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Reparaciones técnicas y COVID-19

By | Artículos de interés

Recomendaciones importantes para ingenieros y técnicos de terreno ante esta pandemia.

Si bien es cierto que el Coronavirus COVID-19 (SARS-Cov-2) no es la primera pandemia a la que nos enfrentamos mundialmente en lo que llevamos de siglo, esta ha tenido la característica de tener una tasa de mortalidad relativamente baja, pero una alta capacidad de contagio. Ha generado a una saturación de los sistemas de salud de todos los países que la han enfrentado y, por consiguiente, pérdidas de vidas humanas por problemas de atención oportuna a los casos más graves. Los países han desarrollado distintas estrategias para enfrentar esta pandemia, y todas tienen en común una premisa esencial: “Las personas deben aislarse para evitar la propagación del virus”.

Se ha demostrado que el aislamiento es la mejor fórmula para evitar el contagio, pero no ha sido sencillo que las personas realicen cuarentenas preventivas, a pesar de que la mayoría de las empresas ha promovido como opción el teletrabajo (o home-office, como también se conoce) para aquellas funciones o cargos en las que es factible con las correctas herramientas informáticas. Aun así, siempre existirán tareas que no se pueden realizar de manera remota, que requieren logística o presencia física de las personas.

Entre estas funciones, especialmente en crisis sanitarias como las que desarrolla una pandemia, se encuentran todas aquellas orientadas a la continuidad operativa de procesos esenciales para el correcto funcionamiento de centros hospitalarios, servicios básicos (agua, gas, energía eléctrica), medios de transporte, cadenas de distribución de alimentos, medicamentos, combustibles, y toda una gama de servicios estratégicos que contribuyen a que las personas puedan realizar una cuarentena efectiva y, en lo posible, que las economías puedan tener herramientas básicas para sostenerse.

reparaciones técnicas y covid, recomendaciones para enfrentar el COVID-19

Justamente, a cargo de estas tareas de continuidad operativa, nos encontramos a los trabajadores de la salud que continuarán desarrollando sus funciones y probablemente, más exigidos que nunca. También están los técnicos e ingenieros de terreno, cuya tarea será sostener tecnológicamente la infraestructura necesaria durante todo el tiempo, en turnos muchas veces rotativos, y con un nivel de exposición a la enfermedad mucho mayor que las personas que se encuentran en cuarentena preventiva.

Afortunadamente para los países del hemisferio sur, lo ocurrido en China, Italia, España y en general, en los principales países más afectados del hemisferio norte, permite recabar la experiencia del aprendizaje de departamentos técnicos, que ya han sido plasmadas en distintos informes de recomendaciones a seguir, y que podemos mencionar como sigue a continuación.


  • Protección Individual de Equipos Técnicos:

Considerando que las distintas especialidades técnicas ya cuentan con normativas propias a su naturaleza, establecidas por distintos estándares mundiales en lo que a seguridad técnica laboral se refiere, hoy en día se suman los resguardos de contagio propios de la pandemia, y estos deben ser incorporados de la manera más segura posible. Entendiendo que la transmisión de este virus se produce por la boca, nariz y ojos del trabajador, se recomienda a lo menos los mismos elementos de protección recomendados para la población civil, esto es: mascarillas, guantes y probablemente lentes antisalpicaduras para algunos casos.

Al respecto de las jornadas de trabajo, las recomendaciones están enfocadas en contar con el personal mínimo necesario en los turnos, privilegiando tener personas del tipo “back-up”, para cubrir la indisponibilidad por posibles contagios del personal que podría ocurrir en el tiempo de la contingencia. Se debe minimizar la interacción presencial del personal técnico con otras personas de áreas administrativas, utilizando para ello herramientas tecnológicas de comunicación virtual como llamadas o video llamadas. Los grupos de trabajo a su vez deberían ser en lo posible independientes y auto transportados.

Hay que considerar que, para el caso del personal técnico de centros asistenciales de salud, los cuales darán soporte a todas las áreas (asistencial, administrativa, logística, entre otros), existirá un mayor número de interacciones con otros trabajadores, que a su vez estarán probablemente en contacto con personas infectadas, y eso agregará protocolos sanitarios adicionales a los anteriormente descritos.


  • Recomendaciones para la intervención técnica de mantención preventiva:
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Las recomendaciones en mantención preventiva de sistemas y equipos apuntan a evitar todas aquellas actividades que no sean imprescindibles. Es decir, posponer las actividades de mantención preventiva cuando sea posible, minimizando de esta manera la circulación de técnicos y personal que puedan aumentar las probabilidades de contagio entre las personas.

Si aún así fuera necesario realizar la actividad de mantención preventiva, se debe contar con el tiempo suficiente para realizar dicha actividad, evitando la aglomeración de personas, y trabajando en etapas, de tal manera que sea posible mantener la distancia recomendada de 2 metros entre personas.

 


  • Recomendaciones especiales para la intervención técnica correctiva (Reparaciones):

Se entiende por reparación en este contexto, a todo equipo o instalación que requiera intervención por una falla imprevista, y para ello, las recomendaciones especiales en esta contingencia se pueden resumir como sigue:

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Para el caso de reparaciones en laboratorio o taller, se recomienda establecer lugares físicos de recepción de equipos o material, en los cuales se pueda realizar la desinfección respectiva antes de ingresarlos al recinto.

Se debe reforzar el distanciamiento físico de 2 metros entre técnicos, y los hábitos de higienización de manos antes y después del contacto con equipos o materiales traídos desde los procesos productivos o centros asistenciales.

Para las reparaciones en terreno, como mencionábamos anteriormente, se recomiendan equipos de pocas personas, con solo los especialistas necesarios para resolver la falla. Es decir, siempre serán preferible pequeños equipos de trabajo que se encuentren mejor comunicados entre sí para apoyarse en caso de ser necesario, que transportar a cada falla grupos numerosos de personas en todo momento.

Para ambos casos (taller o terreno), se debe garantizar el uso exclusivo de herramientas para cada técnico. Si bien es cierto se puede llegar a tener un protocolo de limpieza de herramientas luego de cada uso, la práctica nos demuestra que es altamente improbable que un técnico en medio de una reparación desinfecte la herramienta de manera correcta antes de que la utilice otra persona en la misma intervención. Por ello, es de vital importancia que cada uno cuente con sus propias herramientas manuales y evitar el intercambio cruzado de herramientas entre técnicos. En ese mismo sentido, hay instrumentos como por ejemplo multímetros y detectores de voltaje que deben ser de uso personal y exclusivo de cada técnico. Para aquellos instrumentos de alto costo, una solución práctica ha sido envolver los equipos en plástico stretch, que permite una sanitización rápida con líquidos basados en alcohol al 70%, y que ayudan a bajar la carga viral que pueda contener la superficie por manipulación de distintas personas en una intervención técnica.


Todas estas recomendaciones se han reforzado en tiempos de Covid-19, pero son perfectamente aplicables para la mayoría de las enfermedades estacionales de invierno. Estas nuevas incorporaciones de resguardo o hábitos de autocuidado ayudarán a disminuir los contagios de estas enfermedades y, por consiguiente, el ausentismo laboral en los meses más complejos del año.

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Ensamble de PCBs: Pick and Place

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¿Sabes qué es una máquina Pick and Place?

Es una máquina que, como su nombre en inglés lo indica, toma (pick) los componentes electrónicos desde un alimentador y los posiciona (place) en el PCB, en coordenadas y orientación previamente programadas.

El posicionamiento de los componentes es un paso del proceso completo llamado Ensamble de PCB, y se utiliza para componentes de montaje superficial, conocidos como SMT. Antes de utilizar la Pick and Place, se realiza la aplicación de soldadura en pasta sobre los pads del PCB, por un método de impresión serigráfica. Posterior al Pick and Place, se procede al proceso de calor donde se funde la soldadura, utilizando un horno.

Las máquinas Pick and Place son necesarias cuando se requiere ensamblar automáticamente un PCB en vez de instalar los componentes con la mano, lo cual significa producción insuficiente en el tiempo, riesgo de instalación equivocada en posición y giro del componente, y riesgo de imprecisión en la ubicación del componente en el PCB.

Características principales de un Pick and Place

Algunas de las características más importantes que debes conocer de una Pick and Place son:

  • La cantidad de PCBs por turno de 8 horas que se requiere y la cantidad de componentes que es necesario instalar en el PCB. Ello arroja la cantidad de componentes por hora (cph), lo cual define una primera aproximación de la capacidad del Pick and Place. Existen diversas normativas relativas al cph.
  • Rango de componentes a instalarse, el tamaño mínimo y el tamaño máximo. Ejemplos de rango: 0402 (1.0 mm x 0.5 mm) a 30×30 mm.
  • Tamaño máximo del PCB. Respecto del tamaño, es bueno considerar que los PCBs se pueden unificar en uno grande, llamado Multiboard. Así, en un ciclo de instalación, definido como el tiempo entre que entra y sale el PCB de la máquina, se pueden instalar a varios PCBs.
Pick and Place NEODEN 3V instalando componentes  SMT 805, 0603 y QFP48

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Uso de herramientas aisladas en instalaciones eléctricas

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La utilización de herramientas aisladas es imprescindible para la realización de cualquier trabajo en piezas o cerca de ellas bajo tensión eléctrica.

Las herramientas aisladas pro­ducidas de acuerdo a las espe­cificaciones de la Asociación de Ingenieros Eléctricos de Alemania (VDE), permiten trabajar de un modo más seguro, eficiente y protegiendo el cuerpo. Su producción requiere de comprobación de seguridad, cuyos pro­cedimientos de control (según IEC) son:

  • Comprobación de tensión: Todas las herramientas VDE deben tener dicho distintivo, el que significa que han sido probadas individualmente a 10.000 VCA, resultando autorizadas para operar a 1.000 VCA y a 1.500 VCC.
  • Prueba de congelación: Enfriamiento hasta -25°C. El material aislante debe mantener la resistencia para no rom­perse a causa de golpes y choques.
  • Prueba de capacidad de aislamiento eléctrico: Almacenamiento en agua durante 24 horas y a continuación, realización de una prueba de 3 min. A  10.000 VCA. No deberá producirse ni una descarga eléctrica ni una disrupción.
  • Prueba de adhesividad de la capa de material aislante: Almacenamiento du­rante 168 horas a 70°C y, a continuación, comprobación de la adhesividad entre aislación y manilla con 500 N.
  • Pruebas de presión: Comprobación con una carga por compresión de 20 N, a una temperatura de 70°C y una tensión de ensayo de 5.000 VCA. No deberá producirse ninguna disrupción.
  • Prueba de comportamiento en com­bustión: Las herramientas se exponen durante 10 seg. a una llama. A continua­ción, el material aislante debe apagarse y no seguir ardiendo.
 Indicación de seguridad

Para todos los trabajos en la cercanía o con piezas sometidas a tensión, se deben utilizar las medidas de protección que corresponden a cada trabajo:

  • Equipos de protección individual ais­lantes.
  • Dispositivos de protección aislantes.
  • Herramientas aisladas.

Antes del comienzo de los trabajos en componentes activos de equipos eléctri­cos y medios de producción sometidos a tensión, deberá asegurarse que no haya tensión ni durante la realización de di­chos trabajos. Esto es así, si se cumplen las cinco reglas de seguridad:

  • Desconectar.
  • Asegurarse que no haya reconexión.
  • Asegurarse de que no haya tensión.
  • Conectar a tierra y poner en cortocir­cuito.
  • Recubrir o aislar los componentes cercanos sometidos a tensión.

Como instituto internacional recono­cido, el VDE es el responsable de la comprobación y la certificación de pro­ductos electrotécnicos. En las marcas de herramientas aisladas de máxima reputación, los profesionales debieran encontrar una amplia gama de produc­tos VDE especialmente desarrollados para electricistas y permanentemente optimizados para ofrecer soluciones de problemas orientadas a las aplicaciones en la práctica diaria.

En tanto, el distintivo GS VDE certifica la seguridad frente a cualquier peligro desde eléctrico a radiológico. Los productos identificados con el doble triangulo y alcance de tensiones son adecuados para el trabajo en piezas bajo tensión.

Por su parte, la norma internacional IEC 60900 define la estructura, la  seguridad y los ensayos individuales, en serie y aleatorios de las herramientas aisladas. 

La mejor herramienta será la que no solo permita trabajar de un modo más seguro, sino que también más sano y eficiente, con geometrías ergonómicas que ofrezcan una manipulación cómoda y que protejan el cuerpo, resultando todo en un trabajo más sencillo, con menos signos de fatiga y más eficaz.

Entre las diversas herramientas, en­contramos las siguientes soluciones con aislación, tanto en mm como en pulgadas:

  • Atornilladores de fuerza con puntas plana, cruz Ph, cruz Xeno, cruz Po­zidriv, torx, allen, dado y cuadrada.

  • Atornilladores de fuerza con aislación Slim para atornillar en lugares hondos.
  • Atornilladores de precisión con ma­nilla estrecha para mejor sensibilidad y cabeza giratoria.
  • Atornilladores de mango corto con punta intercambiable.

  • Atornilladores de puntas intercambia­bles insertas en la manilla Pop-Up.
  • Atornilladores de torque controlado de punta intercambiable.
  • Llaves ajustables “Francesa”.

  • Llaves de punta boca.

  • Llaves de punta corona.
  • Llaves de punta corona con trinquete o chicharra.
  • Llaves allen en L.
  • Llaves chicharra para dados y allens intercambiables, con y sin torque ajustable.
  • Llaves allen con manilla en T inter­cambiable.
  • Corta cables con y sin trinquete.
  • Alicates pico loro.
  • Alicates de punta universal, de punta fina, cortantes, pelacables y aprieta conectores.
  • Sierras corta metales.
  • Pinzas.
  • Cuchillos.

La aplicación correcta de ellas en una determinada necesidad es lo que hace la diferencia. Un buen técnico se reconoce por sus herramientas.

Control de electroestática en la Industria Electrónica

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Una buena parte de las fallas en electrónica se debe a las descargas electroestáticas que dañan el interior del componente, resultando muchas veces imperceptibles en un principio. Un correcto plan de control de este fenómeno hace la diferencia entre una instalación profesional y otra que no lo es.

Altas diferencias de potencial eléctrico conducen a descargas electroestáticas (ESD, por sus siglas en inglés), las que producen graves daños mientras se está trabajando con componentes electrónicos. Estas dependen de la humedad ambiental y de los materiales en contacto. A menor humedad, por ejemplo en el desierto minero, el fenómeno es más riesgoso, pues el ambiente entre las partes es de menor conductividad, favoreciendo la diferencia de potencial.

Debido a esto, los componentes y unidades electrónicas tienen que estar protegi­das contra las descargas electroestáticas. Dado que los daños provenientes por estas descargas no siempre son visibles inmediatamente, ellos pueden producir “fallas latentes” en transistores y tarjetas de circuitos electrónicos. Los componen­tes que las presentan no están dañados completamente; están sólo heridos. Al comienzo, presentan interrupciones que provocan un menor desempeño del equipo, y posteriormente pueden llegar hasta casos de garantías mayores.

Para evitar las descargas descontroladas, es absolutamente necesario que el área de operación esté conformada con un equipamiento disipativo profesional. Se trata de conectar a tierra tanto a equipos como a personas, para que de esa forma no haya diferencia de potencial entre ambos. Debido a la importancia de la llamada Área de Protección Electroes­tática (EPA, por sus siglas en inglés), el acceso solo debe permitirse a personas debidamente vestidas y equipadas con  materiales disipativos que aseguren una descarga controlada a tierra (ver figura 1). En la mayoría de los casos, las herra­mientas manuales son la conexión entre el operario y el equipo en intervención.

En el rango de resistencia eléctrica, se entiende como material conductivo entre 101 y 106 Ohm; material disipativo, entre 106 y 1012 Ohm, y material aislante, por sobre 1012 Ohm. La norma IEC61340-5-1 indica los valores eléctricos para los diferentes materiales usados en la protección de ESD.

Programa de control de electroestática

Un programa de control de electroestática debe incluir el siguiente equipamiento:

1.- Herramientas antiestáticas:

  • Estaciones de soldar aterrizadas, ator­nilladores, alicates, cortantes, pinzas, escobillas de limpieza, todas fabricadas en material conductivo para descargar su estática a través de la mano y muñeca con pulsera antiestática conectada a tierra.

2.- Protección de áreas de trabajo:

  • Carpetas antiestáticas de mesa y de piso, conectadas a tierra. De mesa, para instalar sobre ella el equipo en interven­ción, y de piso, para el operario sobre la que se desplaza mientras interviene el equipo. Se recomiendan las de goma, resistentes al calor del cautín soldador y de la soldadura fundida, prolongando significativamente su vida útil. La cara superior debe ser disipativa, la inferior conductiva.

  • Cables de conexión para carpetas. Deben tener fusible de protección (por ejemplo, 1MOhm), para que corte en el caso de una descarga eléctrica a la tierra (por ejemplo, un rayo eléctrico).
  • Conectores para cables. Para bancos de trabajo y para otras posiciones, como, por ejemplo, muros. También deben tener su fusible de protección.
  • Sillas antiestáticas con asiento, res­paldo, estructura y ruedas, todo con­ductivo, y cable colgante en contacto a la carpeta antiestática de piso. Como alternativa, existen las fundas antiestá­ticas para silla, asiento y respaldo, con cables de conexión a carpeta de piso.
  • Estaciones de trabajo con mesa, repisas y estructuras conductivas y conectadas a tierra.
  • Señalética que indica zonas controladas (por ejemplo, avisos de pared y cintas demarcadoras de piso).

3.- Protección de Personas:

  • Pulseras antiestáticas, en diferentes calidades y ergonomías, las que co­nectan a cables de descarga a tierra. Se recomiendan las que conducen en todo su perímetro y no solamente debajo del broche de conexión.

  • Ropa antiestática. Su tela debe contener fibra conductiva, normalmente fibra de carbón. Lo más utilizado son los delantales o cotonas. También aplica a poleras, pantalones, pullovers, parkas, overoles y gorros.
  • Calzado antiestático, como zapatos y sandalias conductivas por la suela. Como alternativa, se utiliza una talonera antiestática, de quita y pon al calzado corriente. El calzado debe tener el fu­sible de protección de 1 MOhm. Para visitas a laboratorio, se ofrecen fundas conductivas desechables.
  • Guantes antiestáticos. Al ser normal­mente de algodón con fibra conductiva, sufren de poca vida útil al manipular equipamiento de bordes vivos. Debido a ello, se ofrecen con goma de protec­ción en el extremo de los dedos o en la superficie de la palma y los dedos.

  • Dedales para la punta de los dedos, en goma conductiva.

4.- Testeo de ESD:

  • Tester de acceso a recintos. Leen la conductividad de los elementos de protección personal, como pulseras y calzado. Indican luz verde cuando están en regla; luz roja, cuando no.

  • Tester de medición de resistencia su­perficial. Para una misma superficie (por ejemplo, carpeta), y también para medir entre dos superficies diferentes.

  • Medición de campo electroestático, o volts de carga en algún objeto. Para ropa de personas, generalmente se recomienda una lectura inferior a 100 V.

  • Monitor de descarga para puestos de trabajo. Pueden ser para monitorear la descarga desde una pulsera de operario, desde una carpeta, o ambas. Cuando se detecta una falta de continuidad se en­ciende una luz roja o suena una alarma.

5.- Embalaje y Transporte:

  • Bolsas antiestáticas, de polietileno disipativo, diseñado para proteger el manipuleo componentes en la EPA, con o sin cierre zip.

  • Bolsas de blindaje de estática, diseñadas para entregar un efecto blindaje frente a descargas electroestáticas. Su material es polietileno laminado interiormente con un film metálico, el que produce el efecto de blindaje o “Faraday”. Existe un grado superior de estas bolsas que ofrecen una barrera superior hacia el aire, oxígeno y humedad, además blindan contra interferencias EFI y EMI.

  • Film antiestático con burbujas para protección de contenido frente a golpes, en rollo.

  • Símbolos autoadhesivos para señaliza­ción ESD en embalajes.
  • Espumas antiestáticas y conductivas para relleno en empaques.

  • Gabinetes auto apilables, bins para col­gar en rieles frente a puestos de trabajo y cajas con divisores internos en plástico conductivo, para el almacenamiento y transporte de componentes.
  • Racks porta PCB en plástico conductivo para almacenamiento y transporte de PCBs.

6.- Ionización:

  • Sopladores de aire ionizado en venti­ladores de bajo repisas para el área en el puesto de trabajo.
  • Ventiladores ionizadores de sobremesa para el área en el puesto de trabajo.
  • Pistolas ionizadoras a aire comprimido externo para remover polvo, residuos y otros contaminantes.

Soldadura Manual en la Electrónica

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Una de las causas más frecuentes de falla en un circuito impreso electrónico es la soldadura fría. Esta se puede evitar con equipos soldadores que tengan un control de temperatura efectivo en la unión soldada, asegurando la formación de material intermetálico. Este concepto hace la diferencia entre la electrónica de un equipo que resiste condiciones agresivas de funcionamiento y la que no, comprometiendo así la vida útil del mismo.

La soldadura en electrónica une dos partes: el contacto del componente electrónico y su contraparte en la tarjeta de circuito impreso (o PCB, por sus siglas en inglés). En esta unión, debe transmitirse la corriente eléctrica de diseño del PCB. La unión duradera se logra cuando la soldadura se introduce como material intermetálico, el que se compone de dos fases: Cu3Sn y Cu6Sn5. Este material se logra solo cuando la soldadura, una vez fundida, se calienta entre 10 y 15°C por sobre la fusión. El Cu (cobre) lo aportan las dos partes a unirse, y el Sn (estaño) lo aporta el material de la soldadura. Si no se logra dicho sobrecalentamiento, se producirán microgrietas, conocidas como “soldadura fría”, las que, en condiciones agresivas de funcionamiento (tales como vibraciones, golpes o cambios de temperatura), se transformarán en fractura, perdiéndose el contacto eléctrico.

Entonces, si se utiliza soldadura Sn63/Pb37, la que funde a 183°C, ésta debe sobrecalentarse a 193-198°C. En el caso de la soldadura libre de plomo, por ejemplo, Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5, la que funde a 217°C, ésta debe sobrecalentarse a unos 227-232°C. Sin embargo, si se excede la temperatura de sobrecalentamiento por sobre 10-15°C, se forma un exceso de material intermetálico que debilita la resistencia mecánica de la unión, aparte del riesgo de quemar el componente y la pista del PCB.

Dicho lo anterior, para una soldadura profesional, se requiere de la máxima precisión y estabilidad térmica en el control de temperatura de la punta del cautín soldador. En el caso de soldar con máquinas tales como equipos de rework, hornos reflow, soldadoras por ola y soldadoras selectivas, éstas permiten programar curvas de calentamiento en forma precisa para lograr la formación de material intermetálico, optimizando así el resultado.

 

El diseño del cautín Soldador

La potencia del cautín es su capacidad para mantener la temperatura de funcionamiento frente al calor consumido en fundir y recalentar la soldadura. Su elección dependerá de la masa térmica de la unión: altas masas requieren alta potencia, mientras que bajas masas necesitan menos potencia. Además, cabe recordar que nos interesa la potencia que dispone el cautín en su punta (donde entrega calor para fundir la soldadura), no la potencia que consume el equipo en su alimentación eléctrica.

La precisión de la temperatura y la estabilidad térmica de un cautín soldador están dados por su diseño. La precisión debe ser tal que el display del controlador de temperatura, en el caso de estación soldadora, muestre la temperatura real de la punta del cautín. Por otra parte, la estabilidad térmica está dada por la capacidad de recuperar la temperatura que ha entregado la herramienta para fundir la soldadura. Es decir, en un proceso de soldadura seriada y manual, cada vez que el cautín entrega calor para fundir un punto de soldadura, éste debe recuperar la temperatura rápidamente como para volver a disponer de la temperatura correcta en la unión siguiente.

Respecto de lo anterior, existen modelos que no cumplen dichos conceptos, pues el display muestra una temperatura de, por ejemplo, 350°C, mientras que su punta puede estar prácticamente fría. Asimismo, existen cautines que no recuperan su calor rápidamente, provocando que los puntos de soldadura sucesivos sean efectuados cada vez a menor temperatura. Para que un cautín tenga una buena recuperación de calor, su calefactor debe tener características PTC (del inglés “Positive Temperature Coefficient”), es decir, su resistencia eléctrica debe ser menor cuando está frío y mayor cuando está caliente, permitiendo así una mayor potencia eléctrica en frío y su potencia de régimen en caliente. La transmisión de calor entre calefactor y punta debe ser efectiva, para lo que la punta debe tomar el calor por dentro y estar ajustada al calefactor, lo que permite al calefactor entregar toda su potencia calórica a la punta. Cuando la punta está por dentro del calefactor, el calor se entrega también al ambiente, recogiendo así la punta menos calor. Si se dispone de termopar para medir la temperatura dentro de la punta, para alimentar el lazo cerrado de control, éste debe estar lo más cerca posible de la punta. Adicionalmente, la manilla no debe calentarse, permitiendo que el calor que toma el cautín finalmente se transmita íntegramente a la punta. La punta correcta es muy importante para optimizar la entrega de calor a la unión, existiendo diversos anchos y geometrías. Incluso algunas permiten soldar de corrido los contactos de un componente integrado SMT.

La resina o flux

El flux es una resina que va inserta en la soldadura y que además se agrega previamente al proceso en la unión. Tiene dos funciones: limpiar los contactos y bajar la tensión superficial de la soldadura en estado líquido al momento de escurrirse entre medio de los dos contactos a unirse. Si los contactos están nuevos, se requiere de un flux de bajo contenido de sólidos. En el caso de la reparación de PCBs cuyos contactos pueden presentar algún grado de oxidación, se requiere de un flux más agresivo y con mayor contenido de sólidos.

El proceso de soldadura manual

Al soldar con cautín, primero se aplica flux en la unión, y luego ésta se calienta con el cautín a una temperatura lo más baja posible (dependiendo de su diseño), aunque muy por sobre la de fusión de la soldadura. Posteriormente, se aplica la soldadura manual hasta que funda y se espera un leve instante antes de retirar el cautín. Este instante permite recalentar en alguna medida la soldadura fundida para formar material intermetálico.

 

Descarga nuestro Manual para soldadura en electrónica, formulado por ERSA: Manual de Soldadura

POIROT: Ampliando el alcance de la electrónica profesional

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Desde 1992, Importadora Poirot S.A. ofrece equipamiento de alto nivel profesional para la reparación y fabricación de tarjetas electrónicas, así como herramientas de mano, maletines y kits para eléctricos, electrónicos e instrumentistas, tanto para el trabajo en planta como en terreno. Para conocer sobre sus planes para los próximos meses, conversamos con Luis Lund, Gerente General de Poirot.

¿En qué consiste la propuesta de valor de Poirot?
En pocas palabras, el liderazgo en ofrecer las últimas tecnologías para profesionales, representando marcas de clase mundial, según lo requieran las diversas necesidades de nuestros clientes para reparar y fabricar tarjetas o circuitos impresos electrónicos (PCBs) e intervenir instalaciones eléctricas y de control automático.

Entre los diversos fabricantes que representamos para Chile (y en algunos casos, para América Latina), se encuentran Ersa, Wiha, Bernstein, Bungard, Essemtec, Neoden, Quick, Elme, SCS (ex-3M), Motic, Vision Engineering, Ele-Tech, Lista, Cramolin, Alphametals, entre otras.

En ese sentido, ¿quiénes son los clientes de Poirot?
Nuestros clientes están en las áreas de industria, minería, montajes industriales, telecomunicaciones, telefonía celular, transportes, defensa, computación, astronomía, equipos médicos, entre otras. También tenemos una importante presencia en la academia, así como en clientes en otros países sudamericanos, principalmente Colombia, Ecuador, Perú, Uruguay y Argentina.Por ello, nuestro portafolio abarca desde herramientas soldadoras y equipos de rework, maletines y herramientas de mano, material antiestático ESD, inspección óptica, instrumentación eléctrica, bancos de trabajo y gabinetes, producción y ensamble de PCBs hasta consumibles. 
Al respecto, todos nuestros ingenieros de venta manejan muy bien tanto la teoría como la práctica; de hecho, de ellos han surgido varios desarrollos “Made in Poirot”, integraciones de equipos que nos han permitido ofrecer mejores soluciones y que hoy ya cuentan con el visto bueno de las respectivas marcas.

¿Cómo están trabajando hoy para afianzar su liderazgo? 
Si bien renovamos nuestro sitio web hace unos seis meses, lanzamos nuestra nueva tienda online con más de 3.000 productos para poder acercar nuestro extenso catálogo a todos los clientes de Chile y América del Sur Oeste. Además, los usuarios podrán encontrar atractivas ofertas en varios productos. Esperamos que esta iniciativa nos permita abrir las puertas a nuevos segmentos. Por muchos años hemos sido solo B2B (atendiendo a empresas), pero creemos que también podemos atender a otros clientes, tales como el creciente número de pequeños servicios técnicos independientes que existen en nuestro país, e incluso a los hobbistas en electrónica.

¿Esto significaría ampliar su tienda física?
Paulatinamente. Está claro que lo que tenemos en exhibición actualmente en nuestra sala de ventas es una pequeña muestra de todo nuestro catálogo, por lo que esperamos ampliarla para brindar a los clientes que la visitan una experiencia más cercana a lo que les podemos entregar como Poirot.

Siempre impulsando la electrónica “made in Chile”…
Así es. Estamos convencidos de que un país que no avanza en su industria electrónica, no puede llegar a ser desarrollado. Por eso, hay que perderle el miedo a reparar un PCB que falle, o a producir un PCB de prototipo o en serie, utilizando herramientas y equipos profesionales. 
Asimismo, como país minero, agroindustrial y forestal, se requieren soluciones electrónicas locales que atiendan sus desafíos de crecimiento, y que posteriormente nos permitan exportarlos a otros países.

Poirot provee a Komatsu equipos para la remanufactura de electronica

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Luego de años efectuando remanufactura de partes mecánicas, eléctricas y electrónicas en su planta de Antofagasta, la japonesa Komatsu, líder mundial en provisión de camiones y maquinaria para la industria minera, forestal y la construcción, invirtió US$ 33 millones en una nueva planta en Santiago para atender dicha necesidad en Chile y exportar a otros países de América Latina, Australia y China.

La inauguración fue el 3 de Octubre recién pasado y el objeto de la planta, es tomar las partes que han cumplido su vida útil y procesarlas para devolverlas como nuevas.

Poirot, empresa chilena fundada en 1992 y proveedora de equipos para la industria eléctrica, electrónica y de automatización, fue elegida para el suministro de la mayoría de los equipos para la remanufactura de tarjetas electrónicas, proveyendo de sus representadas de norte américa y europa lo siguiente:

  • Removedora de recubrimiento conformable, marca Crystal Mark de EE.UU.
  • Estaciones Soldadoras y Desoldadoras de componentes, marca Ersa de Alemania.
  • Material antiestático para la protección de áreas de trabajo y de personas, el testeo, embalaje y señalética, principalmente marcas Elme de Italia y 3M de EE.UU.
  • Pick and Place automático para dispensar soldadura e instalar componentes, marca Essemtec de Suiza.
  • Sistema de de retrabajo de soldaduras con instalador automático de componentes, marca Ersa de Alemania.
  • Sistema automático de pruebas y diagnóstico en tarjetas electrónicas, marca Diagnosys de Inglaterra.
  • Sistema Ersascope para la inspección de soldaduras escondidas, marca Ersa de Alemania.
  • Sistemas Mantis para la inspección estereoscópica y ergonómica, marca Vision Engineering de Inglaterra.
  • Recubridor automático de material conformable, marca PVA de EE.UU.
  • Horno reflow para curar el recubrimiento conformable y fundir las soldaduras, marca CIF de Francia.

 

Para Luis Lund, Gerente General de Poirot, este suministro constituye un logro del más alto nivel, por la satisfacción que significa ser elegidos para el suministro de tales equipos en Chile, los que permitirán asegurar calidad, y con la mayor productividad, en el proceso de remanufactura de tarjetas electrónicas de Komatsu.

Ensamble de prototipos de PCBs con SMT

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l proceso de ensamble, consiste en aplicar soldadura en pasta sobre cada pista del PCB, luego instalar el componente con sus contactos sobre cada soldadura, para luego fundir la soldadura en un horno con gradientes térmicos adecuados.

Para aplicar soldadura en pasta de manera manual, lo mejor es  utilizar un dispensador con aire comprimido, el cual permite regular presión, frecuencia y longitud de los pulsos a través de la acción de un pedal (siendo más cómodo y eficiente ya que tus manos estarán solamente dedicadas al PCB) y con ello resultarán gotas o líneas de soldadura de distinto tamaño sobre cada contacto para cada caso que sea necesario de acuerdo al diseño.

Para instalar el componente, se puede utilizar un lápiz de manipuleo al vacío con ventosa en su extremo, con el cual se toma el componente y se instala con sus contactos sobre la soldadura en pasta. Otra alternativa es un pick and place manual que permite tomar e instalar el componente con una boquilla al vacío, ubicada en un cabezal de traslación manual sobre pantógrafos con desplazamiento suave y un apoya brazos que libera las vibraciones del pulso de la persona que lo utiliza. Este cabezal también puede incorporar el dispensador de soldadura en pasta que explicábamos anteriormente.

Para fundir la soldadura, se debe introducir el PCB, con sus componentes instalados sobre la soldadura en pasta, en un horno batch que permita programar una curva de calentamiento de acuerdo al gradiente térmico que instruye el data sheet del componente más delicado. De esta forma se evita el riesgo de sobrecalentar el componente hasta incluso reventarlo, o de mover componentes vecinos como a veces sucede cuando se utilizan pistolas manuales de aire caliente.

Para los conectores y otros componentes de contactos a través de hoyos en el PCB (PTH), se puede utilizar un cautín a temperatura controlada que logre la temperatura adecuada de acuerdo a la masa térmica de las uniones a soldar.

Nunca olvidar el equipamiento periférico, tal como el material ESD en el puesto de trabajo, stereo microscopios para la inspección de soldaduras, flux para soldar, aerosoles para limpiar los residuos de flux de ser necesario, como también aerosoles para protección del PCB ensamblado (agregando una capa protectora transparente, que ayuda con la humedad y vibraciones que pueda recibir la tarjeta).

Vea algunas soluciones para:

Ensamble seriado de circuitos impresos electronicos PCBs

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El proceso de ensamble de SMT (componentes de montaje superficial), consiste en 3 máquinas fundamentales: Impresora para aplicar soldadura en pasta sobre cada pista del PCB, “pick and place” para instalar el componente con sus contactos sobre las soldaduras, y luego un horno para fundir y enfriar la soldadura con perfiles de temperatura adecuados y programados.

Impresoras de Soldadura en Pasta:

Para imprimir la soldadura en pasta, se puede utilizar una impresora con stencil perforado de acuerdo a los contactos del PCB a usar. Esta impresora debe permitir ajustar en X, Y y Theta  la cuadratura del stencil de acuerdo a los contactos de la tarjeta.

Luego de aplicar soldadura en pasta sobre el stencil al inicio de la carrera del raspador, manualmente se desliza el raspador con un poco de presión y velocidad suficiente para lograr la aplicación justa. Mejor si el raspador tiene apoyos laterales para asegurar el paralelismo del raspador en su trayectoria respecto del PCB, logrando, junto a presión y velocidad, la aplicación de pasta deseada.

Por otro lado. las impresoras semiautomáticas tienen la velocidad y presión del raspador controladas automáticamente, separación stencil del PCB con velocidad ajustable, y cámaras de video con láser para centrado del stencil sin tener que abrir la máquina para observar dicho centrado.

Las impresoras automáticas, tienen centrado automático del stencil respecto del PCB, y  versiones superiores permiten inclusive, lavar automáticamente el stencil luego de una determinada cantidad de producción.

Pick and Place:

El pick and place automático toma los componentes desde sus alimentadores en rollos, barras o bandejas, y los instala, previo centrado por un sofisticado sistema de video, con sus contactos perfectamente centrados sobre la soldadura en los contactos del PCB. Las producciones van desde los 2,000 componentes por hora (cph) hasta 4,000 cph para maquinas básicas, hasta 8,000 cph en maquinas medianas y hasta 15,000 cph en máquinas de alta capacidad (A modo de ejemplo. un pick and place para teléfonos celulares supera los 100,000 cph).

Estas capacidades de producción, en general están determinadas por varios factores, por ejemplo: el número de ejes verticales que tiene el cabezal para tomar e instalar los componentes, la capacidad de lograr un cambio de alimentadores sin detener el proceso, el cambio automático de boquillas para tomar componentes de distinto tamaño, la precisión de sus motores y transmisión de movimiento para el traslado del cabezal en X-Y, entre otros. El standard para especificar la velocidad de un pick and place es el IPC9850, muy necesario, pues, una cosa es la velocidad instantánea de instalación de un componente (cercano a su alimentador) y otra es cuando la instalación se realiza con un cambio automático de boquillas, o alimentadores sin detener la máquina, etc.

Pick and Place:

El horno para fundir la soldadura (horno reflow) es de pasada, con conveyor del PCB, el cual somete a un perfil de temperatura programado al conjunto para lograr la soldadura perfecta sin sobrecalentamiento ni soldaduras frías, asegurando la correcta formación de material intermetálico en cada contacto soldado.

Estos tres procesos: impresión de pasta, pick and place y horno reflow, pueden integrarse en línea con conveyors entre uno y otro, y con alimentación automática de tarjetas vacías al comienzo y apilamiento de tarjetas ensambladas al final, todo comandado por un solo operario para toda la línea de producción.
Como proceso final, podemos agregar que existe la Inspección Visual Automática “AOI”  (de sus siglas en inglés: “Automatic Optical Inspection”), que permite detectar componentes equivocados en su posición, soldaduras defectuosas e impurezas, entre otros errores.

Aerosoles para protección en electricidad y electrónica

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La exposición de los contactos eléctricos con el medio ambiente, siempre ha generado inconvenientes en la conductividad de electricidad, sobre todo si pensamos que la mayoría de los conductores usados en la industria eléctrica y electrónica son de cobre (Con una alto nivel de oxidación).

La Fábrica Alemana Cramolin, sabe mucho de esto, y nos presenta los siguientes productos en Aerosol, la mayoría de ellos en presentaciones de 200cc y 400cc, de acuerdo a las siguientes necesidades:

  • Protección duradera de contactos y conectores de metales preciosos: Cramolin Top-Pin.
  • Protección especial de contactos contra la corrosión y lubricación, se reduciendo de forma notable la abrasión: Cramolin Protection.
  • Protección que minimiza la descarga de chispas en transformadores  de alta tensión (AT), eliminando fugas, efectos corona, y evitando cortocircuitos, incluso como lubricante para pasar cables dentro de tubos de instalaciones eléctricas: Cramolin Silicone.
  • Para proteger, limpiar, penetrar y lubricar superficies metálicas de todo tipo, aislándolas de humedad: Cramolin Antikorr.
  • Una perfecta capa protectora y transparente especialmente diseñada para electrónica, se puede aplicar con Cramolin Plastik, protegiendo de las condicionas adversas del ambiente de operación del circuito impreso, y adicionalmente, permite soldar directamente a través del producto.
  • Protección y sellado de PCBs, motores eléctricos, transformadores y otros aparatos, utilizar el spray recubrimiento conformable protector Cramolin Urethane, en sus dos variantes: Clear, para resistencia hasta 83 KV/mm y Red, para resistencia hasta 35 KV/mm.
  • Para aislar PCBs del agua, humedad y calor hasta 500 °C, utilizar spray recubrimiento conformable transparente a base de silicona: Cramolin Isotemp.
  • Para blindaje eficaz contra ondas electromagnéticas en gabinetes plásticos o metálicos, y conexiones eléctricas, utilizar spray: Cramolin Emilac.