Como Cambiar un Componente Electrónico de Superficie (SMD)

Entrando a la nano-tecnología, presentamos un tutorial de como cambiar integrados de superficie (SMD).

Los Circuitos Integrados SMD

En la actualidad los circuitos electrónicos tienen gran cantidad de componentes de montaje superficial. (SMD = Superficial Mounted Devices).
Esta tecnología relativamente nueva está remplazando la tecnología anterior, llamada through hole, que son los componentes tradicionales que atraviesan el circuito impreso de arriba hacia abajo, soldándolos en su parte inferior.
Son muchas ventajas las que rodean este tipo de componentes. Su producción en masa, su reducido tamaño, bajo consumo de energía, y baja temperatura, los han puesto a la vanguardia de la tecnología, recibiendo el nombre de Nanotecnología.
Por ser componentes más pequeños, su montaje o reemplazo requiere cierto cuidado especial. Cuando se fabrican aparatos a gran escala con estos componentes, se usan sistemas de automatización. Su diseño también requiere de técnicas más avanzadas.

A continuación explicaremos brevemente como se cambia un circuito integrado de superficie.
La aparición de los componentes de montaje superficial (SMD) en los equipos electrónicos, dio como principal ventaja la reducción de tamaño. Esto hace que el trabajo para los reparadores sea de más cuidado. Se debe tener cierta destreza manual y las herramientas adecuadas.

Herramientas

Las herramientas mínimas necesarias para poder cambiar un componente de montaje superficial son:
Desoldador: Como su nombre lo dice, se usa para desoldar. En algunas partes es conocido con el nombre de bomba de soldadura. Este es un objeto de forma cilíndrica, parecido a una jeringa, ya que también tiene un pistón. Tiene un resorte que devuelve rápidamente el pistón hacia atrás, succionando la soldadura caliente.
La forma correcta de utilización es derritiendo la soldadura con el cautín y al momento que esta se derrite, se acerca la punta del desoldador y se presiona un botón que mantiene el seguro.
NOTA: Para proteger la punta del desoldador y además proteger el circuito impreso, sugerimos colocar en la punta del desoldador, un pedazo de caucho sacado de la chupa del flyback de un TV viejo.

Cautín: Es una herramienta eléctrica que tiene una resistencia que genera calor sobre una punta metálica. El calor es tan fuerte que puede derretir metales, tales como la aleación de estaño y plomo de la soldadura usada en los circuitos electrónicos. Se usa tanto para soldar los componentes, como para calentar la soldadura cuando se van a retirar del circuito impreso. Se sugiere usar un cautín de 40 watts, acompañado de un control de temperatura (Dimmer).

Dimmer para el cautín: Es básicamente un controlador de temperatura. Para desoldar componente de superficie necesitamos una temperatura alta, es necesario usar un cautín de al menos 40 watts. Este calienta demasiado y si no regulamos su temperatura se dañará en poco tiempo. De igual manera cuando usamos el cautín para soldar, se debe usar una temperatura de 3/4. Para evitar estos inconvenientes, debemos hacer un Dimmer que nos ayudará a controlar la temperatura de nuestro cautín.

Pasta para soldadura: Es una pomada grasosa formada por estaño en polvo mezclado con flux. El flux es un compuesto de alcoholes y resina que se encargan de limpiar el óxido de las superficies a soldar y ayudan a la soldadura a llegar más fácilmente al punto de fundición, logrando así una buena soldadura.

Pistola de aire caliente: También conocida como pistola de calor, es una herramienta que parece un secador de pelo, sólo que emite un calor muy alto, que puede estar entre los 300 y 400° centígrados. Se usa para calentar y derretir la soldadura sin necesidad de que haya un contacto directo con el circuito impreso y así poder retirar los componentes SMD de manera segura y rápida.

Mecha para desoldar: Es una malla de cobre con hilos muy finos que al colocarla sobre la soldadura derretida, la absorbe con facilidad y sin dejar huella.

Lupa: Es una herramienta óptica formado por un lente convergente y un mango de soporte. El lente ayuda a acortar la distancia focal, permitiendo ver una imagen ampliada del objeto. En este caso se usa para revisar si las soldaduras han quedado bien hechas y que no haya cortos entre los terminales del componente.

Destornillador perillero fino: Se usa como palanca para empujar o levantar el componente de superficie. Se puede reemplazar por unas pinzas delgadas.

Thinner o disolvente: Se usa para limpiar el circuito impreso o los componente reciclados. También puede usar tolueno o alcohol isopropílico.

Cepillo de dientes: Con este limpiamos la tarjeta y los componentes. Se restriega sobre la zona sucia, usando el thinner, hasta que retiremos los excesos de soldadura y grasa.

Alfiler: Al final cuando hemos soldado los componentes, presionamos cada terminal de los integrados para verificar que quedaron bien soldados.

Como quitar un circuito integrado de superficie

Lo primero es aplicar flux sobre los terminales o pines del circuito integrado. Se puede usar la pasta de soldar o preferiblemente flux como el que vemos en la primera foto.

Luego con la pistola de calor calentamos los terminales del circuito integrado. Se deben hacer círculos sobre el integrado para lograr que todas sus terminales se calienten uniformemente. Se debe ir empujando muy suavemente el circuito integrado con la ayuda del destornillador. Al momento que se sienta que ya ha soltado, lo palanqueamos cuidadosamente, levantándolo de su sitio. Si usamos pinzas puede ser más cómodo, aunque cuando ya se tiene experiencia, el destornillador es más que suficiente.
Luego de retirar el integrado, se lava el circuito impreso, con el cepillo y el thinner.

IMPORTANTE: se debe poner la estación a buena temperatura y el proceso se hace tan rápido que no daña la placa. Por eso se usa el destornillador para que apenas se suelte el circuito integrado no se aplique más calor que el necesario.

NOTA: Hace unos años, las primeras tarjetas con componentes de superficie traían los integrados pegados con un extraño pegante rojo. Si por casualidad tiene que cambiar un circuito integrado de una de estas tarjetas, lo primero que debe hacer es aplicar abundantemente un disolvente llamado Tolueno. Éste diluye levemente el pegante y después de esperar unos pocos minutos, proceda a desoldar el circuito integrado.
De no hacer esto el circuito integrado de superficie no despega y puede dañar el circuito impreso (PCB).

Retirar un integrado con la ayuda del cautín

Otra forma de quitar un integrado SMD es con el cautín. No es una obligación usar una costosa pistola de calor. A veces no se tiene un presupuesto para comprarla y sólo contamos con un cautín. Es un poco más dispendioso y delicado, pero posible. De hecho anteriormente no era fácil conseguir una pistola de calor y la mayoría de técnicos hacían este trabajo con la técnica del cautín.

El procedimiento es el siguiente: El cautín debe ser de al menos 40W. Se coloca el control de temperatura al máximo y cuando el cautín esté bien caliente, agregamos abundante soldadura sobre las patas del integrado, inundando toda la zona.
NOTA: tenga cuidado con los componentes adyacentes.
Se debe mantener la soldadura derretida y vamos girando el cautín alrededor del integrado. Cuando la soldadura está totalmente derretida en todos los lados del integrado, verá como se suelta el integrado. Retírelo con la ayuda del destornillador o las pinzas.
El secreto para no dañar el impreso o los componentes, es usar un cautín de buena potencia. Si usamos cautines menores de 40w, muy seguramente se dañará la tarjeta, porque al derretir en un extremo el otro se enfría y se llevará más tiempo o muy seguramente no se podrá desoldar, porque no se logrará derretir toda la soldadura de todos los lados. Otra forma es con dos personas que tengan dos cautines de menor potencia y cada uno se encarga de 2 lados.

Limpieza de la tarjeta antes de colocar los nuevos componentes

Lo primero es retirar los residuos grandes de soldadura con ayuda del desoldador. Luego procederemos a limpiar los residuos pequeños con la malla desoldadora.
La pasta para soldar o pomada fundente se usa para bañar la mecha para desoldar, facilitando la adherencia de la soldadura en la mecha.

Se coloca la mecha sobre las pistas donde irá soldado el circuito integrado y se va arrastrando con ayuda del cautín caliente. La temperatura ya no tiene que ser al máximo, si no a un termino de 3/4. Cuando la mecha se satura de soldadura, se corta el pedazo ya usado y se repite el procedimiento hasta que las pistas queden libres de soldadura.
Luego volvemos a lavar con el cepillo y el thinner.

Recuperación de un circuito integrado

En nuestros tiempos el reciclaje se ha convertido en parte fundamental del futuro del hombre. Los circuitos integrados no envejecen, a pesar de que hay una cultura masificada del «usar y tirar«. Así pues que cuando un integrado no está en corto o averiado, lo podemos reutilizar con confianza.

Al retirar el componente SMD de la tarjeta saldrá bastante sucio y con sus terminales unidos por la soldadura. Debemos limpiarlo para poder usarlo nuevamente.
Lo primero es embadurnar el circuito integrado con pasta de soldar. Luego vamos retirando los excesos de soldadura con la ayuda del cautín a temperatura normal. Al tener el circuito integrado totalmente limpio, lo lavamos con el cepillo y el disolvente. Esto para retirar perfectamente las esquirlas y la grasa que haya podido quedar.

Colocando el circuito integrado

Todo circuito integrado tiene una posición correcta. Los integrados traen marcas específicas que determinan su posición o dirección en que debe ser colocado. Debemos tener esto muy presente al momento de colocarlo.

En este caso el circuito integrado tiene un punto en bajo relieve que debe coincidir con una marca que está en el impreso. En otros casos los integrados tienen un corte a 45° en una de sus esquinas y hay un triangulo en el impreso.

Como soldar el circuito integrado SMD

Después que tenemos el integrado en la posición correcta, debemos fijarlo con un par de puntos de soldadura en dos de sus extremos opuestos.

Luego se aplica abundante soldadura en uno de los lados que no fueron soldados. Se calienta la soldadura y se esparce hacia uno de los extremos, teniendo cuidado de no dejar grumos. En ocasiones es necesario inclinar un poco la tarjeta para así ayudarse a correr la soldadura rápidamente, antes de que se cristalice.
La idea es que los terminales sean bañados en soldadura al tiempo que las pistas donde van pegados. Luego vamos dando la vuelta por todos los lados del integrado.

El terminar de soldar debemos lavar muy bien el componente SMD, usando thinner y el cepillo de dientes. No deben quedar esquirlas, ni sobrantes de soldadura.
Luego debemos revisar con la lupa. Las soldaduras deben ser perfectas y no debe haber cortos entre las pistas o terminales del circuito integrado.
Otra prueba pertinente es pasar un alfiler o aguja sobre cada pin del componente, para verificar que no esté levantado o despegado de la tarjeta.
En pocas palabras hay que revisar minuciosamente antes de cantar victoria.

Siguiendo con la revisión, otra forma de estar seguros que el componente quedó bien soldado es midiendo entre los pines contiguos. Es decir que vamos midiendo de dos en dos pines. No debe haber corto a menos que sean dos pines que vayan a la misma pista o a tierra. Vale recordar que cuando se va a cambiar un integrado es porque ya estudiamos su funcionamiento. Quiere decir que primero descargamos la hoja de datos dada por el fabricante (datasheet) y revisamos que hace cada pin o terminal del integrado. Nunca se debe cambiar un componente sin haberlo estudiado. Eso demuestra ignorancia.

Aquí tenemos un par de integrados de superficie que hemos cambiado correctamente. Esperamos que este tutorial les ayude a complementar su conocimiento en electrónica y también les sirva a la hora de arreglar la placa base de su computador o alguna otra tarjeta con componentes de superficie.
Agradecemos especialmente a William Acosta de tecnipanacol.com Esta es una empresa de telecomunicaciones y ellos tienen que cambiar este tipo de componentes a diario en las tarjetas de las plantas telefónicas, entre otras.