipo de fundente y procedimiento de manipulación.

Para producción estándar, el fundente SAC305 Tipo 4 sin limpieza cubre la mayoría de las aplicaciones. Para trabajos de alta fiabilidad, considere el fundente Sn63Pb37 (si está exento de la normativa RoHS) o un fundente soluble en agua con un proceso de limpieza exhaustivo. Verifique siempre que el diseño de su plantilla proporcione una relación de área adecuada para la pasta que está utilizando y nunca comprometa los procedimientos de almacenamiento y descongelación.

Los mejores resultados de ensamblaje se obtienen controlando el proceso de impresión: verificación SPI, mantenimiento adecuado de la plantilla y perfilado de reflujo consistente. Cuando se trata la pasta de soldadura con el mismo rigor de ingeniería que se aplica al diseño de la placa de circuito impreso, los defectos que afectan a la mayoría de los procesos de ensamblaje simplemente no aparecen.