Necesito algunos consejos sobre el uso de la estación de soldadura de aire caliente para mi proyecto

Mi amigo y yo hemos diseñado una PCB de 4 capas de 0,8 mm para nuestro proyecto. Las capas superior e inferior son para trazas de señal y las capas intermedias para alimentación y tierra. Todos los componentes que usamos son de tipo SMD y también tenemos algunos componentes en la placa que contienen plástico.

Hicimos algunos experimentos para soldar los componentes a la placa y fallamos algunas veces. La soldadura en pasta que estamos usando es soldadura sin plomo que se funde a 217 grados centígrados. Cada componente que estamos utilizando tiene una temperatura de reflujo máxima máxima de 260 grados centígrados.

La primera vez que intentamos soldar los componentes usamos nuestra estación de soldadura de aire caliente a 260 grados centígrados pero no pudimos soldar los componentes en absoluto, la soldadura en pasta no se estaba derritiendo. Luego probamos temperaturas más altas, pero la placa de piedra (donde habíamos colocado nuestra PCB) parecía absorber el calor y la placa perdía temperatura con bastante rapidez.

Luego investigamos un poco y vimos artículos en los que las personas usaban más de 300 grados centígrados, a veces 350 e incluso 370. Cuando probamos estas temperaturas, la soldadura fue un poco exitosa, la soldadura en pasta se derritió y todo se soldó correctamente. Pero los componentes de plástico, los botones y el conector, se han derretido... Que no se derritían a 260 grados centígrados.

Además, intentamos soldar algunos componentes en PCB de 2 capas y todo se soldó en segundos, incluso a 260 grados centígrados. Creemos que eso significa que nuestra PCB tiene mucha más masa térmica porque tiene 4 capas y también un plano de tierra completo conectado a cada capa a través de muchas vías.

Lo último que queda es precalentar la placa de manera uniforme, por lo que con 260 grados centígrados sería suficiente. No tenemos placa eléctrica, ni cama de calefacción por infrarrojos. Teniendo en cuenta las propiedades de nuestra placa y que la estación de soldadura de aire caliente es la única herramienta, ¿pueden darnos algunos consejos sobre cómo precalentar la placa, qué temperaturas usar para precalentar y soldar, y quizás qué boquillas son mejores para tales propósitos?

¡Gracias de antemano!

¿No puedes soldarlo a mano, con un soldador? Si debe usar una pistola de aire caliente (si tiene partes BGA, por ejemplo), intente soldar solo las partes que no se derriten con el reflujo de aire caliente (deje las partes que se derriten fuera de la placa), luego suelde las partes de plástico a mano. .
Parece que la causa raíz son las vías de tierra que no están dibujadas correctamente en el CAD. Si simplemente los golpea directamente en el plano de tierra, entonces crea una PCB en la que no se puede montar nada, ya que todo el plano de tierra actuará como un disipador de calor muy efectivo. Las vías de tierra deben tener "forma de estrella" con múltiples rastros pequeños saliendo de ellas.
Gracias por tu respuesta @Hearth. Sí, creemos que es una buena idea soldar a mano las partes más vulnerables, pero en nuestro caso será un poco difícil. Debido a las limitaciones de tamaño, nuestra placa es muy pequeña y densa con un montón de componentes de tamaño 0201 cerca unos de otros. Usar un soldador para soldar el soporte de la tarjeta SD SMD, el conector FPC de 0,5 mm de 24 pines y algunos botones SMD será difícil. Si precalentar la placa nos ayudará a bajar los picos de temperatura será la solución ideal.
Gracias @Lundin por tu respuesta. Sí, usamos muchas vías y las tenemos conectadas directamente al plano de tierra sin alivio térmico. Cuando investigamos, nadie estaba usando alivio térmico para las vías cuando se cosían las vías y es por eso que tampoco lo hicimos. Entonces, ¿crees que el alivio térmico marcará una gran diferencia?
Sí, hará una gran diferencia. No necesita usar alivio térmico en vías que solo se usan con el propósito de unir, solo en aquellas que están directamente conectadas al pin de tierra de un conector, diodo, etc. De todos modos, probablemente debería publicar su diseño de PCB como un Pregunta aparte y pide una revisión del diseño.
Me estremezco cuando mencionas los densos 0201. Personalmente, creo que el mejor uso de su tiempo podría ser un rediseño para hacer que el tablero sea más fácil de armar a mano. Otra opción sería ir a un fabricante local con mejor equipo y pagar para completar su prototipo.
La forma en que los profesionales usan aire caliente es usar un calentador de placa para precalentar la placa justo por debajo de la temperatura de activación del fundente y luego usar el aire caliente para llevarla por encima.
@ScottSeidman sí, podríamos comprar una placa ya ensamblada de algún fabricante, pero eso no es lo que queremos.
@Lundin consideraremos relieves térmicos en nuestro diseño y sí, creemos que es una buena idea publicar nuestro tablero para una revisión. ¡Gracias!

Respuestas (1)

Ha diseñado una placa con componentes muy pequeños que serán muy difíciles de soldar a mano y luego decidió que debe usar soldadura manual. Esta es una mala idea, cuando diseñe una placa, debe diseñar los componentes de manera que pueda ensamblarla de manera efectiva. Pero como tienes los tableros y probablemente quieras probarlos y usarlos, creo que tienes dos opciones:

  1. Encuentre a alguien con un horno de reflujo o construya uno básico. Esto elevará la temperatura lo suficiente como para que la soldadura fluya, pero no demasiado como para derretir los plásticos.

  2. Soldarlo a mano. Esto será más difícil, pero aún es posible. Mi consejo sería usar un soldador tanto como sea posible. Los componentes 0201 no son fáciles de soldar, pero se pueden hacer con una punta fina de cincel. Luego, en lugar de refluir todo el tablero con aire caliente (que es realmente difícil sin una placa calefactora), suba el calor del aire caliente, obtenga una boquilla pequeña y refluya solo los componentes individuales en los que no puede usar una plancha. Cambiar a soldadura de plomo hará que esto sea más fácil, ya que las temperaturas pueden ser más bajas, lo que le da más margen de error, aunque ciertamente también se puede usar sin plomo.

1. Pensamos en eso, pero desafortunadamente por ahora no es una posibilidad. 2. Sí, será posible soldar a mano, pero tenemos más de 100 componentes y llevaría mucho tiempo... Creo que es posible precalentar la PCB con una estación de soldadura de aire caliente. ¿Qué pasa si ajustamos la temperatura a alrededor de 200 grados centígrados y calentamos la placa de manera uniforme durante unos minutos, luego cambiamos la boquilla y aumentamos la temperatura a 260 grados centígrados? ¿Eso hará el trabajo? Como solo nos quedan unos pocos PCB, tenemos miedo de experimentar y es por eso que hemos publicado aquí.
@DadaKräuter ¿Pediste plantillas SMD con PCB? De lo contrario, soldar a mano 100 componentes en una sola PCB debería ser menos de un día de trabajo, aunque es posible que necesite un microscopio para el 0201, especialmente para revisar el trabajo después. Los conectores FFC de 0,5 mm, etc., pueden ser complicados, así que comience con ellos antes que nada.
@Lundin también pedimos una plantilla; de lo contrario, poner pasta de soldadura para todas las almohadillas sería una pesadilla. :D
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