Perfil de temperatura de reflujo de soldadura SMT

He leído muchos sitios web y foros sobre hornos de reflujo de bricolaje para soldadura SMT. También he visto muchos perfiles de soldadura según lo especificado por los fabricantes de soldadura, fabricantes de componentes y otros expertos autoproclamados.

Tengo problemas para comprender cuál es la mejor manera de controlar la temperatura. A menos que me equivoque, todos los perfiles recomendados que he visto indican el perfil que debe experimentar la soldadura . Pero no puede controlar la temperatura fácilmente a menos que tenga una cámara infrarroja que es difícil de obtener con un presupuesto ajustado. Todos los proyectos de bricolaje sobre los que he leído, incluido el agradable controlador prefabricado de sparkfun, utilizan un termopar simple para controlar la temperatura del aire .

En mi propio horno de reflujo, solde un termopar a una placa y comparo la temperatura de la placa con un segundo termopar que controla la temperatura del aire. Los dos perfiles eran muy diferentes, como se esperaba. La temperatura de la placa y la soldadura variará en función de muchos factores, incluido el tamaño de la placa, que cambian la capacidad de calor de la placa. Todos intentan seguir un perfil específico lo más cerca posible, pero si su temperatura de retroalimentación es falsa, entonces su controlador es inútil, ¿verdad?

He pensado en poner un pequeño trozo de vidrio dentro de mi horno de reflujo y conectar un termopar al vidrio y usarlo para controlar la temperatura porque el vidrio tiene una capacidad de calor específica muy similar a la del FR4. Pero aún así no sería perfecto para todas las tablas de diferentes tamaños. Entonces, ¿cuál es el mejor enfoque para controlar la temperatura?

Si usted es un fabricante que ensambla muchos PCB para un cliente que paga, es una buena economía obtener el perfil de temperatura de soldadura exactamente correcto, para reducir la incidencia de tombstoning y otros defectos de soldadura.

Por otro lado, si eres un aficionado cocinando tablas una a la vez en un horno tostador, entonces lograr el perfil de soldadura perfecto es una pérdida de tiempo. El mejor perfil de aficionado es:

• Calentar a temperatura alta hasta que la soldadura se derrita
• Apague el horno y abra la puerta hasta que la soldadura se congele.
• Uno o dos pasivos se habrán derrumbado debido al calentamiento desigual. Use un soldador para volver a trabajarlos.

Me doy cuenta de que algunos aficionados construyen controladores de temperatura elaborados, pero esto se debe a que a los aficionados les gusta construir cosas , no porque sea necesario para un proceso de reflujo.

Mientras la tasa de aumento sea razonable (1-2 ° C / seg), la temperatura de la placa será bastante uniforme y determinará la fusión de la soldadura, por lo que si mide la temperatura, la temperatura de la placa es mejor que la temperatura del aire. La temperatura de la placa dependerá de una mezcla de temperatura del aire y absorción de calor radiada; no desea que esta última sea excesiva, ya que esto puede causar un calentamiento desigual o quemaduras dependiendo de las características de absorción de IR del componente. comienzan a brillar visiblemente, lo que parece funcionar bien. Por supuesto, debe evitar el uso de plomo sin plomo en una tostadora, ya que hay menos margen entre la soldadura y la quema.

El tamaño de los componentes, la densidad, los planos de tierra y la colocación en el horno afectarán en gran medida la temperatura en un punto en particular, por lo que colocar un termopar en el vidrio no le dirá mucho más que poner uno en el aire. Sin embargo, para aplicaciones de aficionado, es posible que no necesite la precisión. Aunque un termopar en el aire no leerá la temperatura exacta de una junta en particular, aún debería permitir que su controlador vuelva a crear un perfil consistente en una serie de tableros.

Si desea tener más seguridad de que el perfil es correcto, debe controlar varios puntos con termopares que están unidos con pasta termoconductora o epoxi . (Omega vende esto).

Por lo general, los componentes más grandes volverán a fluir al final, así como los más cercanos al vidrio frontal del horno donde hace más frío. Intenta controlar los puntos más calientes y más fríos. Los fabricantes a menudo usan múltiples termopares mientras están resolviendo el proceso.

Estoy de acuerdo con otros carteles en que el enfoque simple de encender el horno, esperar a que la última junta se refluya y luego abrir la puerta es efectivo. Muchos hornos no pueden calentarse o enfriarse lo suficientemente rápido como para exceder las tasas de temperatura máximas especificadas en los perfiles de los componentes, por lo que el circuito de retroalimentación suministrado por el termopar solo puede indicarle al controlador que se encienda y apague de todos modos.

He utilizado una estación de retrabajo que tenía un precalentador debajo y encima del tablero, y un termopar con resorte para medir la temperatura de la PCB . Cuando la placa se precalentaba adecuadamente, aumentaba la temperatura para la fase de reflujo real. La diferencia con un horno es que el calentamiento fue a través de radiación en lugar de convección . El calentamiento por convección de un horno es demasiado lento como para aproximarse incluso al perfil prescrito. Necesita radiación para cambiar la temperatura tan rápido como lo prescribe el reflujo. Lo único que se me ocurre es que usa dos hornos, uno para el precalentamiento y otro para la soldadura. Y tendrías que moverte rápido de un horno a otro.
La temperatura del aire es totalmente irrelevante, en mi opinión.

También jugué con un horno de reflujo tostador y me di cuenta de que el airtemp se encuentra a una temperatura agradable de 150 grados Celsius y luego la serigrafía se quema (se vuelve marrón) y mis condensadores ya no son tan efectivos después del reflujo, así que me quedé con 5 tipos K Termopares en el horno y comencé a jugar para obtener un mejor control al final, descubrí que los termopares tenían un gran perfil en el extremo de medición y que cuando enciendo el IR, tarda aproximadamente un minuto en pasar de 40 a 80 grados Celsius, pero el El elemento ya había evaporado un poco de agua que puse en el horno durante la prueba, lo que significa que la temperatura ya estaba a más de 100 grados y todavía me muevo hasta 80 grados en mi termopar

Compré otros termopares que tienen los cables pelados y ahora se recuperan más rápido. También tomo mis lecturas en el aire y directamente en el componente más grande, así como debajo del tablero, pero justo contra el tablero, entonces hago una especie de promedio donde el la temperatura en el componente es un factor mayor que el resto y esto funciona para mí

mi serigrafía ya no se vuelve marrón y apenas se consiguen lápidas (todavía sucede)

Una cosa más, porque estoy usando un calentador infrarrojo, coloqué una malla de acero en el horno para evitar que el calor se conecte directamente al pcb, esto lo ralentizó un poco, pero obtuve mejores resultados

Tengo un viejo horno tostador Sears de 4 elementos que utilizo para reflujo, con un "Mini multímetro de rango automático Extech EX330 con NCV y temperatura tipo K" que utilizo para el monitoreo de temperatura. El cable de la sonda se mantiene en su lugar en la puerta para que el extremo de la sonda esté cerca de la superficie de una placa. Los tableros que se refluyen se sientan en una bandeja metálica AL. Mi bandeja contendrá 3 tableros de 10cmx10cm o el equivalente en tableros más pequeños.

Esta secuencia funciona bien para la soldadura con plomo Kester EP256:

Temperatura completa, vuelva a marcar para mantener alrededor de 150 ° C durante 90 segundos

Temperatura completa nuevamente, vuelva a marcarlo para mantener ~ 190-195 durante 90 segundos. NO EXCEDA 205C. Eso no es bueno para las partes.

Apague el fuego, abra la puerta un poco, deje que la temperatura se enfríe, una vez por debajo de 180C puede abrir la puerta por completo. La soldadura se solidifica a 183C.

Tendrá que subir y bajar el calor un poco a las temperaturas de mantenimiento a medida que el horno se enfría, y luego se calienta nuevamente. El monitoreo de temperatura es la clave.