Necesita un control exacto del calor para realizar uniones de soldadura fuertes en hornos de curado SMT. Los sistemas de precalentamiento calientan lentamente las piezas. Esto ayuda a evitar tensiones y daños. Los sistemas de refrigeración también son importantes. Ayudan a que las juntas de soldadura se endurezcan y a que las placas de circuito impreso funcionen mejor. La siguiente tabla muestra cómo la velocidad de enfriamiento cambia la calidad del producto:
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Impacto en la calidad de la unión soldada |
Impacto en la fiabilidad de las placas de circuito impreso |
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|---|---|---|
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1.5 – 10 |
Uniones soldadas fuertes y fiables |
Menos defectos |
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Demasiado lento |
Microestructuras débiles y rugosas |
Mayor probabilidad de fracaso |
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Demasiado rápido |
Grietas en el interior, las capas se despegan |
Fuerza más débil |
Un mal control del calor puede hacer que fallen las juntas de soldadura. También puede estresar la placa de circuito impreso. Esto puede causar problemas y ralentizar la producción.
Principales conclusiones
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Los sistemas de precalentamiento calientan las piezas lentamente. Esto evita tensiones y daños. Las juntas de soldadura son más resistentes. También ayuda a que las placas de circuito impreso duren más.
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La refrigeración controlada es muy importante. Evita que se formen grietas. Ayuda a que las juntas de soldadura se endurezcan correctamente. Esto hace que los productos duren más.
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Compruebe y ajuste sus perfiles de temperatura a menudo. Esto ayuda a detener los problemas. Mantiene el buen funcionamiento de la producción.
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Limpia el horno a menudo y busca obstrucciones. Un horno limpio calienta uniformemente. También evita reparaciones costosas.
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Utilice perfiles de temperatura especiales para cada PCB. Cada montaje necesita sus propios ajustes térmicos. Así se obtienen los mejores resultados.
Importancia
Calidad de las soldaduras
Es importante que todas las soldaduras sean fuertes. Los sistemas de precalentamiento ayudan a calentar lentamente la placa de circuito impreso y las piezas. Este calor suave evita que la pasta de soldadura se derrame o se rompa. Si se calienta demasiado rápido, pueden formarse bolas de soldadura o humedecerse mal. Los sistemas de refrigeración también son importantes. Un enfriamiento demasiado rápido puede provocar grietas en la soldadura. Un enfriamiento demasiado lento puede debilitar las juntas.
Consejo: Compruebe siempre el perfil de temperatura. Una rampa lenta y un remojo constante dejan salir los gases y evitan grietas o agujeros en la soldadura.
He aquí un cuadro que muestra problemas comunes derivados de un mal precalentamiento y enfriamiento:
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Zona |
Tipo de defecto |
Causa del defecto |
|---|---|---|
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Zona de precalentamiento |
Colapso de la pasta de soldadura |
Aumento demasiado rápido, disminución de la viscosidad |
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Zona de precalentamiento |
Bola de soldadura |
Vaporización rápida de disolventes |
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Zona de precalentamiento |
Salpicaduras de soldadura |
Rápida puesta en marcha |
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Zona de precalentamiento |
Humectación deficiente |
Oxidación por precalentamiento prolongado |
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Zona de refrigeración |
Los componentes se agrietan |
El enfriamiento rápido provoca un choque térmico |
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Zona de refrigeración |
Aumento de la fatiga |
El enfriamiento lento crea un exceso de intermetálicos |
Fiabilidad de los PCB
Usted quiere que sus placas de circuito impreso duren mucho tiempo. Los sistemas de precalentamiento y refrigeración controlada protegen las placas de golpes y tensiones. Un cambio de temperatura demasiado rápido puede doblar o agrietar la placa de circuito impreso. Esto debilita la placa y acorta su vida útil. Utilizar la rampa y los tiempos de inmersión adecuados ayuda a la placa a soportar el estrés.
Un buen proceso sigue estos pasos:
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Mantener durante 60-120 segundos para que salgan los disolventes.
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Enfriar a no más de 4°C por segundo para detener el choque.
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Parámetro |
Descripción |
|---|---|
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Precaliente |
Rampa ≤3°C/s a 150-180°C, mantener 60-120s |
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Refrigeración |
Rampa descendente ≤4°C/s |
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Fiabilidad |
Un proceso optimizado puede reducir las tasas de defectos en 25% |
Calentar y enfriar una y otra vez también afecta a la duración de las tablas. Si controlas los cambios de temperatura, reduces el riesgo de que se agrieten o se doblen. Esto significa que tus tablas funcionarán mejor durante más tiempo.
Prevención de defectos
Puede evitar muchos defectos SMT gestionando bien el calor. Los sistemas de precalentamiento le ayudarán a evitar el tombstoning, los puentes de soldadura y los huecos. El tombstoning se produce cuando un extremo de una pieza se levanta durante la soldadura. Suele deberse a un calentamiento desigual. Los puentes de soldadura se producen cuando demasiada soldadura une dos almohadillas por error.
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Defecto |
Qué ocurre |
Cómo prevenir |
|---|---|---|
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Tombstoning |
El componente se levanta por un extremo |
Calentamiento uniforme y buenos perfiles |
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Puente de soldadura |
La soldadura une dos almohadillas por accidente |
Control de la pasta de soldadura y la alineación |
Un precalentamiento y un remojo lentos y constantes dejan salir los gases y mantiene fuertes las uniones soldadas. Mantener la temperatura máxima al menos 15 ºC por encima del punto de fusión de la soldadura ayuda a conseguir una buena unión. Si se precipita, corre el riesgo de que se produzcan grietas, agujeros y uniones débiles.
Nota: El área dentro del bucle de tensión-deformación por fluencia aumenta con los saltos de temperatura. Más cambios térmicos significan más daños en las juntas de soldadura.
Utilizando sistemas de precalentamiento y refrigeración controlada, reducirá la posibilidad de defectos y hará que sus productos duren más.
Sistemas de precalentamiento
Activación del flujo
Es necesario que el fundente funcione en la pasta de soldadura. Ayuda para sistemas de precalentamiento calentando la tabla lentamente. Este paso elimina las sustancias químicas nocivas. También prepara la PCB para la soldadura. Si se calienta demasiado rápido, es posible que el fundente no haga su trabajo. Es posible que la soldadura no se adhiera bien.
He aquí una tabla con los ajustes importantes para una buena activación del fundente:
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Parámetro |
Rango de valores |
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Temperatura |
Temperatura ambiente → 130-190°C |
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Tasa de calentamiento |
1-3°C/s |
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Función |
Eliminar disolventes, precalentar PCB, reducir el estrés térmico |
Un plan de precalentamiento constante ayuda a eliminar los gases del fundente. Esto limpia la superficie y ayuda a que la soldadura se adhiera mejor. También se obtiene un calor uniforme en toda la placa. Esto ayuda a que cada junta de soldadura se forme de la manera correcta.
Reducción del choque térmico
Usted quiere mantener su placa de circuito impreso y sus piezas a salvo de los cambios bruscos de calor. Los sistemas de precalentamiento permiten calentar la placa por pasos. Este calentamiento lento evita que la placa se doble o se agriete. Si se salta el precalentamiento, puede dañar la placa o las piezas.
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El precalentamiento elimina los gases del fundente. Esto es necesario para una buena soldadura.
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Reduce el choque térmico en la placa de circuito impreso. Esto evita daños durante la soldadura.
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Un plan de precalentamiento constante proporciona un calor uniforme. Esto es necesario para obtener uniones soldadas fuertes.
Lo mejor es aumentar el calor lentamente hasta unos 175-180°C. Vaya a un ritmo de 0,5-1°C por segundo. De esta forma, reduces la posibilidad de problemas como dobleces o soldaduras frías.
Evaporación de disolventes
Es necesario eliminar los disolventes de la pasta de soldadura antes de que se funda. Los sistemas de precalentamiento ayudan mantener el calor cerca de 150°C. Si calienta demasiado rápido, los disolventes pueden quedarse en el interior. Esto puede producir burbujas o juntas débiles. Un calentamiento de entre 1,5 °C y 3 °C por segundo funciona bien.
La zona de precalentamiento comienza a temperatura ambiente y llega hasta unos 150°C.. Este lento ascenso permite que el agua y los disolventes salgan sin peligro. Sus piezas, como las virutas, pueden acostumbrarse al calor sin estrés. Mantener la velocidad de calentamiento por debajo de 2°C por segundo ayuda a detener el estrés térmico y mantiene las piezas seguras.
Consejo: Caliente siempre lentamente. Esto prepara las piezas para la soldadura y reduce la posibilidad de que se doble la placa de circuito impreso.
Sistemas de refrigeración
Refrigeración controlada
Debe enfriar las planchas a la velocidad adecuada. El enfriamiento controlado detiene las grietas y las juntas débiles. Un enfriamiento demasiado rápido puede golpear las piezas y romperlas. Un enfriamiento demasiado lento puede hacer que las juntas de soldadura parezcan opacas. La velocidad de enfriamiento es importante para cada aleación de soldadura. La siguiente tabla muestra las mejores velocidades de enfriamiento:
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Velocidad de enfriamiento (°C/s) |
Efecto sobre la unión soldada |
|---|---|
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3-6 |
Detiene los granos grandes y las articulaciones opacas |
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2-4 |
Reduce las grietas de tensión y el grosor del IMC |
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~4 |
Lo mejor para la estructura de grano fino |
Una velocidad de enfriamiento constante mantiene las juntas de soldadura fuertes y lisas. Debe mantener el sistema de refrigeración limpio y en buen estado de funcionamiento. Esto ayuda a detener el enfriamiento desigual y el choque térmico.
Solidificación de la unión soldada
Quieres que las juntas de soldadura se endurezcan de la forma correcta. El enfriamiento controlado permite que la soldadura forme una estructura de grano fino. Esto hace que las juntas sean más fuertes y menos propensas a agrietarse. El control de la velocidad de enfriamiento impide la formación de compuestos intermetálicos frágiles. Esto es lo que el enfriamiento controlado hace por las juntas de soldadura:
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Mejora la microestructura, por lo que hay menos microfisuras.
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Limita los compuestos intermetálicos frágiles, por lo que las grietas no se propagan.
Si se enfría demasiado rápido, pueden aparecer grietas o puntos débiles. Enfriar demasiado despacio puede ablandar demasiado las juntas.
Mejora de la fiabilidad
Quiere que sus productos duren más y funcionen mejor. Buen diseño del sistema de refrigeración le ayuda a conseguirlo. Un sistema de refrigeración bien cuidado detiene las grietas, la delaminación y el choque térmico. Las comprobaciones periódicas y la supervisión en tiempo real mantienen el sistema funcionando correctamente. La tabla siguiente muestra cómo afectan sus decisiones a la fiabilidad:
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Consejos de prevención |
Consecuencias |
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|---|---|---|
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Detiene el choque térmico y el enfriamiento desigual |
Mantener limpio el sistema de refrigeración y trabajando |
Más daños y fallos |
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Reduce las grietas y la delaminación |
Compruebe a menudo si hay obstrucciones de agua |
Costosas repeticiones y rechazo de productos |
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Asegúrese de que las soldaduras se endurecen correctamente |
Ver la temperatura del horno en tiempo real |
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Consejo: Compruebe siempre si el sistema de refrigeración está obstruido o sucio. Los sistemas limpios le ayudan a evitar costosas reparaciones y a mantener fuertes sus placas.
Buenas prácticas
Perfiles de temperatura
Se necesita un buen perfil de temperatura para que las juntas de soldadura sean resistentes. Esto también ayuda a fabricar placas de circuito impreso fiables. En primer lugar, adapte la temperatura del horno al adhesivo o revestimiento que utilice. Cambie la velocidad de la cinta transportadora para que cada conjunto reciba suficiente calor. Pruebe a utilizar rampa-remojo-pico (RSS) o rampa-pico (RTS) perfiles. Estos métodos ayudan a distribuir el calor uniformemente en las planchas. También reducen la posibilidad de que se produzcan problemas como cabezas huecas o vacíos.
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Buenas prácticas |
Descripción |
|---|---|
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Realice perfiles para cada adhesivo o revestimiento para conseguir un buen curado. |
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Optimización de la velocidad del transportador |
Cambie la velocidad de los distintos ensamblajes para mantener la calidad uniforme. |
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Protocolos de mantenimiento periódico |
Compruebe a menudo las piezas de calefacción y los sensores para obtener los mejores resultados. |
Consejo: Utilice un perfilador térmico para comprobar la temperatura de su horno en diferentes lugares. Esto le ayudará a encontrar puntos calientes o fríos antes de que causen problemas.
Calibración
Debes calibrar tu horno para mantener la temperatura correcta. Coloque termopares en una placa de circuito impreso de prueba en puntos importantes. Conecte un perfilador para registrar la temperatura a medida que la placa pasa por el horno. Establezca el perfil térmico deseado y ponga en marcha el horno. Observe las lecturas. Si observa puntos calientes o fríos, cambie los ventiladores de flujo de aire o la velocidad de la cinta transportadora. Vuelva a realizar la prueba hasta que el calor sea uniforme en todas partes. Compruebe las juntas de soldadura para asegurarse de que tienen buen aspecto.
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Coloca termopares en una placa de circuito impreso de prueba.
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Conecte el perfilómetro y registre los datos.
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Establezca su perfil objetivo.
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Encienda el horno y observe las lecturas.
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Cambie el flujo de aire o la velocidad del transportador si es necesario.
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Repetir hasta que el calor sea uniforme.
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Compruebe la calidad de las soldaduras.
Deberías calibre su horno al menos una vez al mes. Así se evita que la desviación de la temperatura cause problemas.
Mantenimiento
Necesita mantenga limpio su horno y funcionando bien. Limpie a menudo los restos de soldadura y fundente. Calibre los sensores y controladores con regularidad. Compruebe si las piezas de calefacción y los sensores están dañados. Sustituya las piezas que parezcan desgastadas.
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Calibre a menudo los sensores y controladores.
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Compruebe y sustituya las piezas de calefacción y los sensores desgastados.
Nota: Si observa un calentamiento o enfriamiento desigual, busque obstrucciones o suciedad en el sistema de flujo de aire. Solucionar estos problemas a tiempo puede evitar problemas mayores y mantener la producción en buen estado.
Las juntas de soldadura son más fuertes y las placas de circuito impreso duran más. buenos sistemas de precalentamiento y refrigeración. Estos sistemas ayudan a detener problemas comunes y a agilizar su trabajo. Para que todo siga funcionando bien, siga estos pasos: Compruebe a menudo los perfiles de temperatura. Limpie su horno y calíbrelo regularmente. Busque signos de calentamiento o enfriamiento desigual.
Recuerde: Una buena gestión térmica ayuda a que sus productos sean fiables y a que su línea funcione sin problemas. Preste siempre atención a los cambios en su sistema.
PREGUNTAS FRECUENTES
¿Qué ocurre si se omite el precalentamiento en un horno de curado SMT?
Corre el riesgo de dañar la placa de circuito impreso y las piezas. Saltarse el precalentamiento puede provocar un choque térmico. Esto puede provocar grietas, defectos de soldadura o uniones débiles. Utilice siempre el precalentamiento para proteger sus placas.
¿Con qué frecuencia debe calibrar su horno de curado SMT?
Debe calibrar su horno al menos una vez al mes. La calibración periódica mantiene la precisión de los perfiles de temperatura. Esto le ayuda a evitar defectos y mantiene su línea de producción funcionando sin problemas.
¿Por qué es importante la velocidad de enfriamiento en las juntas de soldadura?
La velocidad de enfriamiento controla cómo se forman las juntas de soldadura. Si se enfría demasiado rápido, pueden aparecer grietas o puntos débiles. Si enfría demasiado despacio, las juntas pueden volverse opacas o débiles. Intente conseguir una velocidad de enfriamiento constante para obtener los mejores resultados.
¿Se puede utilizar el mismo perfil de temperatura para todas las placas de circuito impreso?
No, no debe utilizar el mismo perfil para todas las placas. Diferentes PCBs y componentes necesitan diferentes ajustes de calor. Cree siempre un perfil de temperatura personalizado para cada montaje.
¿Qué señales indican que su sistema de refrigeración necesita mantenimiento?
Busque enfriamiento desigual, acumulación de suciedad o flujo de aire bloqueado. Si observa más defectos o juntas de soldadura débiles, compruebe su sistema de refrigeración. Límpielo y manténgalo en buen estado para que sus placas sigan siendo resistentes.