¿Es seguro repetir la soldadura por reflujo?

Tengo una placa parcialmente soldada por reflujo con un QFN y un par de condensadores y resistencias 0603. Quería probar la funcionalidad con esta etapa antes de continuar y colocar los otros componentes cuyo funcionamiento depende de que esta etapa funcione correctamente. Dado que agregar componentes significará repetir el proceso de reflujo, me preguntaba si es seguro volver a fluir los componentes existentes en la placa.

Mirar las fichas técnicas de los componentes si dicen algo al respecto
Pensando un poco, podrías ser capaz de responder esto tú mismo. Para hacer que falle un segundo reflujo, los componentes defectuosos tendrían que "recordar" que se han vuelto a fluir antes. No conozco ninguno de esos componentes. Si un componente puede sobrevivir a un reflujo, no veo por qué no puede sobrevivir a un segundo reflujo. Por supuesto, asumo que ninguno de los componentes se caerá de la placa debido al segundo reflujo.
@FakeMoustache bueno, durante la segunda fase de calentamiento, a temperaturas por debajo de la fusión de la soldadura, el dispositivo estaría sujeto a tensiones mecánicas, no vio el primer período de soldadura, porque en ese momento, solo estaba sentado en pasta de soldadura blanda. Pero no hay muchos dispositivos que no resistan ese tipo de estrés (y realmente necesitarías mucha mala suerte y estrés extraño en la PCB)
@FakeMoustache: Lo primero que me viene a la mente es la formación de palomitas de maíz debido a la retención de humedad entre los dos procesos de reflujo. Además, algunos plásticos parecen evaporar partes de sus solventes más o menos, y en un segundo reflujo comienzan a descomponerse.
@FakeMoustache hay algo llamado envejecimiento, que es como un recuerdo de tensiones pasadas para la mayoría de los componentes. La mayoría de los componentes de silicio han pasado por pruebas rigurosas y probablemente no les importe. Conectores o condensadores electrolíticos: no estoy tan seguro.
@PlasmaHH, revisé la hoja de datos del QFN y no se menciona nada sobre el reflujo repetido, solo que debe seguir la especificación JEDEC/IPC J-STD-020 para componentes de cuerpo pequeño. También verifiqué eso y allí nuevamente hay un perfil de temperatura pero nada sobre reflujo repetido.
@FakeMoustache, eso tiene sentido. Todos los componentes están en un lado del tablero y el tablero está completamente plano, por lo que no hay peligro de que se caiga nada.
Feliz de ver que mi comentario desencadenó al menos 3 posibles problemas que podrían ser causados ​​por un segundo reflujo. Supongo que tendrías que probarlo por ti mismo si te dará problemas o no.
La placa con componentes en ambos lados generalmente pasa por un horno dos veces, la segunda vez con un lado ya soldado, ¿no es así? Y muchos módulos destinados a la soldadura por reflujo tienen componentes "internos" que ya han realizado una pasada de reflujo. Basado en esto, excepto dos pases para estar bien en la mayoría de los casos. Y muchas reglas se deben más a la confiabilidad, etc., por lo que, para fines de creación de prototipos, uno generalmente "se sale con la suya".
Estoy usando un tablero de dos capas con componentes en ambos lados. Se meten dos veces en el horno. Nunca enfrentó ningún problema.
Debe preguntarse: si pruebo la mitad izquierda de mi tablero, luego relleno y reflujo la derecha y la pruebo y no funciona, ¿puedo saber al 100% que el lado izquierdo sigue funcionando?... La respuesta a eso es NO. Así que puedes comprarte muchos dolores de cabeza haciéndolo de esa manera. Si necesita algo de aislamiento para probar algún circuito sin que el otro lado interfiera, deje de conectar el componente y suéldelo a mano más tarde.

Respuestas (3)

No hay una respuesta genérica, todo depende de los componentes involucrados, permítanme agregar algunas cosas a tener en cuenta y recopilar para su comodidad algunas más de los comentarios.

En primer lugar, lea las hojas de datos de todos los componentes involucrados, lo que dicen sobre el reflujo en general y posiblemente un segundo reflujo.

Sin embargo, muchas cosas no se especificarán en las hojas de datos y deben probarse, cosas a tener en cuenta:

  • Si pasa tiempo entre los reflujos, la humedad podría quedar atrapada y causar palomitas de maíz.
  • Algunos conectores de plástico parecen comenzar a descomponerse después de un segundo reflujo, por lo general, esto no se menciona en ninguna parte y debe probarse
  • Los capacitores electrolíticos húmedos pueden estar diseñados para perder un poco de su electrolito y ventilarlo durante el reflujo. Usarían más de lo diseñado.
  • Otros tipos de tapas cambian de valor cuando se calientan y se enfrían nuevamente, pueden salirse de las especificaciones si se calientan por segunda vez. Lo mismo para otros tipos de piezas, tal vez cristales también.

 

  • el estrés térmico durante el calentamiento (mientras la pieza aún está sujeta por soldadura sólida) puede ser demasiado, especialmente para las piezas MEMS y quizás también para los cristales.

  • La soldadura puede mantener las piezas en su lugar, así que tenga cuidado con las que están al revés. Además, es posible que el pegamento utilizado para sujetar las piezas boca abajo no esté diseñado para un segundo calentamiento.

No parece tener mucho sentido que un fabricante especifique exactamente si es posible un segundo reflujo. En mi experiencia, por lo general no duele mucho, especialmente si mantienes el perfil de temperatura exacto.

En la hoja de datos, tenga cuidado con las condiciones previas que podría haber violado, por ejemplo, si establece que la temperatura de almacenamiento antes del reflujo no debe exceder los 85 ° C, entonces esto podría generar una ceja sobre por qué y si el reflujo la primera vez debería contar como almacenado arriba esa temperatura

Investigar un poco indica algunos efectos que podrían ocurrir:

Los osciladores de cristal muestran una desviación de frecuencia decreciente después de la soldadura por reflujo. Esto podría no ser relevante para su tablero y hacer dos reflujos poco después del otro no debería hacer mucha diferencia. El efecto tarda varios días en decaer. Lo cual es interesante si piensas en calibrar la frecuencia de un dispositivo poco después de soldarlo.

Un artículo de investigación sobre la confiabilidad de la junta de soldadura durante reflujos múltiples indica que los reflujos múltiples aumentan la posibilidad de que se formen vacíos en la junta y, por lo tanto, disminuyen la confiabilidad de la junta de soldadura. La fuerza de este efecto depende de la pasta utilizada.

Parece haber un efecto en los condensadores multicapa (MLC). Recomiendan reducir el tiempo pasado por encima de 230 °C para evitar el adelgazamiento de la capa de barrera. Pero tienen algo guardado para contrarrestar el efecto, supongo que tienes que pagar más por ello. ("DLI ofrece acabados de terminación magnéticos y no magnéticos mejorados para aplicaciones que requieren un tiempo de soldadura prolongado o ciclos de reflujo repetidos").

Lelon escribe en una de sus pautas de reflujo para capacitores electrolíticos para evitar dos ciclos de reflujo siempre que sea posible. Si no es posible, debe comunicarse con ellos con los perfiles y preguntar si está bien. "No intente refluir tres veces".

Murata dice que por una parte (no sé cuál) el tiempo pasado a alta temperatura se acumulará y será menor que el que figura en la figura de ese documento. Entonces, a 250 °C, debería ser menos de 20 segundos, por lo que volver a fluir 2 veces significa 10 segundos por reflujo.

Otra investigación indica que podría haber problemas con la delaminación de los PCB y la capacitancia entre las capas de cobre después de varios reflujos. Entonces, si su diseño requiere una cierta capacitancia entre capas, tenga cuidado (principalmente diseños de RF, creo).

Para las baterías de litio soldables por reflujo , el número de reflujos también está limitado a dos veces.

Panasonic tiene una pequeña nota para los conectores SMD: "Es posible la soldadura por reflujo doble en el mismo lado"

No he encontrado ninguna mención para los circuitos integrados que no sean el problema de confiabilidad de la unión de soldadura.

Mi experiencia hasta ahora fue que funcionó bien para refluir un tablero dos veces. Tres veces y la PCB comenzaba a verse extraña algunas veces (placa hecha a mano, no una PCB de producción). Si se utilizan componentes de orificio pasante, especialmente conectores, retírelos primero. Los componentes pequeños (0805) generalmente se mantenían en su lugar en la parte inferior de la placa de circuito impreso solo por la soldadura si no había un ventilador soplando directamente en la placa.

Un flujo de señal se puede interrumpir muy fácilmente a través de un cable de puente, por lo que no tiene sentido someter los componentes a un proceso de reflujo, ¡solo para aislar una etapa de otra! Su idea de llenar parcialmente un tablero y probarlo probablemente causará más problemas de los que resuelve.

Todavía puede valer la pena hacerlo, por ejemplo, si tiene dos chips costosos, es posible que desee soldar el segundo solo después de que el primero demuestre que funciona, o incluso solo cuando todo sea barato, agregue la parte costosa más tarde. Es un verdadero dolor de cabeza cuando tienes que tirar una pieza de 25 dólares porque una de 0.05 falló.
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