Saldatura

Le apparecchiature elettroniche moderne diventano sempre più avanzate e complesse, mentre le loro dimensioni si riducono. Questo è un vantaggio per il prodotto finale, ma complica anche il montaggio dei componenti in fabbrica e, in caso di difetto o deterioramento, la successiva riparazione in un laboratorio, centro di riparazione o assistenza tecnica.

In fabbrica la qualità della saldatura è generalmente garantita da linee di montaggio automatizzate e persino da robot specializzati; nei laboratori di riparazione, invece, questo compito spetta a una persona. La qualità delle saldature, e quindi delle riparazioni, dipende allora unicamente dall'abilità del tecnico e dalle attrezzature e dagli utensili utilizzati. Le stazioni di saldatura sono senza dubbio un elemento chiave e il punto cardine della qualità del lavoro in qualsiasi laboratorio di riparazione elettronica.

CARATTERISTICHE DA CONSIDERARE NELLA SCELTA DI UNA STAZIONE DI SALDATURA / DISSALDATURA

Di seguito indichiamo le linee guida principali per scegliere una stazione di saldatura adeguata e spieghiamo la terminologia utilizzata per questo tipo di apparecchiature.

SCELTA DI UNA STAZIONE DI SALDATURA

Il saldatore tradizionale è da tempo diventato uno strumento insufficiente e obsoleto, persino per le riparazioni domestiche. Oggi il mercato offre un'ampia gamma di stazioni di saldatura destinate alla riparazione specializzata di ogni tipo di apparecchiatura elettronica moderna, dal modello più semplice per un uso occasionale fino ai modelli avanzati che riuniscono molteplici funzioni.

Ecco una breve classificazione dei diversi tipi di stazioni di saldatura, con le loro particolarità e modalità d'uso.

Convenzionalmente possiamo suddividere le stazioni di saldatura nelle seguenti categorie:

• Saldatore a contatto alimentato direttamente dalla rete elettrica
• Stazioni di saldatura a contatto
• Stazioni di saldatura a contatto per saldatura senza piombo
• Stazioni di saldatura ad aria calda
• Stazioni combinate ad aria calda / a contatto

SALDATORE A CONTATTO ALIMENTATO DALLA RETE ELETTRICA

È la soluzione più semplice, molto utilizzata in passato per uso domestico e anche professionale, anche se in quest'ultimo caso è progressivamente caduta in disuso, salvo per applicazioni specifiche.

I modelli moderni hanno una spina con messa a terra (Schuko), collegata alla punta del saldatore, che evita l'accumulo di cariche elettrostatiche e quindi la distruzione di componenti sensibili durante la saldatura.

Il principio di funzionamento è estremamente semplice: collegandolo alla rete elettrica, la corrente attraversa la resistenza del saldatore, che si riscalda per effetto Joule. Il calore prodotto si trasmette alla punta per conduzione termica fino a raggiungere la temperatura di equilibrio. La punta supera i 350 ºC, temperatura che di solito viene raggiunta in circa 2 o 3 minuti.

STAZIONE DI SALDATURA A CONTATTO

Le più semplici e diffuse sono le stazioni di saldatura a contatto. Dal punto di vista tecnico il loro funzionamento è simile a quello dei vecchi saldatori, ma con caratteristiche più avanzate come il controllo della temperatura.

Il problema principale di un saldatore è il rischio di surriscaldare i componenti sensibili al calore, soprattutto i semiconduttori. Questo accade perché un vecchio saldatore a stilo non permetteva di controllare la temperatura: si scalda fino alla temperatura massima e l'unico modo per evitare il surriscaldamento è non mantenere troppo a lungo il contatto con i componenti.

Una moderna stazione di saldatura a contatto, invece, integra generalmente un alimentatore che garantisce l'isolamento galvanico tra la rete e la punta del saldatore. L'alimentatore integrato permette inoltre di regolare la tensione di uscita e quindi la temperatura. Nella maggior parte dei casi l'intervallo ottimale di temperatura è compreso tra 250 e 330 gradi centigradi.

Inoltre, la maggior parte delle stazioni di saldatura integra un sistema di stabilizzazione termica basato su un controllore PID, che mantiene stabile la temperatura della punta compensando la perdita di calore quando la punta entra in contatto con lo stagno o con il componente.

STAZIONE DI SALDATURA A CONTATTO SENZA PIOMBO

La potenza delle normali stazioni di saldatura a contatto in genere non supera i 50-60 W. Anche con la stabilizzazione termica, il loro uso è limitato alle leghe con bassa temperatura di fusione (saldatura tradizionale con piombo).

Per riparare le schede moderne prodotte secondo la direttiva europea RoHS, che impone l'uso esclusivo di leghe senza piombo (con alta temperatura di fusione), è necessario utilizzare stazioni di saldatura adatte a questo scopo. L'uso di stazioni non compatibili RoHS può causare i seguenti problemi:

• Danni da surriscaldamento ai componenti per temperatura non controllata
• Danni da surriscaldamento alla punta del saldatore o riduzione della sua durata
• Danni da surriscaldamento alle piste della scheda
• Saldature di scarsa qualità o fredde

Per questo, sulle schede moderne le riparazioni vanno eseguite con stazioni di saldatura senza piombo.

Il funzionamento di queste stazioni è simile a quello delle stazioni normali, ma la loro potenza parte da 70-85 W e arriva a 150-180 W.

Grazie ai controllori PID, queste stazioni riducono al minimo il tempo di stabilizzazione della temperatura e quindi il surriscaldamento.

Le stazioni di saldatura senza piombo sono valide anche per la saldatura tradizionale.

STAZIONI DI SALDATURA AD ARIA CALDA

Oggi i componenti a montaggio superficiale o SMD sono utilizzati in modo massiccio e quasi tutte le schede moderne ne contengono una buona percentuale.

Per saldare e dissaldare componenti SMD è quasi indispensabile utilizzare stazioni di saldatura / dissaldatura ad aria calda.

Il loro funzionamento si basa su una ventola o turbina che crea un getto d'aria che, passando attraverso una serpentina riscaldante, raggiunge la temperatura desiderata. L'aria calda viene poi convogliata attraverso un ugello posto sulla punta della pistola, che permette di dirigere il getto sulla zona o sul componente da saldare o dissaldare.

Questo metodo è fondamentale per la saldatura di componenti con molti pin, poiché le tecniche alternative a contatto sono molto più complicate e con un rischio maggiore di errori.

Le stazioni ad aria calda sono ampiamente utilizzate per la riparazione di telefoni cellulari, schede di elettrodomestici, centraline o ECU di veicoli, distributori automatici e praticamente qualsiasi dispositivo elettronico.

ALTRI UTENSILI PER SALDATURA

Dissaldatori:

I dissaldatori sono utensili che permettono di dissaldare componenti dalle schede, operazione spesso necessaria nella riparazione di apparecchiature elettroniche.

Esistono diversi tipi di dissaldatori:

A pistone: si basano su un cilindro cavo in alluminio con un ugello a un'estremità che permette di aspirare lo stagno fuso. All'altra estremità hanno un pulsante che porta il pistone in posizione; rilasciandolo si crea un vuoto all'interno che aspira lo stagno caldo.

A peretta: si montano sul corpo di un saldatore al posto della punta e sono formati da una punta cava e da una peretta di gomma.

A pompa a vuoto: il sistema è simile ai due precedenti, ma il vuoto è ottenuto tramite una pompa a vuoto.