Cómo elegir el horno de reflujo adecuado para soldadura con o sin plomo

Estás delante de dos hojas de especificaciones.
Un trabajo sigue siendo soldadura con plomo.
El próximo gran cliente quiere RoHS sin plomo.

Y sólo quieres un horno de reflujo, no dos monstruos que consumen espacio y energía.

Veamos cómo elegir un horno de reflujo que pueda funcionar tanto con plomo como sin plomo, sin convertir su línea SMT en un espectáculo diario de extinción de incendios.

Aleaciones de soldadura con plomo frente a sin plomo y temperatura de reflujo

En primer lugar, olvídese por un momento de las marcas. Piense en las metal y el calor.

• Típica pasta con plomo: Sn63/Pb37, se derrite alrededor de 183 °C.
• Típica pasta sin plomo: SAC305, se derrite alrededor de 217-219 °C.

Para conseguir una buena humectación, su temperatura máxima debe estar por encima del punto de fusión:

Puedes ver el patrón:

Si el horno no puede cómodamente ejecutar un perfil limpio sin plomo, siempre se sentirá débil, incluso para plomada.

Así que elija el horno de reflujo por el más duro trabajo: sin plomo.

Características clave del horno de reflujo para perfiles con y sin plomo

Temperatura máxima y estabilidad de la temperatura

Para la producción mixta, el horno debe:

• Llegue a al menos 260 °C de pico en la zona de soldadura con algo de margen.
• Mantenga un perfil estable para que la diferencia de temperatura de la placa sea pequeña y no salte por todas partes.

Si su horno apenas alcanza los 245 °C cuando es nuevo, en un año, con polvo, filtros y ventiladores medio bloqueados, puede que no alcance el calor suficiente para un trabajo ajustado sin plomo. Entonces los operarios empiezan a “afinar por tacto” y la calidad de la línea baja.

Usted quiere el horno que todavía se siente relajado en pico sin plomo.

Zonas de calentamiento y velocidad del transportador

Más zonas = más control.

Para los serios sin plomo:

• Objetivo 7-10 zonas de calefacción para la producción en serie.
• Asegúrese de que la velocidad del transportador tiene un amplia gama ajustable, para que pueda ajustar el perfil para placas finas, cobre grueso, disipadores de calor grandes, lo que el cliente envíe.

Con muy pocas zonas, siempre hay que hacer concesiones:

• Si fija el perfil para una placa grande y pesada, la pequeña placa controladora de un sistema de refrigeración puede sobrecalentarse.
• Si se arregla para la tabla pequeña, la tabla grande sale con juntas frías y filetes sin plomo sin brillo.

En la vida real, tu ingeniero de NPI no tiene tiempo para pelearse con el horno cada vez que llega un nuevo proyecto.

Capacidad de reflujo de nitrógeno para soldadura sin plomo

La soldadura sin plomo se oxida más. Por eso muchas fábricas hablan mucho de reflujo de nitrógeno:

• El nitrógeno puede mejorar la humectación para QFP, BGA, QFN de paso fino.
• Puede reducir la formación de bolas de soldadura y puentes aleatorios en pads estrechos.

Pero el nitrógeno no es gratis. El coste del gas y el mantenimiento son reales. Muchas plantas utilizan una estrategia simple:

• Productos de consumo, paso estándar → el reflujo de aire está bien.
• Automoción, medicina, cuadros de control de la cadena de frío → nitrógeno en líneas críticas.

Así que cuando vea un horno de reflujo, pregunte:

• ¿Es el nitrógeno una opción si su cliente exige un nivel AEC-Q o similar?
• ¿Puede encenderlo sólo cuando un producto específico realmente lo necesite?

Diseño de la zona de enfriamiento y control del alabeo

Para los sin plomo, el pico es alto. La refrigeración importa mucho:

• Demasiado rápido: La placa de circuito impreso se deforma, la BGA y los conectores sufren tensiones.
• Demasiado lenta: la estructura del grano de la soldadura no es ideal y el rendimiento de la línea disminuye.

Busca:

• Zonas de refrigeración separadas con ventiladores regulables.
• Pendiente de enfriamiento suave, no sólo “a tope” después de un túnel caliente.
• Posibilidad de utilizar soportes o palés para tablas largas.

Si construyes componentes electrónicos que funcionen junto con componentes de unidades de refrigeración y marcos metálicos, a menudo montas relés pesados, terminales grandes y conectores en tu PCB. A esos les encanta retorcer la placa si la refrigeración es una locura. Una sección de refrigeración decente te ahorrará muchos fallos misteriosos más adelante.

Escenarios reales de fábrica: Un horno de reflujo, dos tipos de soldadura

Escenario 1: Trabajo heredado con plomo + Nuevo cliente sin plomo

Esto es habitual:

• Un antiguo cliente doméstico sigue utilizando SnPb.
• Nuevas fuerzas de exportación RoHS sin plomo en la misma línea SMT.

Lo que necesitas del horno:

1. Recetas preestablecidas
   • Un perfil para plomo, otro para sin plomo.
   • Los operarios eligen del menú en lugar de hacer “ingeniería manual” en cada lote.
2. Buena uniformidad térmica
   Cuando pasas de una pequeña placa de control a una placa de potencia más grande, no quieres rehacerlo todo desde cero.
3. Normas de manipulación limpias
   • Reglas claras sobre qué línea, qué estarcido, qué pasta es con plomo o sin plomo.
   • Sin contaminación cruzada, especialmente en sus trabajos de exportación.

Su línea SMT parece estable, y los chicos de calidad dejan de gritar.

Escenario 2: Cadena de frío y electrónica de refrigeración

Digamos que su fábrica también construye protector de la rejilla del ventilador y otras piezas metálicas para cámaras frigoríficas, e integras placas de circuito impreso de control para esos sistemas.

Ahora:

• La junta ve condensación, vibración, ciclos de temperatura.
• Usted puede tener conectores para grandes fans y triacs/MOSFETs para el control del compresor.

En este caso, el horno de reflujo desempeña un papel “silencioso” pero muy importante:

• Las juntas sin plomo deben resistir miles de ciclos de encendido y apagado.
• No hay junta fría en un controlador de ventilador, o tu bonito protector de ventilador no protege nada porque el ventilador ni siquiera arranca.

En este tipo de proyectos, muchos compradores hablan con frases como:

• “Necesitamos una fiabilidad de campo sólida como una roca, no sólo belleza”.”
• “La línea debe ser estable, sin dramas en temporada alta”.”

Así que preguntan a su equipo sobre:

• Registros de perfiles de reflujo
• Gráficos SPC
• Cómo se verifica la ventana de proceso sin plomo

Si su horno admite un registro de datos y una trazabilidad sencillos, su equipo de ventas podrá mostrarles curvas reales en lugar de limitarse a decir “nuestra calidad es muy buena la”.

Lista de comprobación sencilla para elegir un horno de reflujo

Cuando te sientes con el proveedor del horno, ten esta pequeña lista a tu lado. Si la mayoría de las respuestas son “sí”, vas por buen camino.

Lista de comprobación para la compra de hornos de reflujo con y sin plomo

• ¿Puede el horno de reflujo ejecutar un pico estable sin plomo (alrededor de 240-250 °C) con margen?
• ¿Ofrece 7 o más zonas de calefacción, ¿para poder afinar diferentes diseños de placas?
• ¿Existe una opción para reflujo de nitrógeno para trabajos de alta fiabilidad más adelante?
• ¿La sección de refrigeración permite velocidad de enfriamiento controlada ¿para reducir el alabeo?
• ¿Puede el sistema almacenar varios perfiles (con plomo / sin plomo / NPI) y parámetros de bloqueo?
• ¿Es fácil conectar un perfilador y capturar datos reales? curvas de temperatura para los clientes?
• ¿Da el proveedor apoyo al proceso, no sólo una máquina y un manual en PDF?

Si la respuesta es “no” muchas veces, no espere que la línea funcione mágicamente sin problemas cuando mezcle plomo, sin plomo, muestras, pedidos urgentes... la vida será más dura.

Cómo se relaciona esto con su negocio

Para una empresa como la suya, ofrecer servicios de fabricación de estanterías de alambre a medida y piezas de construcción como rejillas para congelador, componentes de unidades de refrigeracióny cámara frigorífica hardware, la placa de circuito impreso es sólo una pieza del sistema.

Pero..:

• Un proceso de reflujo débil puede detener el cámara frigorífica completa.
• Un horno robusto con buenos perfiles hace que su línea SMT esté a la altura de la calidad mecánica de su estantería de alambre y conjuntos metálicos.