¿Cómo resisten los componentes de montaje en superficie al calor de reflujo mientras que los componentes de orificio pasante no pueden?

10

He leído algunos tutoriales en línea sobre la soldadura a través de componentes de orificios que dicen que los transistores y los circuitos integrados son componentes delicados y pueden dañarse fácilmente por el calor. Por lo tanto, recomiendan mantener el soldador en contacto con los cables no más de 2-3 segundos y también usar el disipador de calor durante la soldadura.

Aquí hay una cita de uno de los tutoriales.

Algunos componentes, como los transistores, pueden dañarse por el calor al soldar, por lo que si no es un experto, es aconsejable utilizar un disipador de calor sujeto al cable entre la junta y el cuerpo del componente. El soldador suministra calor y esto ayuda a evitar que la temperatura del componente aumente demasiado.

Pero cuando se trata de soldar IC y componentes de montaje en superficie, algunos prefieren usar un horno de reflujo que calienta toda la placa, así como el IC delicado a una temperatura por encima del punto de fusión de la soldadura.

Entonces, ¿por qué esos componentes no se fríen?

¿Qué hace que los componentes pequeños sobrevivan a tales temperaturas, mientras que los componentes de agujeros pasantes grandes no pueden, incluso si tienen una superficie más grande para disipar el calor?

transistors integrated-circuit soldering surface-mount through-hole Rupesh Routray
fuente
44
No he visto disipadores térmicos conectados a los cables del transistor para soldar desde los días del germanio. Ahora que lo pienso, nunca he visto piezas de germanio SMD tampoco ...
Brian Drummond

Respuestas:

14

Uno de los puntos clave para responder a su pregunta es el estrés térmico. Cuando aplicas calor a un pin de un dispositivo, hay una gran diferencia de temperatura entre ese punto y el resto del dispositivo. Esa diferencia es el estrés, y el resultado puede ser una ruptura material.

En un horno, por otro lado, toda la placa se somete a un aumento térmico gradual y controlado. TODOS los puntos del dispositivo están a casi la misma temperatura, por lo que no hay tensiones térmicas (o son mucho más pequeñas que) cuando aplicaba la herramienta de soldadura a UN pin y el resto del dispositivo está a temperatura ambiente.

Claudio Avi Chami
fuente
Además de lo anterior. La casa de montaje realizará / podrá realizar la soldadura y / o reflujo en etapas. Tal vez las piezas SM se vuelven a fluir luego el uso de un proceso ACE (soldadura selectiva / localizada) como el último proceso térmico. Minimizando así cualquier choque térmico / tensión en las partes más sensibles. El control de la permanencia en diferentes zonas (para partes TH) también ayudará a manejar cualquier estrés térmico.
Steve
3
¿Pero no es la temperatura de reflujo más alta que la temperatura máxima de unión? ¿Cómo sobreviven a una temperatura más alta que la temperatura más alta para la que están diseñados?
Rupesh Routray
11
" Condiciones máximas de operación / almacenamiento " "Condiciones máximas"; el componente no tiene que funcionar a esa temperatura ni tiene que sobrevivir durante horas. Por lo general, la soldadura lleva minutos a temperatura máxima, y ​​los fabricantes establecen explícitamente una curva de temperatura / tiempo ("perfil de soldadura"). Por lo tanto, sobreviven a esa temperatura porque fueron diseñados para ser soldables . ≠
Marcus Müller
El estrés térmico (sujeto de una de mis patentes) no es algo que sucede en las pequeñas distancias de los chips de computadora. Más bien es la temperatura máxima, como señala Muller arriba, lo que hace el daño. Además, la última vez que observé una máquina de reflujo de soldadura para componentes de orificio pasante, no estaba en un horno. Durante el reflujo, el tiempo de contacto térmico fue muy breve, justo lo suficiente para que la soldadura humedezca los cables del componente, y mucho más breve de lo que puede manejar un radioaficionado con un soldador.
richard1941
11

TO-92 y tipos similares de paquetes de transistores de orificio pasante no son tan sensibles a la temperatura. Se sueldan pasando la parte inferior de la PCB sobre un río de soldadura fundida que fluye rápidamente y que transfiere calor con bastante rapidez. Los paneles suelen precalentarse un poco, pero solo a unos 100 ° C.

Aquí hay un video de soldadura por ola. El vapor que ves saliendo del tablero es principalmente del flujo.

Algunas partes son simplemente inadecuadas para la soldadura por reflujo debido al tipo de plástico utilizado u otras preocupaciones materiales. En algunos casos, se han adaptado utilizando plásticos más caros, en otros casos no hay solución porque el plástico es parte del componente; por ejemplo, no hay condensadores de poliestireno SMT debido al bajo punto de fusión del PS. Hay tapas de película SMT que usan dieléctricos como PPS (sulfuro de polifenileno) pero no necesariamente tienen un rendimiento tan bueno (especialmente con respecto a la absorción dieléctrica).

Spehro Pefhany
fuente