Soldadura por reflujo en horno tostador (BGA): 10 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Hacer trabajos de reflujo de soldadura puede ser costoso y difícil, pero afortunadamente existe una solución simple y elegante: los hornos tostadores. Este proyecto muestra mi configuración preferida y los trucos que hacen que el proceso funcione sin problemas. En este ejemplo, me centraré en hacer reflujo de un BGA (matriz de rejilla de bolas).

Paso 1: encuentra un horno tostador

Está buscando dos cosas principales, una perilla de temperatura ajustable y un temporizador que se detendrá. Cuanta más precisión pueda obtener en el temporizador, mejor.

Además, si puede obtenerlo, algún tipo de flujo de aire forzado mejorará la uniformidad de la temperatura del horno, pero debe asegurarse de que el flujo de aire no sea lo suficientemente potente como para mover sus componentes.

Paso 2: consiga un termómetro y un temporizador

Aunque el horno tostador tiene un punto de ajuste de temperatura y un temporizador integrado, aún desea obtener lecturas más precisas. Obtenga un termómetro de horno barato y tírelo dentro del horno y obtenga un temporizador con una alarma para recordarle que debe verificar sus PCB de horneado.

Paso 3: Haga sus PCB

En este ejemplo, estoy trabajando con un ADXRS300 que es un girómetro de 1 eje fabricado por Analog Devices. Viene en un paquete de matriz de rejilla de bolas con las bolas ya unidas a la parte inferior del componente. La PCB debe diseñarse con almohadillas para cada una de las bolas, junto con un contorno serigrafiado para facilitar la alineación del componente (lo cual es fundamental cuando en realidad no se pueden ver las almohadillas). Además, asegúrate de marcar la ubicación del Pin 1.

Paso 4: agregue Flux a la PCB

Las bolas en el BGA no tienen flujo, por lo que * absolutamente * tienes que poner flujo en el tablero antes de hacer el reflujo. Si no agrega fundente, el óxido en la parte superior de las almohadillas evitará que las bolas fluyan y terminará con bolas ligeramente aplastadas que en realidad no están conectadas a la PCB subyacente.

Paso 5: alinee los componentes en la PCB

Coloca el PCB en la bandeja del horno tostador, preferiblemente orientado para que puedas vigilarlo a través de la ventana del horno. Coloque con precisión el componente en la PCB utilizando el contorno serigrafiado para hacer la alineación. No tiene que ser exactamente exacto ya que el reflujo de la soldadura realmente alineará el componente, pero debe intentar acercarlo lo más posible. En el peor de los casos, el componente se desplazaría en más de la mitad del paso de espacio de la bola, lo que provocaría que el componente se desplazara en un juego de almohadillas. No es bueno.

Paso 6: Empiece a cocinar

Cierre la puerta del horno tostador (asegúrese de no golpear el componente fuera de alineación). Ajuste el dial de temperatura en algún lugar alrededor de 450 y encienda el temporizador en aproximadamente 20 minutos. Más adelante, una vez que haya determinado las características de su horno tostador en particular, puede comenzar a usar valores exactos. Pero por ahora vamos a utilizar nuestro termómetro de horno y el temporizador externo para realizar un seguimiento de lo que está sucediendo.

Paso 7: observe la temperatura

Vigila el termómetro. Tendrá que verificar el perfil de reflujo de sus componentes particulares para saber qué temperatura está tratando de alcanzar. En mi caso, las bolas de soldadura comenzarían a derretirse a 183 ° C y quería alcanzar una temperatura máxima de 210 ° C. Si va más allá de 230-240C, comenzará a incinerar sus PCB, lo que, aunque divertido, probablemente no sea lo que desea.

Paso 8: Apague el horno tostador

Tan pronto como el horno alcance la temperatura máxima deseada, ¡apáguelo!

Paso 9: ¡Déjelo enfriar y no mueva nada

Puede acelerar el proceso de enfriamiento abriendo la puerta frontal del horno tostador … PERO, asegúrese de no empujar los componentes ni moverlos de ninguna manera. La soldadura todavía es líquida en este punto y si empuja el componente, lo moverá y lo arruinará. Este es el momento de simplemente alejarse. Una vez que la temperatura desciende por debajo de los 100 ° C (o 50 ° C si es paranoico), puede sentirse libre de mover las cosas.

Paso 10: Inspeccione y disfrute

Debe asegurarse de que todas las bolas estén conectadas y que el componente esté firmemente unido a la PCB. Esta imagen muestra 3 de los BGA refluidos integrados juntos en una unidad de medición inercial de 3 ejes.