¿Cómo soportan los componentes de montaje en superficie el calor del reflujo mientras que los componentes de orificio pasante no pueden?

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

Aquí hay una cita de uno de los tutoriales.

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

Pero cuando se trata de soldar circuitos integrados y componentes de montaje en superficie, algunos prefieren usar un horno de reflujo que calienta toda la placa, así como el delicado circuito integrado, a una temperatura superior al punto de fusión de la soldadura.

Entonces, ¿por qué esos componentes no se fríen?

¿Qué hace que los componentes diminutos sobrevivan a tales temperaturas mientras que los componentes grandes de orificio pasante no pueden incluso si tienen una superficie más grande para disipar el calor?

No he visto disipadores de calor enganchados a cables de transistores para soldar desde los días del germanio. Ahora que lo pienso, nunca he visto piezas SMD de germanio tampoco...

Respuestas (2)

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

En un horno, en cambio, todo el tablero 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 aplicó la herramienta de soldadura a UN pin y el resto del dispositivo está a temperatura ambiente.

Además de lo anterior. La casa de ensamblaje realizará/podrá realizar la soldadura y/o reflujo en etapas. Tal vez las partes SM se refluyan y luego se use un proceso ACE (soldadura selectiva/localizada) como último proceso térmico. Minimizando así cualquier choque térmico/estrés en las partes más sensibles. El control de la permanencia en diferentes zonas (para piezas TH) también ayudará a gestionar cualquier estrés térmico.
Pero, ¿no es la temperatura de reflujo más alta que la temperatura máxima de unión? ¿Cómo sobreviven a una temperatura superior a la temperatura más alta para la que están diseñados?
" Condiciones máximas de funcionamiento / almacenamiento " "Condiciones Máximas"; el componente no tiene que trabajar a esa temperatura, ni tiene que sobrevivir durante horas. Por lo general, la soldadura tarda unos minutos a temperatura máxima y los fabricantes establecen explícitamente una curva de temperatura/tiempo ("perfil de soldadura"). Entonces, sobreviven a esa temperatura porque fueron diseñados para que sean soldables .
El estrés térmico (tema de una de mis patentes) no es algo que ocurra en las diminutas 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 fue en un horno. Durante el reflujo, el tiempo de contacto térmico fue muy breve, lo suficiente para que la soldadura humedeciera los cables del componente, y mucho más breve de lo que puede manejar un radioaficionado con un soldador.

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 placa de circuito impreso sobre un río de soldadura fundida que fluye rápidamente y que transfiere el calor con bastante rapidez. Las placas normalmente se precalientan un poco, pero solo a unos 100°C.

Aquí hay un video de soldadura por ola. El vapor que ve salir del tablero proviene principalmente del fundente.

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