Microscopios para soldadura SMD

El microscopio es una de las herramientas fundamentales a la hora de trabajar con los componentes SMD de pequeño tamaño. En esta entrada del blog se repasan distintas opciones de microscopios de bajo coste que harán la tarea.

Tanto si nos dedicamos a la reparación de dispositivos electrónicos o si queremos montar prototipos electrónicos, un microscopio es una herramienta fundamental. Hoy en día casi todos los componentes se encuentran solo en formato SMD y estos cada vez son más pequeños, teniendo una separación entre sus pines de unas pocas décimas de milímetro, por lo que en la mayoría de los casos necesitaremos un microscopio para comprobar que las soldaduras son correctas y muchas veces para poder colocar los componentes en el pcb, alineandolos con los pads de éste antes de soldarlos.

Los microsocpios de fabricación europea o americana para electrónica suelen costar unos cuantos miles de euros, pero en las marcas chinas podemos encontrar microscopios de unos pocos cientos de euros que nos valdrán perfectamente para monta prototipos o realizar reparaciones. En esta entrada del blog comento los microscopios que he probado y considero que tienen la mejor relación calidad-utilidad/coste.

A la hora de buscar un microscopio para electrónica vamos a encontrar dos opciones: los microscopios estéreos y los microscopios digitales que se conectan a un monitor o al pc.

Para mi gusto siempre es mejor un microscopio estéreo, ya que cuando miramos a través de él tenemos una imagen real donde podemos estimar la profundidad, la distancia de nuestra mano (o punta del soldador) al componente o punto que estamos mirando. Mientras que en un microscopio digital tenemos una imagen en dos dimensiones, donde no se aprecia la distancia anteriormente comentada o profundidad, lo que puede resultar muy incómodo para trabajar. Además en algunos microscopios digitales podemos tener un pequeño retardo en la imagen que vemos en el monitor respecto a la imagen real, lo que complica aún más la tarea de realizar soldadura con ellos.

A la hora de elegir un microscopio tenemos que tener en cuenta su amplificación (x20 suele ser suficiente para revisar soldaduras), la calidad de la imagen, la iluminación, el campo de visión (máxima área que podemos ver a través del microscopio), la distancia que tenemos de trabajo entre el microscopio y el componente que miramos, que nos permitirá meter el soldador o las pinzas entre ambos.

Dentro de los microscopios estéreo con un coste de cientos de euros, recomendaría dos opciones de las que he probado.

Opción 1 estéreo: enlace a Amazon.

Diría que este tipo de microscopio es lo mínimo que debemos comprar si vamos a trabajar de forma regular con componentes SMD. Compré este modelo en Amazon por 220 euros en el año 2013, por lo que por un precio similar deberíamos encontrarlo hoy en día.

Viene con dos juegos de oculares (donde ponemos los ojos) que determinan la amplificación que tenemos, en este caso viene con unos oculares de una amplificación x10 y otros de x20. Más que suficiente para colocar y soldar los componentes en el PCB y para repasar que no haya cortos por soldadura entre pines.

Oculares

Para enfocar la imagen, la distancia del microscopio al objeto que queremos ver depende de la amplificación del ocular que tenemos, es decir en función de la altura del objeto subimos o bajamos la rueda que trae en el soporte el microscopio para acercarlo o alejarlo del objeto y enfocarlo. Si tenemos el ocular de x10 el campo de visión será mayor que con el ocular de x20.

No conservo el microscopio por lo que no recuerdo exactamente el campo de visión que tiene, si recuerdo correctamente en x20 no se llegaba a ver un TQFP100 entero y en x10 el campo de visión era más grande que el TQFP100. Aún así el campo de visión es más que suficiente para soldar componentes SMD.

La distancia de trabajo (espacio entre la placa y el microscopio) de este microscopio es bastante grande, teniendo mucho espacio entre el microscopio y el pcb por lo que lo vuelve muy cómodo para trabajar. Añadiendo una lente de Barlow podemos aumentar o disminuir la distancia de trabajo, a cambio de ganar o perder amplificación.

Según viene tiene una distancia de trabajo de más de 20 cm como se puede ver en la siguiente imagen (click para ampliar).

Distancia de trabajo enfocando la superficie de la mesa.

La calidad de la imagen es buena, así como la de los materiales que lo hacen bastante pesado. Su mayor inconveniente puede ser la iluminación (en este caso yo lo usaba con una lámpara led externa como se puede ver en la imagen) que no es tan buena como en otros microscopios con iluminación de anillo de LED (microscopio de la derecha en la imagen superior), si queremos cambiar la amplificación tenemos que estar cambiando los oculares (se tarda pocos segundos, sacar uno y meter otro).

Resumiendo: buena calidad de imagen, muy buena distancia de trabajo, campo de visión suficiente e iluminación un poco pobre y solo dos niveles de amplificación. Pero por un precio cercano a los 200 euros nos permite montar prototipos y hacer reparaciones con componentes SMD de una forma eficiente. En muchas tiendas de reparación de telefonía móvil este es el modelo de microscopio que utilizan debido a su relación utilidad/precio.

Opción 2 estéreo: enlace Amscope.

Si soldamos con frecuencia y nuestro presupuesto es mayor, merece la pena comprar un microscopio de Amscope con brazo articulado. Lo podemos comprar directamente en la tienda de Amscope, el precio de este modelo en concreto con envío de menos de una semana y un anillo de LEDs fue de 620 euros,  más gastos de aduanas (40 euros de gestión + 126 de impuestos). El precio es casi 4 veces el del microscopio anterior, por lo que para muchos casos solo puede merecer la pena si soldamos con bastante frecuencia.

A diferencia del microscopio anterior, en este microscopio con una rueda seleccionamos la amplificación que queremos (zoom continuo dentro de su rango), y con otra rueda ajustamos la distancia del microscopio al objeto que queremos ver para poder enfocar en función de la amplificación que tenemos seleccionada.

La iluminación se realiza con un anillo de LEDs (regulable en intensidad, cuánto mayor sea la amplificación seleccionada mayor será la luz necesaria para visualizar el objeto) que se coloca en el microscopio quedando justo encima del objeto que queremos ver, por lo que la iluminación al ser regulable y estar justo encima del objeto mejora mucho respecto al caso anterior.

En este modelo en concreto la distancia de trabajo para su amplificación máxima es de unos 14 cm como se puede observar en una de las imágenes anteriores, más que suficiente para trabajar debajo de él. Su campo de visión es aproximadamente una circuferencia de diámetro 1 cm para la amplificación máxima y diámetro 6 cm para su amplificación mínima, más que suficiente para hacer y revisar soldaduras.

Si nos decidimos por este modelo de microscopio es importante cogerlo con brazo articulado, ya que pesa y sus soportes suelen pesar y ocupar mucho espacio en la mesa, espacio que salvaremos con un brazo articulador como se puede ver a continuación.

Brazo articulado plegado.

Con el brazo articulado plegado no perdemos espacio en la mesa de trabajo debido al microscopio, al desplegarlo lo llevamos a cualquier punto de la mesa.

Brazo articulado desplegado.

Estos microscopios llevan la opción de montar una cámara digital sobre ellos que podemos conectar a un monitor, pero al hacerlo perdemos uno de los oculares, por lo que tendríamos una imagen sin sensación de profundidad a la hora de trabajar con ellos. Además la mayoría de las cámaras de estos modelos no suelen dar buena calidad de imagen, por lo que yo no recomendaría adquirirla.

Resumiendo: buena calidad de imagen, buena distancia de trabajo, buena iluminación y  buen campo de visión. Cómodo trabajar con el zoom continuo para seleccionar el nivel de amplificación, y con el brazo articulado evitamos perder espacio en la mesa. Este es el otro modelo de microscopio por el que se decantan muchas pequeñas tiendas de reparación de telefonía móvil, tablets, pc, etc…

Para reparar y montar prototipos este Amscope ahora mismo es el único microscopio que tengo y no veo necesidad de comprar nada más.

Una alternativa a los microscopios estéreos son los microscopios digitales que suelen ser más baratos, yo no los recomendaría para reparar ni montar pcbs, pero si son cómodos para tareas de revisión.

Opción 1 microscopio digital USB: enlace Amazon.

La opción más económica cuando buscamos un microscopio de bajo coste para ver soldaduras suelen ser los microscopios USB como el que se ve en la imagen, compré hace tiempo el del enlace de Amazon por menos de 40 euros.

Su distancia de trabajo es muy pequeña, el campo de visión reducido, la calidad de imagen suele ser regular y la iluminación muy pobre. Además al estar conectado al PC por USB puede haber retardo entre lo que vemos en la pantalla y la imagen real, por lo que no es aconsejable para trabajar con él, pero si puede servir para repasar alguna soldadura a modo de lupa.

DIstancia de trabajo muy pequeña:

Distancia de trabajo.

Pero debido a su bajo coste si nos puede venir bien para revisar alguna soldadura a modo de lupa y tomar imágenes.

Resumiendo: microscopio de bajo coste que nos puede venir bien para intentar ver alguna soldadura.

Opción 2 microscopio digital Andonstar: enlace de compra.

Después de buscar opiniones sobre microscopios digitales chinos me decidí a comprar un Andonstar ADSM302 en está página por 214 euros y envío en 3 ó 4 días.

De esta marca de microscopios digitales chinos hablan bastante bien en todos los sitios que he visto y después de probarlo su calidad de imagen (por el precio) me ha parecido muy buena.

El microscopio como vemos en la imagen inferior consiste de un soporte con un par de luces LED (en las que podemos regular su intensidad con un par de botones), la cámara con una pantalla (conexión USB y salida HDMI por si queremos conectarlo a un monitor externo, si conectamos por HDMI la pantalla del microscopio se apaga), y un mando que nos permite configurar los distintos parámetros de la imagen digital (contraste, brillo, nitidez, etc..) y tomar imágenes y vídeos sin tener que tocar el microscopio.

ADSM302

Que el microscopio tenga pantalla propia viene bien, ya que si queremos hacer soldaduras con él nuestra postura de trabajo es natural mirando hacia la placa, la pantalla se ve bien (click para ampliar imagen) y sin retardo.

Pantalla del microscopio y paso de pines de un LQFP100

El funcionamiento del zoom es el mismo que en el microscopio estéreo Amscope, tenemos una rueda con la que ajustamos el zoom óptico y tenemos que subir o bajar el microscopio mediante su soporte para enfocar el objeto que tengamos debajo, es decir para enfocar la cámara tiene que quedar a una distancia del objeto que es función del nivel de zoom óptico que tengamos seleccionado.

La amplificación máxima del zoom óptico (el zoom digital mete bastante ruido) la tenemos cuando el microscopio está lo más cerca posible del pcb, siendo la distancia de trabajo un poco pequeña como se puede observar en la siguiente imagen (click para ampliar).

Máxima amplificación óptica, mínima distancia de trabajo.

Campo de visión para la máxima amplificación óptica (encapsulado LQFP100: paso de pines 0.5 mm) y mínima distancia de trabajo (click para ampliar).

máxima amplificación óptica (encapsulado LQFP100: paso de pines 0.5 mm)

Si subimos la rueda del soporte hasta arriba del todo podemos ver cuál es la distancia de trabajo y campo de visión máximos (click ampliar imágenes).

Distancia de trabajo.

Campo de visión y amplificación óptica.

La distancia de trabajo es suficiente para meter el soldador debajo mientras miramos la pantalla.

Si colocamos el microscopio en el soporte de una forma distinta a la que indican en el manual de instrucciones podemos aumentar la distancia de trabajo y el campo de visión (no sé si será muy bueno o puede sufrir alguna parte del microscopio en esta posición).

Distancia de trabajo.

Campo de visión y amplificación óptica

Como se puede ver en las imágenes, el campo de visión y la distancia de trabajo máxima vienen limitadas por el soporte.

El diseño del soporte a mi no me gusta, ya que no permite apoyar la placa directamente sobre la mesa, lo que resulta incómodo para trabajar. Por lo que podemos desmontarlo y montarlo al revés como se ve en la imagen, aunque tenemos que poner un contrapeso en la base para que no se caiga hacia delante el microscopio (incluso si quitamos unos tornillos que hacen de tope, podemos subir más el microscopio para aumentar su campo de visión).

Soporte montado al revés, hay que ponerle un contrapeso.

El microscopio lleva una tarjeta microSD donde puede grabar imágenes y vídeos (si se usa la salida HDMI no permite grabar). La calidad de la imagen sin utilizar el zoom digital es buena, como se puede ver en las siguientes imágenes tomadas con el microscopio (click para mayor tamaño):

Bolas de soldadura, paso de pines 0.5 mm

lado del IC: 5 mm

lado del IC: 5 mm

También podemos grabar vídeos en la tarjeta de memoria, y su calidad es bastante buena como se ve en la siguiente prueba realizada:

Resumiendo: la calidad de imagen de este microscopio es buena, la distancia de trabajo y campo de visión son buenos para trabajar con él. Los aspectos que menos me gustan son el diseño del soporte (no podemos apoyar la placa directamente sobre la mesa) y la iluminación si la comparamos con un anillo de LEDs.

Este tipo de microscopios digitales yo no los recomiendo (o no me gustan personalmente) para trabajar con el soldador debajo de ellos, ya que ni tienen sensación de profundidad ni me resultan cómodos. Pero si pueden venir bien para revisar soldaduras en un monitor o para documentar trabajos, por ejemplo en sitios de reparación donde se quiera mostrar en una pantalla/imagen el problema al cliente.

Conclusiones.

Si vas a montar o reparar placas con componentes SMD un microscopio es una herramienta indispensable. Si el presupuesto es ajustado o es algo que haces con poca frecuencia pero tienes que hacerlo de vez en cuando, pues mi primera opción de compra sería la opción 1 de los microscopios estéreos, pensando en comprar el Amscope si la soldadura de componentes SMD es una actividad habitual o el presupuesto es más amplio (y no nos queremos gastar miles de euros en una marca no china) y se quiere un microscopio bastante más cómodo para trabajar que la primera opción. Dejando los microscopio digitales solo para tareas de revisión, ya que trabajar con ellos (soldar mirando su pantalla) es bastante más incómodo que hacerlo con un microscopio estéreo, y además la calidad de imagen del microscopio estéreo es mejor .