Prispevek: How to Reflow a Circuit Board in An Oven

Kako raztopi ploščo tiskanega vezja v pečici

How to Reflow a Circuit Board in An Oven

Ponovno polnjenje tiskanega vezja v pečici zahteva, da delate korak za korakom. Pripravite ploščo, nanesite spajkalno pasto in skrbno namestite komponente. Za to nalogo lahko uporabite kuhinjsko pečico ali prirejen opekač kruha. Nadzor nad temperaturo močno vpliva na končno kakovost.

Varnost je najpomembnejša - vedno nosite zaščitno opremo in delajte v dobro prezračevanem prostoru. S potrpežljivostjo in pozornostjo lahko doma dosežete močne in zanesljive spajkane spoje.

Ključne ugotovitve

  • Vedno dajte prednost varnosti. Nosite zaščitno opremo, delajte v dobro prezračevanem prostoru in poskrbite za urejenost delovnega prostora, da se izognete poškodbam.

  • Pripravite tiskano vezje tako, da ga temeljito očistite. Uporabite izopropilni alkohol ali ultrazvočno čistilo, da zagotovite trdne spajkane spoje.

  • Nadzor temperature v pečici previdno. Za zanesljive spajkane povezave upoštevajte priporočene temperaturne profile za vašo spajkalno pasto.

  • Natančno spremljajte postopek ponovnega upaljevanja. Pazite, da se spajka sveti, kar pomeni, da se je pravilno stopila. V tej fazi ne odpirajte pečice.

  • Počasi ohladite ploščo po ponovnem polnjenju. Preden ga odstranite, ga za nekaj minut postavite v pečico, da preprečite toplotni šok.

Kaj potrebujete

Orodja in materiali

Potrebujete prava orodja in materiale za ponovno upihovanje plošče s tiskanim vezjem v pečici. Najprej zberite sestavne dele in opremo. Ta korak vam pomaga pri učinkovitem delu in preprečevanju napak.

  • Arduino Nano

  • 10K in 4,7K upori

  • Taktilni gumb

  • 1602 LCD-zaslon

  • 100K termistor

  • Moški zatiči

  • Vijačne sponke za namestitev na tiskano vezje

  • Gumb za zaustavitev v sili za namestitev na ploščo

  • Indikatorska luč za montažo na ploščo

  • Dvopoložajno vrtljivo stikalo za namestitev na ploščo

  • Stenska vtičnica s pokrovom

  • opekač kruha

  • Žica 12 AWG

  • Spojnik IEC z varovalko in stikalom

  • PLA filament

  • Vijaki in matice M4

  • 3 mm cevi za vroče spajanje

  • Kaptonov trak

Potrebujete tudi nekaj osnovnih orodij:

  • Železo za spajkanje in spajka 60/40

  • Toplotna pištola ali vžigalnik

  • Vijačniki

  • Rezalniki žice

  • Klešče

  • Užitni nož

  • Super lepilo

S 3D-tiskalnikom lahko izdelujete dele po meri, vendar lahko večino projektov izvedete tudi brez njega.

Nasvet: Pred začetkom dela vedno preverite seznam delov. Če vam manjka en sam sestavni del, se lahko projekt zavleče.

Izbrati morate pravo spajkalno pasto za ponovno spajkanje v pečici. Vsaka vrsta se topi pri drugačni temperaturi. Na spletni strani v spodnji tabeli so prikazane običajne možnosti.:

Vrsta spajkalne paste

Tališče (°C)

Ne Čisto OM338 SAC405

217

Spajkalna pasta s svincem

183

SAC305 brez svinca

217

Varnostna oprema

Med postopkom ponovnega upaljevanja se zaščitite pred hlapi in opeklinami. Dobro varnostna oprema vam zagotavlja varnost in udobje.

Varnostna oprema

Opis

Odstranjevalec dima

Za odstranjevanje škodljivih hlapov uporabite majhen odsesovalnik hlapov z ogljikovim filtrom.

Prezračevanje

Delajte v bližini odprtega okna ali uporabite ventilator, da bo zrak svež.

Maska

Če je prezračevanje omejeno, nosite masko N95, da bi preprečili dostop delcev.

Varnostna očala

Za zaščito oči pred brizganjem spajke si nadenite očala, ki so odporna na udarce.

Opomba: Nikoli ne izpustite varnostne opreme. Hlapi spajke in vroče komponente lahko povzročijo resne poškodbe. Vedno delajte v dobro prezračevanem prostoru in poskrbite za urejen delovni prostor.

Priprava odbora

Očistite ploščo

Najprej se prepričajte, da je vaše vezje brezhibno. Čistoča ima veliko vlogo pri kakovosti spajkanih spojev. Prah, mast ali prstni odtisi lahko povzročijo napake pri spajkanju in zmanjšajo zanesljivost vašega projekta. Izbirate lahko med nekaj učinkovitimi metodami čiščenja:

  1. Ročno čiščenje z izopropil alkoholom: Pripravite svoj delovni prostor. S stisnjenim zrakom odpihnite prah. Izopropilni alkohol nanesite na krpo ali krtačo, ki ne pušča vlaken, in nežno zdrgnite ploščo. Pustite, da se popolnoma posuši.

  2. Ultrazvočno čiščenje: Za trdovratne ostanke uporabite ultrazvočni čistilnik. Napolnite ga z ustrezno čistilno raztopino, potopite ploščo in nastavite časovnik. Po čiščenju tablo sperite in posušite.

  3. Avtomatizirani sistemi za čiščenje: Ti so pogosti v tovarnah, vendar manj praktični za domačo uporabo.

Nasvet: Vedno očistite ploščo, preden jo ponovno raztočite. Ta korak pomaga, da se spajkalna pasta bolje drži in zagotavlja močne povezave.

Uporabite spajkalno pasto

Ko je plošča čista, na ploščice nanesite spajkalno pasto. Prava količina in vzorec sta pomembna za uspešno prelivanje. Večina ljubiteljev za nadzor debeline in razporeditve uporablja šablono. Standardna debelina šablone je približno 0,12 mm, vendar boste morda potrebovali tanjšo šablono (0,10 mm) za majhne dele ali debelejšo (0,15 mm) za večje dele. Prepričajte se, da so odprtine šablone nekoliko manjše od podložk, da preprečite spajkanje mostičkov.

  • Za enakomerno razporeditev paste uporabite plastično kartico ali ščetko.

  • Previdno odstranite šablono, da se ne razmaže.

Komponente mesta

Zdaj na ploščo namestite komponente. Fluks v spajkalni pasti jih bo pomagal držati na mestu. Bodite pozorni na usmerjenost posameznih delov. Za najboljše rezultate:

  • Sestavne dele nameščajte z mirnimi rokami, za majhne dele pa uporabite pinceto.

  • Zaradi lažjega pregleda naj bodo podobni deli obrnjeni v isto smer.

  • Površinska napetost med prelivanjem bo pomagala centrirati komponente, vendar natančna namestitev zmanjša tveganje premikanja.

  • Pri težkih delih ali delih, ki so nameščeni spodaj, lahko uporabite majhno kapljico lepila.

Opomba: Skrbna namestitev zdaj vam prihrani čas in težave pozneje.

Nastavitev pečice

Izberite pečico

Za prepihovanje tiskanega vezja lahko doma uporabite kuhinjsko pečico ali prirejen opekač kruha. Vsaka vrsta ima svoje prednosti in slabosti. Spodnja tabela vam bo pomagala primerjati obe možnosti.:

Vidik

Kuhinjska pečica

Spremenjena pečica za peko toasterjev

Toplotna vztrajnost

Večja toplotna vztrajnost, počasneje se segreva in ohlaja.

Manjša toplotna vztrajnost, hitrejše segrevanje in hlajenje

Grelni elementi

Običajno keramični grelniki

Za hitrejši odziv ima lahko kvarčne grelnike

Pretok zraka

Morda bodo potrebne spremembe za boljši pretok zraka

Majhni ventilatorji lahko povzročijo težave pri ponovnem uplinjanju

Nadzor

Zaradi zanesljivosti ima prednost ročno upravljanje

Omejen zunanji nadzor nad ventilatorjem

Ravnanje s komponentami

Boljše za večje komponente

Zaradi pretoka zraka lahko premakne manjše komponente

Stroški

Na splošno dražje

Osnovni modeli so lahko stroškovno učinkovitejši

Za večje plošče in komponente se dobro obnese kuhinjska pečica. Toaster pečica se hitreje segreje in ohladi, kar vam omogoča večji nadzor nad postopkom. Vedno se izogibajte uporabi iste pečice za hrano, potem ko ste prekuhali tiskano vezje.

Nastavitve temperature

Pravilno nadzor temperature je ključnega pomena za močne spajkane spoje. Upoštevati morate temperaturni profil, ki ustreza vaši spajkalni pasti. Svinčene in neosvinčene spajke zahtevajo različne najvišje temperature in časovni razpored. Spodnja tabela prikazuje priporočene profile:

Line chart comparing leaded and lead-free solder temperature profiles across reflow zones

Območje

Svinec (Sn63 Pb37)

Brez svinca (SAC305)

Predgrevanje

na 150 °C v 60 s

na 150 °C v 60 s

Namočite

s 150 °C na 165 °C v 120 s

od 150 °C do 180 °C v 120 s

Reflow

Vrh 225-235 °C, zadržite 20 s

Vrh 245-255 °C, zadržite 15 s

Hlajenje

-4 °C/s ali hlajenje s prostim zrakom

-4 °C/s ali hlajenje s prostim zrakom

Ključnega pomena je enakomerna temperatura pečice. Neenakomerno segrevanje lahko povzroči težave, kot so nakopičenje, hladni spajkani spoji ali premostitev. Poskusite ohraniti enakomerno temperaturo v celotni pečici, da se vsak del plošče enakomerno segreje.

Nasvet: Pred ponovnim upaljevanjem tiskanega vezja s termometrom v pečici ali več senzorji preverite, ali so na plošči vroče in hladne točke.

Uredite odbor

Na kakovost rezultatov vpliva način, kako postavite ploščo v pečico. Za enakomerno segrevanje upoštevajte te nasvete:

  • Ploščo postavite na žično stojalo ali perforiran pladenj, da lahko pod njo kroži zrak.

  • Ploščo v pečici postavite v sredino, stran od sten in grelnih elementov.

  • Ne zlagajte plošč na kup ali jih ne postavljajte preblizu ena drugi.

  • Uporabite konvekcijsko ogrevanje, če ga vaša pečica podpira.. Prisilni vroč zrak pomaga enakomerno porazdeliti toploto in zmanjšuje toplotno obremenitev sestavnih delov.

  • Če uporabljate infrardeče grelnike, opazujte vroče in hladne točke. Po potrebi premaknite ploščo, da preprečite neenakomerno segrevanje.

Komercialne pečice za preperevanje uporabljajo tekoče trakove in več toplotnih območij za popolne rezultate. Doma lahko zanesljive spajkane spoje dosežete s skrbno nastavitvijo in pozornostjo do podrobnosti.

Ponovno upihovanje plošče s tiskanim vezjem

Začetek ponovnega pretoka

Pripravili ste ploščo in nastavili pečico. Zdaj ste pripravljeni za začetek postopka ponovnega upaljevanja. Ploščo postavite na sredino pečice. Nežno zaprite vrata, da ne premaknete nobene komponente. Pečico nastavite tako, da sledi temperaturni profil za vašo spajkalno pasto.

Sledite naslednjim korakom za ponovno uplinjanje tiskanega vezja:

  1. Predgrevanje: Temperaturo pečice povišajte na približno 150 °C. To temperaturo vzdržujte 60 sekund. Ta korak pomaga odstraniti vlago in pripravi ploščo za spajkanje.

  2. Območje namakanja: Temperaturo počasi povečajte na 150 °C do 180 °C. Ploščo v tem območju hranite 60 do 120 sekund. Tako se spajkalna pasta aktivira in razširi. Če s tem korakom pohitite, lahko dobite slabe spajkane spoje. Če boste ostali predolgo, lahko topilo izgubi svojo učinkovitost.

  3. Območje ponovnega pretoka: Dvignite temperaturo na najvišjo vrednost (225-255 °C, odvisno od vaše spajkalne paste). To temperaturo vzdržujte 30 do 90 sekund. Pazite, da se spajka stopi in postane sijoča. To je najpomembnejši del postopka. Plošča naj ne ostane predolgo na tej temperaturi. Predolg čas lahko poškoduje komponente.

Nasvet: Za preverjanje dejanske temperature v pečici uporabite termometer. Številčniki v pečici so pogosto nenatančni.

Spremljanje procesa

Med postopkom prelivanja morate ploščo pozorno opazovati. Če je mogoče, glejte skozi okno pečice. Videli boste, kako se spajkalna pasta spreminja iz dolgočasne sive v sijočo tekočo obliko. To je jasen znak, da se je spajka stopila in tvori dobre spoje.

Da bi se izognili težavam, upoštevajte naslednje točke:

  • Prepričajte se, da se komponente ne premikajo ali plavajo na spajki. Natančna umestitev pred ponovnim upaljevanjem pomaga preprečiti premikanje.

  • Med ponovnim stiskanjem ne odpirajte pečice. Nenadne spremembe temperature ali zračnega toka lahko povzročijo premik komponent ali hladne spoje.

  • Upravljanje toplotnega profila pečice. Visoka stopnja konvekcije lahko potisne majhne dele z mesta. Uporabljajte nežno segrevanje in se izogibajte močnim ventilatorjem.

  • Preverite, ali spajkalna pasta varno drži vsako komponento. Če opazite, da se kateri koli del premika, ustavite postopek in popravite namestitev, preden poskusite znova.

Opomba: S skrbnim spremljanjem lahko težave odkrijete zgodaj. Tako lahko preprečite pregrevanje in se izognete dragim napakam.

Ohlajanje

Ko se spajka stopi in oblikuje spoje, morate ploščo ohladiti. Izklopite pečico in rahlo odprite vrata. Pustite ploščo, da se nekaj minut počasi ohlaja v pečici. To pomaga preprečevanje toplotnega šoka., ki lahko povzročijo razpoke spajkalnih spojev ali poškodujejo komponente.

Za varno hlajenje upoštevajte naslednje korake:

  • Ne premikajte plošče takoj. Pustite jo, dokler se temperatura ne spusti pod 100 °C.

  • Ko je plošča dovolj hladna, da se je lahko dotaknemo, jo s toplotno odpornimi rokavicami vzemite iz pečice.

  • Ploščo postavite na ravno površino, ki je varna pred vročino. Pred rokovanjem ali testiranjem počakajte, da doseže sobno temperaturo.

Nasvet: Nikoli ne uporabljajte ventilatorjev ali hladnega zraka za pospešitev hlajenja. Hitro hlajenje lahko povzroči razpoke v spajkanih spojih.

Zdaj ste opravili glavne korake za ponovno uplinjanje tiskanega vezja. Skrbno določanje časa, pozorno spremljanje in nežno hlajenje vam pomagajo doseči močne in zanesljive spajkane spoje.

Varnost in nasveti

Varnostni ukrepi

Pri ponovnem upaljevanju vezja v pečici mora biti varnost na prvem mestu. Visoke temperature in električna oprema lahko povzročijo resne poškodbe, če ne upoštevate ustreznih previdnostnih ukrepov. Vedno imejte v mislih naslednje korake:

  1. Nosite varnostna delovna oblačila., rokavice in zaščitna očala.

  2. Pred vzdrževanjem ali premikanjem izklopite in izključite iz električnega omrežja vso opremo.

  3. Med delovanjem se ne dotikajte grelnih elementov ali gibljivih delov.

  4. Nikoli ne obidite varnostnih stikal ali prezrite opozorilne oznake.

  5. Z visokonapetostnimi komponentami ravnajte zelo previdno.

  6. Uporabljajte masko in delajte v dobro prezračevanem prostoru, da ne vdihavate hlapov ali vlaken.

  7. Ne uporabljajte opreme z napakami ali skritimi nevarnostmi.

  8. Preprečite tresenje ali vibracije med prevozom in zaščitite svojo ploščo.

⚠️ Nasvet: Vedno dvakrat preverite, ali je pečica izklopljena in ohlajena, preden sežete vanjo.

Odpravljanje težav

Med postopkom ponovnega upaljevanja se lahko soočite s pogostimi težavami. V tej tabeli lahko prepoznate težave in poiščete rešitve:

Izdaja

Vzrok

Rešitev

Spoji s hladno spajko

Premalo toplote ali slaba pasta

Ponovno segrevanje s topilom in orodjem za vroč zrak

Tombstoning

Neenakomerno segrevanje ali napačna namestitev

Uravnoteženje bakra, izboljšanje umestitve

Kroglice spajke

Hitrost segrevanja je previsoka

Zmanjšajte hitrost segrevanja

Razpokani kondenzatorji

Hitre temperaturne spremembe

Upočasnitev ogrevanja in hlajenja

Delaminiranje

Vlaga v PCB

Deske pred peko, shranjujte v suhem prostoru

Če opazite hladen sklep, nanesite malo fluksa, uporabite orodje z vročim zrakom pri 300-350 °Cin pustite, da se spoj naravno ohladi. Popravila vedno preglejte s povečevalnikom in preizkusite z multimetrom.

Najboljše prakse

Rezultate lahko izboljšate z naslednjimi ukrepi najboljše prakse:

  • Spajkalno pasto shranjujte na hladnem mestu in pred uporabo pustite, da doseže sobno temperaturo.

  • Pred nanosom spajkalne paste PCB očistite z izopropil alkoholom.

  • Preverite vse sestavne dele, ali so upognjeni zatiči ali poškodovani.

  • Uporabite zunanji digitalni termometer za preverjanje temperature v pečici. na ključnih točkah. To vam pomaga kalibrirati pečico za natančen nadzor.

  • Pečico prilagodite z dodatnimi grelnimi elementi ali izolacijo za enakomerno segrevanje. V pomoč je lahko konvekcijski ventilator, vendar ga uporabljajte previdno, da se izognete premikanju majhnih delov.

  • Redno umerjajte pečico in preverite, ali v njej ni vročih ali hladnih mest.

🛠️ Opomba: Skrbna priprava in nadzor vedno omogočata zanesljive spajkane spoje profesionalne kakovosti.

Pretačenje tiskanih vezij lahko obvladate doma, če upoštevate naslednje korake: pripravite ploščo, nastavite pečico, previdno pretačite in preverite svoje delo. Bodite pozorni na nadzor temperature in varnost. Pogoste napake, kot so napačno poravnavo, popcorning in praznjenje se je mogoče izogniti s potrpežljivostjo in pravilno tehniko.

Napaka

Kako se izogniti

Neusklajenost

Zmanjšajte gibanje, uporabljajte flux

Popcorning

Komponente ohranjajte suhe

Praznjenje

Segrevajte dlje, preklopite pasto

Preizkusite različne metode in orodja. Za ročni nadzor uporabite termometer. Z vajo boste izboljšali rezultate in izdelali zanesljive plošče.

POGOSTA VPRAŠANJA

Ali lahko za spajkanje s ponovnim spajkanjem uporabljam navadno kuhinjsko pečico?

Kuhinjsko pečico lahko uporabljate, vendar je nikoli več ne uporabljajte za hrano. Hlapi spajke lahko onesnažijo površine. Za projekte s področja elektronike se bolje obnese posebna pečica za opeko.

Kako vem, kdaj se je spajka pravilno stopila?

Pazite, da se spajka zasveti in se okoli vsake ploščice oblikujejo majhne, gladke kroglice. To spremembo lahko opazite skozi okence pečice. V tej fazi ne odpirajte pečice.

Kaj naj storim, če se komponente med prepihovanjem premikajo?

  • Postopek ustavite.

  • Pustite, da se deska ohladi.

  • Sestavne dele namestite s pinceto.

  • Ponovno zaženite cikel ponovnega litja.

Skrbna namestitev pred segrevanjem pomaga preprečiti to težavo.

Ali je spajkalna pasta brez svinca varnejša od paste s svincem?

Spajkalna pasta brez svinca zmanjšuje tveganje za zdravje, vendar še vedno potrebujete dobro prezračevanje. Pri obeh vrstah se sproščajo hlapi. Za varnost vedno nosite masko in uporabljajte odsesovalnik hlapov.

Ali lahko obojestranske plošče prepalim v domači pečici?

Plošče lahko prepihate obojestransko. Težje komponente najprej položite na spodnjo stran. Nato dodajte zgornje komponente in postopek ponovite. Uporabite minimalno količino spajkalne paste, da deli ostanejo na mestu.

 

Pomaknite se na vrh