Mantener las piezas SMD en su lugar mientras se suelda con pasta y calor

Me alegró mucho saber que podía soldar piezas SMD en su lugar, aplicando puntos de soldadura en pasta en todas las almohadillas, colocando mis piezas y calentándolas. Lo he hecho usando un horno tostador modificado, o alternativamente aire caliente (de una estación de retrabajo). Aprendí a hacer las cosas de esta manera a partir de las respuestas a una pregunta similar que publiqué hace años , cuando todavía estaba soldando piezas una por una con una plancha.

Pero todavía debo estar haciendo algo mal porque con demasiada frecuencia, las piezas de tamaño 805 o inferior tienden a levantarse en posición vertical en una almohadilla, se inclinan en un ángulo inaceptable o, en algunos casos, literalmente saltan completamente de su lugar. Lamentablemente, cuando le escribí al fabricante de mi pasta, todo lo que sugirieron fue que usara una plantilla para aplicar mi pasta de manera más uniforme. En otras palabras, descartaron mi pregunta. (Por cierto, he estado usando jeringas Chip Quick, SMD291AX).

they blew off my question.... no, te dieron la respuesta
Comprueba la masa térmica de tus contactos. Utilice también el término de búsqueda "SMD tombstoning"
No @jsotola, ignoraron mi pregunta, al igual que tú. Porque sé de hecho que la gente está haciendo lo que yo estoy haciendo con éxito y sin plantilla. También es bastante obvio que tener una plantilla no garantiza colocar la cantidad adecuada de pasta, ni compensar otros errores que pueda estar cometiendo. Por favor, no salte a las publicaciones de las personas con comentarios inútiles.
¡Gracias @Oldfart! Creo que he escuchado esa frase "tombstoning SMD" antes. Ahora que tengo un nombre bien conocido para mi problema, probablemente tendré más suerte para encontrar una solución. | No sabría determinar, ni modificar fácilmente la masa térmica de mis contactos. Además de especificar el grosor del cobre cuando tengo una placa hecha, confío en que los tamaños de almohadilla SMD recomendados en la mayoría de las huellas de piezas proporcionadas en mi biblioteca Designspark SMD son lo que se recomienda para el tamaño de pieza.
Baje el flujo de aire. El uso de una herramienta de aire caliente en una pieza pequeña colocada en pasta de soldadura verde es factible, pero también es una habilidad. Para la masa térmica, también debe considerar las trazas conectadas, especialmente tenga cuidado con las grandes diferencias en cómo se conectan los dos extremos.
¡Culpable allí @ChrisStratton! ¡Veo eso ahora! ¡Especialmente en los casos en que un lado de una serie de resistencias va a tierra! Eso no solo significa casos en los que dos trazos conectan un solo pad, sino que, dado que el programa asume que GND se encuentra entre los estilos asociados con la potencia, generalmente "selecciona" un trazo mucho más amplio. Eléctricamente, eso tiene sentido, pero puedo ver dónde es un problema para las tasas de enfriamiento y calentamiento térmico. Aún así... ¿para piezas de tamaño 805? ¡Supongo que sí!
Para que la tensión superficial sea igual, es necesario que el aumento de temperatura por encima de liquidus esté sincronizado. El uso de "almohadillas térmicas" iguales puede ser necesario, pero no suficiente si existen otras desigualdades, como la evaporación del flujo del volumen.
@Randy idealmente, el lado de tierra sería una conexión a un plano de potencia en lugar de un rastro, y la configuración de relleno del plano de potencia está mejor configurada para producir un patrón de "alivio térmico" alrededor de las almohadillas.
@Randy, todo lo que ves es use stencil... todo lo que veo es apply my paste more evenly... el uso de una plantilla es irrelevante
Su comentario "También es bastante obvio que tener una plantilla no garantiza colocar la cantidad adecuada de pasta" me hace preguntarme si entiende cómo funciona la plantilla con soldadura en pasta. Ciertamente, puede diseñar una plantilla incorrectamente, pero generalmente la mayoría de las huellas estarán bastante cerca y le darán volúmenes de pasta de soldadura consistentes.
@W5VO, lo que entiendo es que además del costo extra fabuloso de las plantillas, debe estar dispuesto a exponer una cantidad significativa de pasta al aire (que, por lo que entiendo, la degrada) para pasarla correctamente sobre un área. Absolutamente, si estuviera tratando de hacer grandes cantidades de tableros, que sabía con certeza que no necesitarían más revisiones por un tiempo, haría las plantillas y aprendería las técnicas. Pero muchos de nosotros que disfrutamos de la electrónica, pero tenemos un presupuesto limitado, estamos relegados a tratar de "sacar" la mínima cantidad de pasta, de la jeringa más pequeña. Solo espero aprender a hacerlo mejor por ahora.
Las plantillas de Mylar no tienen que ser caras, y lo haría incluso para una tabla si tuviera suficientes piezas. Dejar la soldadura en pasta a temperatura ambiente (no refrigerada) es lo "peor", pero incluso entonces será difícil usar cualquier volumen de soldadura en pasta antes de que alcance su fecha de vencimiento. Las jeringas son difíciles de rellenar con pasta, las tinas/frascos son mejores para estarcir. Las jeringas están diseñadas para usarse con equipos automatizados o una máquina dispensadora, que es otra forma de obtener consistencia en el volumen de soldadura. Para los prototipos, utilizo hierro, soldadura de alambre, fundente y mecha de soldadura.
Una buena imagen de un mal resultado sería útil aquí, al menos para informar sobre la cantidad de soldadura.

Respuestas (4)

me sugirieron que usara una plantilla para aplicar mi pasta de manera más uniforme. En otras palabras, descartaron mi pregunta.

No, no lo hicieron. Te dieron los consejos correctos.

Si tiene mucha soldadura en una almohadilla y poca en otra, entonces la tensión superficial de la gota grande puede hacer palanca en la pieza. Es muy inusual que esto suceda con partes tan grandes como 0805. Es un problema común y bien conocido para 0204. El fenómeno se llama tombstoning . Úselo como un término de búsqueda y encontrará mucha información.

Las cosas que debe hacer para evitar el desecho son:

  1. Use suficiente pasta para lograr una buena conexión de soldadura, pero no más. Las manchas más grandes ejercen más fuerza de desecho debido a la tensión superficial. Una plantilla es útil para esto.

  2. Caliente uniformemente el tablero. Si todo se derrite al mismo tiempo, todas las fuerzas se equilibran.

  3. Diseñe las almohadillas correctamente. En particular, no coloque más cobre debajo del dispositivo que el requerido por la tolerancia al error y no haga que las almohadillas sean más anchas de lo necesario.

Dado que está viendo este problema en piezas tan grandes como 0805, probablemente necesite solucionar todos los problemas anteriores.

Añadido en respuesta a los comentarios.

No veo cómo una plantilla garantiza que no estoy acumulando demasiada pasta.

Entonces necesitas leer qué son las plantillas y cómo funcionan.

La plantilla tiene agujeros donde se debe aplicar la pasta. La pasta se aplica sobre toda la plantilla, luego se raspa el exceso de pasta de la parte superior de la plantilla. Eso significa que la pasta en cada almohadilla está limitada por el grosor de la plantilla. El grosor de la plantilla define el grosor de la capa de pasta que queda después de retirar la plantilla.

No se necesita mucha pasta para una buena junta de soldadura. Después de todo, solo debe haber una capa delgada de soldadura entre el pasador de una pieza y la almohadilla en la que se asienta el pasador. Al observar una buena junta de soldadura con una lupa de joyero o un microscopio, debería ver un pequeño menisco en los bordes de las clavijas. Esa es evidencia de que todo se humedeció correctamente y que la soldadura fluyó correctamente.

Más soldadura que eso no hace nada útil. Las aplicaciones manuales de pasta tienden a producir más soldadura de la necesaria.

Supongo que mi razón para desacreditar la parte sobre la plantilla es porque no veo cómo una plantilla garantiza que no estoy acumulando mucha pasta. Sin embargo, creo que tu punto n. ° 2 es mi mayor problema ... He tenido mucho más éxito usando el horno que con el aire caliente. El horno es un proceso más lento y ciertamente parece mejor para hacer que todo fluya al mismo tiempo. El punto 3 creo que lo he violado indirectamente, al usar trazos más grandes para unir pads con un terreno común. Las almohadillas probablemente estén bien, pero no con todo ese cobre extra conectado directamente. Vive y aprende, ¿verdad?
@Randy: eche un vistazo más de cerca a cómo funciona la plantilla de pasta de soldadura. No puede "amontonarse" más que el grosor de la plantilla, a menos que lo estés haciendo muy, muy mal.
Cuando pasé por primera vez a las piezas SMD, pensé: "De ninguna manera es suficiente soldadura". Después de esparcir la soldadura en pasta y quitar el exceso con una escobilla de goma, el resultado se parece más a la pintura que a la pasta. Confía en mí: para piezas pequeñas, ese poco de pasta es todo lo que necesitas.
@AlanCampbell: ¿se aplicaría lo mismo cuando no tuviera el beneficio de una plantilla? muchos han mencionado usar demasiada pasta. Entonces, con solo una hipo, entiendo que eso significaría frotar puntos más pequeños y presionar las partes planas sobre él, sin preocuparme, me estoy extendiendo demasiado, ¿correcto?
@Randy: la pasta SMD me recuerda al aceite lubricante en los relojes mecánicos [horología]. Una vez que la soldadura se derrita y la pieza se asiente, solo tiene soldadura alrededor de los lados. Si está tratando de "observarlo a simple vista", obtenga una gota PEQUEÑA en la jeringa, aplíquela en la placa de circuito impreso y frótela aún más. ¿Alguien ha inventado un dispensador de pasta que funcione como un bolígrafo?

Lo más probable es que esté usando demasiada pasta o que las dimensiones de su almohadilla estén muy lejos de las dimensiones óptimas o estándar de IPC.

He visto tombstoneing en 0402, pero si lo ves en 0805, estás haciendo algo muy, muy mal, ya sea en la forma y las dimensiones de la plataforma.

Si tiene una foto de las piezas antes y después de soldar, es posible que tenga una respuesta más específica.

Intentaré añadir algunas fotos. Pero sí... el hecho de que esté sucediendo con partes tan grandes también me sorprende. También me doy cuenta de que puedo estar empujando la "vida útil" recomendada de mi soldadura en pasta varios meses más allá de lo establecido en mfgr. recomienda (¿Quizás se formaron burbujas de aire u otro gas en el pasado después de cierta edad?) He estado usando un paquete SCAD/PCB de código abierto anticuado, pero aparentemente de muy buena reputación, Designspark, y por lo general no diseño mis propios pads de componentes a menos que sea un parte que no puedo encontrar en sus bibliotecas.
¿Ha comparado las huellas con las huellas recomendadas por IPC o por el fabricante? Yo, por mi parte, nunca uso huellas de biblioteca enlatadas. También asumo (quizás erróneamente) que tiene una máscara de soldadura con aberturas estándar más o menos comerciales y rastros de tamaño razonable que salen de las almohadillas.
Definitivamente veo dónde soy culpable de tener demasiados rastros y rastros demasiado grandes que salen de uno de los dos pads, en los casos en que una serie de partes comparten una red GND común. Una traza más grande cuando se enruta hacia/desde una red eléctrica (como VCC o GND), parece tener sentido eléctricamente, ¡pero quizás no tanto térmicamente! Tuve menos incidentes de esto usando un horno en comparación con el aire caliente, lo que me lleva a creer que el calentamiento desigual es en parte el culpable. Por ahora, es posible que tenga que pesar líneas de piezas con una tira delgada de metal plano, hasta que vuelva a hacer el tablero un poco más inteligente.

No sabría determinar, ni modificar fácilmente la masa térmica de mis contactos. Aparte de especificar el grosor del cobre cuando tengo una placa hecha

Esa no es la única parte. Un factor importante es el cobre 'de conexión'.

Especialmente para pistas de alimentación anchas, la distribución del calor puede ser diferente si una almohadilla tiene un rastro grueso de cobre y la otra no. A continuación se muestran algunos ejemplos que hice:
ingrese la descripción de la imagen aquí

A es correcto. R7 tiene dos pistas, ambas del mismo grosor. R6 tiene dos orugas mucho más gruesas, pero nuevamente son iguales en ambos lados.

B no es incorrecto. R7 tiene dos pistas en el lado derecho pero una en el lado izquierdo. Descubrí que a menudo puedes salirte con la tuya, pero R7 en A es obviamente mejor. R6 está mal. Una pista ancha de un lado y una pista estrecha del otro lado.

C es definitivamente incorrecto. R7 tiene cobre totalmente desequilibrado y es probable que se destruya.

Todavía no estoy seguro de la cantidad de calor que pasa por una vía que va a un avión. Hay dos ejemplos a continuación con las conexiones como me gustaría tenerlas, pero no tengo idea de cuán (des)equilibradas están las rutas de calor.
ingrese la descripción de la imagen aquí

Definitivamente culpable aquí. Como mencioné en otros comentarios, especialmente cuando hay muchas piezas de tamaño similar colocadas de forma adyacente, cuando un lado debe conectarse a tierra o VCC. Como se trata de redes eléctricas, al enrutar manualmente, el software elegirá naturalmente un trazo más amplio, y "naturalmente" simplemente pasaría de una plataforma a otra y luego a la siguiente. Cuando comencé a hacer SMD y soldaba piezas manualmente con una plancha, esto nunca fue un problema. ¡Vive y aprende! Ciertamente puedo ver en otros tableros que he hecho donde fui menos culpable de este error, el problema fue mucho menos frecuente.

Una plantilla (más aire caliente) no garantiza que no haya lápidas, pero ayuda mucho. Todavía tiene que examinar la placa con un microscopio binocular de baja potencia... a menos que la placa tenga un número bajo de piezas. Incluso entonces deberías usar al menos una lupa o algo similar.

Si está soldando a mano las piezas una a la vez, le sugiero que renuncie a la pasta y use soldadura de alambre de bajo diámetro.

Ponga un pequeño toque en un lado, baje la parte con unas pinzas y sosténgala mientras derrite la soldadura. Luego suelde el otro lado. No use más soldadura de la necesaria. Demasiada soldadura hace que las tapas de cerámica sean vulnerables al agrietamiento debido a la flexión de la placa. Las grietas son difíciles o imposibles de ver. Probablemente no sea un problema para las tablas pequeñas. Use algún tipo de hierro de punta fina.

He dejado muchas partes de esta manera. Espero que esto ayude.

Mantener las piezas SMD en su lugar mientras se suelda con pasta y calor
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