He leído muchos sitios web y foros sobre hornos de reflujo de bricolaje para soldadura SMT. También he visto muchos perfiles de soldadura especificados por los fabricantes de soldadura, los fabricantes de componentes y otros autoproclamados expertos.
Tengo problemas para entender cuál es la mejor manera de controlar la temperatura. Si no me equivoco, todos los perfiles recomendados que he visto indican el perfil por el que debe pasar la soldadura . Pero no puede monitorear la temperatura fácilmente a menos que tenga una cámara infrarroja que es difícil de obtener con un presupuesto limitado. Todos los proyectos de bricolaje sobre los que he leído, incluido el buen controlador prefabricado de sparkfun, utilizan un termopar simple para controlar la temperatura del aire .
En mi propio horno de reflujo, soldé un termopar a una placa y comparé la temperatura de la placa con un segundo termopar que monitoreaba la temperatura del aire. Los dos perfiles eran muy diferentes, como era de esperar. La temperatura de la placa y la soldadura variará en función de muchos factores, incluido el tamaño de la placa, que cambia la capacidad térmica de la placa. Todos se esfuerzan por seguir un perfil específico lo más cerca posible, pero si su temperatura de retroalimentación es falsa, entonces su controlador es inútil, ¿verdad?
Pensé en colocar un pequeño trozo de vidrio dentro de mi horno de reflujo y conectar un termopar al vidrio y usarlo para controlar la temperatura porque el vidrio tiene una capacidad de calor específica muy similar a la del FR4. Pero aún así no sería perfecto para todas las tablas de diferentes tamaños. Entonces, ¿cuál es el mejor enfoque para controlar la temperatura?
Si usted es un fabricante que ensambla muchos PCB para un cliente que paga, es una buena economía obtener el perfil de temperatura de soldadura exactamente correcto, para reducir la incidencia de tombstoning y otros defectos de soldadura.
Por otro lado, si usted es un aficionado a cocinar placas de una en una en un horno tostador, lograr el perfil de soldadura perfecto es una pérdida de tiempo. El mejor perfil de aficionado es:
Me doy cuenta de que algunos aficionados construyen controladores de temperatura elaborados, pero esto se debe a que los aficionados disfrutan construyendo cosas , no porque sea necesario para un proceso de reflujo.
Siempre que la tasa de aumento sea razonable (1-2 grados C/seg), la temperatura de la placa será bastante uniforme y es lo que determinará la fusión de la soldadura, por lo que si mide la temperatura, la temperatura de la placa es mejor que la temperatura del aire. La temperatura de la placa dependerá de una combinación de temperatura del aire y absorción de calor radiado; no desea que este último sea excesivo, ya que esto puede causar un calentamiento desigual o quemaduras según las características de absorción de IR del componente. Por lo general, hago funcionar los calentadores en el punto justo debajo cuando comienzan a brillar visiblemente, lo que parece funcionar bien. Por supuesto, debe evitar usar una tostadora sin plomo, ya que hay menos margen entre la soldadura y la quema.
El tamaño de los componentes, la densidad, los planos de tierra y la ubicación en el horno afectarán en gran medida la temperatura en un punto en particular, por lo que colocar un termopar en el vidrio no le dirá mucho más que colocar uno en el aire. Sin embargo, para aplicaciones de aficionados, es posible que no necesite la precisión. Aunque un termopar aerotransportado no leerá la temperatura exacta de una articulación en particular, aún debería permitir que su controlador recree un perfil consistente en una serie de tableros.
Si desea tener más seguridad de que el perfil es el correcto, debe monitorear varios puntos con termopares que se adhieren con pasta termoconductora o epoxi . (Omega vende esto).
Por lo general, los componentes más grandes refluirán en último lugar, así como los que estén más cerca del vidrio frontal del horno, donde hace más frío. Trate de monitorear los puntos más calientes y más fríos. Los fabricantes a menudo usan múltiples termopares mientras resuelven el proceso.
Estoy de acuerdo con otros carteles en que el enfoque simple de encender el horno, esperar a que se refluya la última junta y luego abrir la puerta es efectivo. Muchos hornos no pueden calentarse o enfriarse lo suficientemente rápido como para exceder las tasas de temperatura máximas especificadas en los perfiles de los componentes, por lo que es posible que el circuito de retroalimentación proporcionado por el termopar solo le indique al controlador que se encienda y luego se apague de todos modos.
Usé una estación de retrabajo que tenía un precalentador debajo y encima de la placa, y un termopar cargado por resorte para medir la temperatura de la PCB . Cuando la placa se precalentaba correctamente, elevaba la temperatura para la fase de reflujo real. La diferencia con un horno es que el calentamiento era por radiación en vez de por convección . El calentamiento por convección de un horno es demasiado lento para siquiera aproximarse al perfil prescrito. Necesita radiación para cambiar la temperatura tan rápido como prescribe el reflujo. Lo único que se me ocurre que se acerca es usar dos hornos, uno para el precalentamiento y otro para la soldadura. Y tendrías que moverte rápido de un horno a otro.
La temperatura del aire es totalmente irrelevante, en mi opinión.
También jugué con un horno de reflujo tostador y me di cuenta de que la temperatura del aire se encuentra a unos acogedores 150 grados centígrados y luego la serigrafía se quema (se vuelve marrón) y mis condensadores ya no son tan efectivos después del reflujo, así que me quedé con unos 5 K-tipo termopares en el horno y comencé a jugar para obtener un mejor control, al final descubrí que los termopares tenían un gran perfil en el extremo de medición y que cuando enciendo el IR tarda aproximadamente un minuto en pasar de 40 a 80 grados centígrados pero el el elemento ya había evaporado un poco de agua que coloqué en el horno mientras probaba, lo que significa que la temperatura ya superaba los 100 grados y todavía me estoy moviendo hasta 80 grados en mi termopar
Compré otros termopares que tienen los cables pelados y recogen más rápido ahora también tomo mis lecturas en el aire y directamente en el componente más grande, así como debajo de la placa, pero justo contra la placa, luego calculo una especie de promedio donde el la temperatura en el componente es un factor más importante que el resto y esto funciona para mí
mi serigrafía ya no se vuelve marrón y casi no tengo lápidas (todavía sucede)
Una cosa más porque estoy usando un calentador de infrarrojos, coloqué una malla de acero en el horno para evitar tener calor directo en la placa de circuito impreso, esto lo ralentizó un poco, pero obtuve mejores resultados.
Tengo un viejo horno tostador Sears de 4 elementos que uso para reflujo, con un "Mini multímetro de rango automático Extech EX330 con NCV y temperatura tipo K" que uso para monitorear la temperatura. El cable de la sonda se mantiene en su lugar en la puerta de modo que el extremo de la sonda quede cerca de la superficie de una tabla. Las tablas que se refluyen se sientan en una bandeja de metal AL. Mi bandeja tiene capacidad para 3 tableros de 10 cm x 10 cm o el equivalente en tableros más pequeños.
Esta secuencia funciona bien para la soldadura con plomo Kester EP256:
Temperatura máxima, vuelva a marcar para mantener alrededor de 150 ° C durante 90 segundos
La temperatura se enciende de nuevo, vuelva a marcarla para mantener ~190-195 durante 90 segundos. NO EXCEDA 205C. Eso no es bueno para las partes.
Apague el fuego, abra un poco la puerta, deje que la temperatura se enfríe, una vez por debajo de 180C puede abrir la puerta por completo. La soldadura se solidifica a 183C.
Tendrá que subir y bajar un poco el calor a las temperaturas de mantenimiento a medida que el horno se enfría y luego se calienta nuevamente. El control de la temperatura es la clave.
Cruce