Si reparas electrónica con cierta frecuencia, seguramente tienes varios tipos de estaño, flux, malla desoldadora y unas cuantas puntas para el soldador. Sin embargo, hay un producto que sigue siendo bastante desconocido incluso entre gente que lleva años haciendo reparaciones: el estaño con bismuto de baja temperatura.
No es un sustituto del estaño tradicional y tampoco es la mejor opción para cualquier soldadura. Su interés está en una característica muy concreta: funde a una temperatura mucho más baja que las aleaciones habituales.
Una de las composiciones más utilizadas es Sn42Bi58, formada por un 42 % de estaño y un 58 % de bismuto. Su punto de fusión está alrededor de los 138 °C. Para hacerse una idea de la diferencia:
| Aleación | Funde a | Diferencia |
|---|---|---|
| Sn42Bi58 (estaño-bismuto) | 138 °C | — |
| Sn63Pb37 (con plomo) | 183 °C | 45 °C más |
| SAC305 (sin plomo) | 217 °C | 79 °C más |
En una reparación electrónica, esa diferencia puede ser enorme.
¿Vienes a por el producto y no a leer? Lo tenemos en dos formatos:
- Bote de 50 g Sn42Bi58 — el formato habitual para el banco de trabajo
- Jeringa de 40 g con bismuto — más cómoda para dosificar poca cantidad justo donde hace falta
¿Qué tiene de especial el estaño con bismuto?
El Sn42Bi58 es una aleación eutéctica. Esto significa que pasa de estado sólido a líquido a una temperatura muy concreta, en este caso unos 138 °C.
Pero más allá de la explicación metalúrgica, lo realmente interesante es lo que esto permite hacer sobre una placa electrónica: podemos trabajar con menos temperatura y menos carga térmica sobre la PCB.
Esto es especialmente interesante cuando tenemos componentes sensibles, conectores de plástico, placas muy finas, LEDs, adhesivos o zonas donde aplicar demasiado calor puede acabar levantando un pad o dañando la propia placa.
Y aunque mucha gente compra este producto pensando únicamente en soldar a baja temperatura, probablemente su aplicación más interesante sea otra.
El truco que cambia completamente la forma de desoldar
Aquí es donde el estaño con bismuto empieza a resultar realmente útil.
Imagina que tienes que retirar un conector HDMI, USB, USB-C, un integrado con muchas patillas o cualquier otro componente que tenga varios puntos de soldadura. El problema normalmente no es fundir una soldadura. El problema es conseguir que todas permanezcan fundidas al mismo tiempo.
Calientas una zona, pasas a la siguiente y cuando llegas al otro extremo la primera ya vuelve a estar sólida. La solución habitual es subir la temperatura y aplicar más aire caliente. Funciona, pero también aumenta el riesgo de dañar la placa.
Con Sn42Bi58 podemos hacer algo diferente. Aplicamos una pequeña cantidad sobre las soldaduras existentes y dejamos que ambas aleaciones se mezclen. Al incorporar bismuto conseguimos reducir considerablemente la temperatura de fusión de esa mezcla: la soldadura permanece líquida durante más tiempo y resulta mucho más fácil retirar el componente.
En muchos casos la diferencia es sorprendente. Un conector que parecía completamente pegado a la PCB puede empezar a salir prácticamente sin esfuerzo.
Para esto, la jeringa suele ser más práctica que el bote: aplicas una gota mínima en cada punto sin llenar media placa.
Si tienes que hacer fuerza, algo estás haciendo mal
Ésta es probablemente una de las reglas más importantes al desoldar componentes.
Si necesitas tirar fuerte de un conector o levantar un integrado haciendo palanca, alguna soldadura todavía está sujetándolo. Y ahí empiezan los problemas: pads arrancados, pistas dañadas, vías rotas y conectores deformados.
Utilizar una aleación de baja temperatura ayuda precisamente a evitar esa situación. El objetivo no es arrancar el componente. El objetivo es conseguir que todas sus soldaduras estén líquidas para poder retirarlo sin esfuerzo.
Menos temperatura significa menos riesgo para la placa
El calor es necesario para soldar y desoldar, pero también es una de las principales causas de daños durante una reparación.
Las placas modernas pueden tener muchas capas de cobre y grandes planos de masa que absorben una enorme cantidad de energía. Nos encontramos entonces con la típica situación en la que acercamos el soldador y parece que la soldadura no quiere fundir. Subimos la temperatura. Seguimos calentando. Y mientras intentamos trabajar en un punto concreto, toda la zona de la PCB empieza a calentarse.
Con una soldadura de baja temperatura podemos reducir esa carga térmica, y evitar problemas como pads levantados, deformaciones de plástico, daños en adhesivos, delaminación de la PCB o calentamiento innecesario de componentes cercanos.
En reparación no importa únicamente la temperatura que aparece en la pantalla de la estación. También importa durante cuánto tiempo estamos aplicando esa temperatura. Por eso ayuda mucho trabajar con un precalentador por debajo y proteger lo que hay alrededor con cinta Kapton.
¿Dónde resulta especialmente útil?
Conectores USB, HDMI y USB-C
Son uno de los ejemplos más claros. Tienen bastantes puntos de soldadura y, en muchos casos, grandes anclajes metálicos conectados a masa. Conseguir mantener todo fundido al mismo tiempo puede resultar complicado, y una pequeña cantidad de Sn42Bi58 puede hacer que la retirada sea mucho más sencilla.
Integrados SMD
También puede utilizarse para retirar componentes con muchas patillas. La idea vuelve a ser la misma: distribuir la aleación por las conexiones y conseguir que todas permanezcan líquidas durante el tiempo suficiente.
Blindajes metálicos
Los blindajes soldados directamente a la placa también pueden resultar molestos de retirar porque tienen varios puntos de soldadura separados entre sí. Reducir la temperatura de fusión ayuda mucho.
Placas y componentes sensibles al calor
Placas flexibles, PCB finas, componentes próximos a plástico, pequeños módulos electrónicos o zonas con adhesivos son buenos candidatos para trabajar a menor temperatura.
Reparación de iluminación LED
Los LEDs son componentes bastante sensibles al exceso de temperatura. Una aleación de baja temperatura puede resultar interesante cuando queremos reducir al máximo el estrés térmico durante una reparación.
La pasta y la barrita Sn42Bi58 no son exactamente lo mismo
En internet podemos encontrar Sn42Bi58 en diferentes formatos: pasta, hilo, láminas, bolas, barras y pequeños lingotes. A veces las barras llaman la atención porque pueden tener precios bastante elevados. ¿Es la misma cosa?
La aleación metálica puede ser exactamente la misma, pero el producto no.
Una barra Sn42Bi58 es básicamente metal sólido formado por estaño y bismuto en esa proporción. La pasta contiene pequeñas partículas de esa misma aleación mezcladas con flux y otros componentes que permiten aplicarla fácilmente. El flux ayuda a eliminar óxidos y facilita que la soldadura moje correctamente las superficies metálicas.
Para reparación electrónica, la pasta suele ser un formato muy cómodo porque podemos aplicar cantidades muy pequeñas exactamente donde las necesitamos. Por eso las dos referencias que tenemos —el bote de 50 g y la jeringa de 40 g— son en pasta.
138 °C no significa poner el soldador a 138 °C
Éste es un error bastante habitual.
Que Sn42Bi58 funda a 138 °C no significa que tengamos que configurar nuestra estación exactamente a esa temperatura. La punta del soldador está transfiriendo calor continuamente al componente, a las pistas y a toda la masa de cobre que hay alrededor. Si configuramos el soldador prácticamente a la misma temperatura que el punto de fusión, la transferencia térmica será muy lenta.
La temperatura real de trabajo debe ser superior. Lo importante es encontrar un punto en el que la soldadura funda rápidamente y podamos retirar el calor cuanto antes. Muchas veces es preferible trabajar unos segundos a una temperatura algo superior que mantener durante mucho tiempo una temperatura demasiado baja.
Y ojo con la punta: si está oxidada y no coge estaño, transfiere el calor mucho peor y acabarás subiendo la temperatura sin necesidad. Una pasta renovadora de puntas arregla eso en un momento.
Entonces, ¿por qué no utilizar Sn42Bi58 para todo?
Porque también tiene inconvenientes. Las aleaciones con un contenido elevado de bismuto son generalmente más frágiles y menos dúctiles que otras soldaduras.
Para muchas aplicaciones esto no supone ningún problema. Sin embargo, hay que tenerlo en cuenta cuando una soldadura va a estar sometida a golpes, vibraciones, flexiones o esfuerzos mecánicos repetidos.
Esto explica una situación que al principio puede parecer contradictoria: el Sn42Bi58 puede ser fantástico para retirar un componente de un teléfono móvil, pero eso no significa que queramos utilizarlo para todas las uniones definitivas de ese mismo teléfono.
Una cosa es utilizarlo como ayuda durante una reparación. Otra diferente es decidir qué aleación queremos dejar como soldadura final — ahí normalmente irás a un Sn63/Pb37 o a una pasta sin plomo convencional, según el equipo.
Mucho cuidado si la placa tiene soldadura con plomo. Al mezclar bismuto con determinadas soldaduras que contienen plomo pueden formarse composiciones Sn-Bi-Pb con puntos de fusión extremadamente bajos, alrededor de los 96 °C en determinadas proporciones. Eso puede ser problemático si dejamos esa mezcla formando parte de una unión definitiva.
Por eso, cuando utilizamos Sn42Bi58 para facilitar una desoldadura, una buena práctica consiste en retirar posteriormente los restos con malla desoldadora, limpiar bien los pads y realizar la nueva soldadura con la aleación que corresponda.
Es especialmente importante tenerlo en cuenta en equipos antiguos o en placas que hayan pasado anteriormente por otras reparaciones: muchas veces no sabemos qué estaño utilizó quien trabajó antes sobre esa placa.
¿El estaño con bismuto cumple RoHS?
La aleación Sn42Bi58 no contiene plomo. El estaño y el bismuto tampoco forman parte de las sustancias restringidas por la Directiva RoHS, por lo que esta composición se utiliza ampliamente como aleación sin plomo en aplicaciones compatibles con RoHS.
Hay que distinguir, eso sí, entre la composición de una aleación y la certificación concreta de un producto. Para afirmar que una referencia determinada está certificada como RoHS lo correcto es disponer de la documentación correspondiente del fabricante.
A nivel de composición, Sn42Bi58 es una aleación libre de plomo y adecuada para aplicaciones donde se requieren soldaduras de baja temperatura.
Cómo sacarle más partido
No hace falta llenar la placa de pasta. Para facilitar una desoldadura suele bastar con añadir una pequeña cantidad y conseguir que se mezcle correctamente con la soldadura existente.
También es importante distribuirla bien. Si estamos retirando un conector de veinte puntos y diecinueve están líquidos pero uno sigue sólido, ese único punto puede acabar arrancando un pad.
Otro consejo importante es utilizar flux cuando sea necesario. A veces se intenta solucionar cualquier problema aumentando la temperatura, cuando unas gotas de buen flux pueden mejorar mucho la humectación y la transferencia de calor. Si trabajas con aleaciones sin plomo, el RMA-223 es el que las lista expresamente.
Después de utilizar Sn42Bi58 como ayuda para retirar un componente, conviene limpiar bien la zona: malla desoldadora para retirar la mezcla anterior, y alcohol isopropílico con un cepillo antiestático para dejar los pads limpios antes de la nueva soldadura.
Y, como ocurre con cualquier trabajo de soldadura electrónica, es recomendable utilizar un sistema de extracción de humos. Que una soldadura no contenga plomo no significa que sea buena idea respirar los vapores generados por el flux.
Un producto que probablemente utilizarás más para desoldar que para soldar
Esto es quizá lo más curioso del estaño con bismuto. Se vende como soldadura de baja temperatura, pero para mucha gente que repara electrónica termina convirtiéndose en una herramienta de desoldadura.
No sustituye al estaño que utilizas habitualmente. Tampoco tiene sentido utilizarlo en todas las reparaciones. Simplemente resuelve muy bien un problema concreto.
Cuando tienes delante un conector que parece imposible de retirar, un componente rodeado de plástico o una PCB que absorbe todo el calor que le das, disponer de una aleación Sn42Bi58 puede cambiar completamente el trabajo.
Es uno de esos consumibles que pueden pasar semanas guardados en el banco de reparación. Hasta que llega esa reparación complicada y recuerdas que lo tienes.
Entonces entiendes por qué el estaño con bismuto merece un sitio junto al flux, la malla desoldadora y el estaño convencional.
Lo tienes aquí, en dos formatos:
- Estaño en pasta Sn42Bi58, bote de 50 g — para tenerlo siempre en el banco
- Jeringa de 40 g con bismuto — para dosificar gota a gota
Y lo que lo acompaña: malla desoldadora, flux, alcohol isopropílico y extracción de humos. Todo en accesorios de soldadura.
