Guía sencilla de perfiles de soldadura por reflujo para SMT sin plomo. Conozca las zonas clave, el TAL y los defectos comunes para mantener la fiabilidad de las placas de control de lavavajillas y congeladores.
Si dirige una línea SMT, ya sabe una cosa: el horno de reflujo puede alegrarle el día o acabar totalmente con su rendimiento.
Puedes comprar una pasta rápida. Puede utilizar pasta de primera calidad. Pero si el perfil de la soldadura del reflujo es incorrecto, los tableros para su regulador del congelador o PCB del lavaplatos todavía salen con las aberturas, los vacíos y las faltas al azar del campo. QIAO ve este problema una y otra vez cuando hablamos con socios OEM y EMS.
En este artículo explicamos qué es realmente un perfil de soldadura por reflujo, cómo funcionan las cuatro zonas y cómo ajustarlas para obtener un resultado estable.
A perfil de soldadura por reflujo no es más que una curva de temperatura en función del tiempo que sigue la placa de circuito impreso durante su paso por el horno.
Controla esta curva con:
En meta es simple:
Caliente toda la placa de forma controlada para que todas las juntas se fundan, se humedezcan y se enfríen siguiendo un patrón seguro y repetible.
Para una placa de circuito impreso de control de un lavavajillas comercial, o un controlador de congelador dentro de un armario con pesadas lavavajillas estantería de alambre, ...no sólo quieres que pase el ICT una vez. Quiere que sobreviva a años de vapor, vibraciones y ciclos de alimentación. Esa fiabilidad empieza en el horno de reflujo.
La mayoría de las líneas SMT sin plomo utilizan un perfil de cuatro zonas:
En el zona de precalentamiento, se pasa de la temperatura ambiente a unos 150-180 °C.
Si rampa demasiado rápido, sus condensadores 0402 puede agrietarse, y la pasta puede “palomitas de maíz” o escupir bolas. Si la rampa es demasiado lenta, el tiempo de ciclo se vuelve loco y el comportamiento de la pasta cambia de forma extraña.
En el zona de remojo, La temperatura de la placa es de aproximadamente 150-200 °C (algunas recetas sin plomo son un poco más altas) durante un tiempo determinado.
En placas de tecnología mixta (por ejemplo, una placa de control que controle ventiladores, calefactores e iluminación dentro de un armario refrigerado con lavavajillas estantería de alambre - la masa térmica varía mucho. El remojo ayuda a que la pequeña almohadilla del sensor y la gran pata del MOSFET alcancen temperaturas similares antes de llegar al pico.
En el reflujo / zona pico, la pasta se derrite.
Para aleaciones comunes sin plomo (como las de tipo SAC):
Si TAL es demasiado corto, ya ves:
Si TAL es demasiado largo, o pico es demasiado caliente, ya ves:
Este tipo de perfil parece sencillo sobre el papel, pero en la práctica es complicado. Una placa pesada para una unidad de congelación con relés y transformadores no se calentará igual que un controlador fino para tiras de luz LED en su productos personalizados.
En el zona de enfriamiento, Si no lo hace, la placa volverá a estar a una temperatura de manipulación segura.
Si se enfría demasiado rápido, se corre el riesgo de que se produzcan grietas por tensión y se levante la almohadilla. Si se enfría demasiado despacio, los granos de soldadura se vuelven gruesos y la resistencia mecánica disminuye. No querrás que el controlador de tu lavavajillas muera porque el soporte de cables se haya golpeado miles de veces.
Puede utilizar esta tabla como punto de partida cuando hable con su ingeniero de procesos o proveedor de hornos. Los valores reales deben coincidir con la hoja de datos de la pasta y los límites de los componentes, pero los intervalos ayudan a enmarcar la discusión.
| Zona de reflujo | Parámetros clave | Gama típica (sin plomo) | Propósito en el perfil |
|---|---|---|---|
| Precaliente | Velocidad de rampa | ~1-3 °C/s | Evitar el choque térmico, controlar la evaporación del disolvente |
| Precaliente | Rango de temperatura | 25 → 150-180 °C | Acerque la tabla a la temperatura de inmersión de forma segura |
| Precaliente | Tiempo | ~60-90 s | Calentamiento suave, desgasificación estable |
| Remoje | Rango de temperatura | ~150-200 °C | Igualar temperatura, activar fundente, limpiar óxidos |
| Remoje | Tiempo | ~60-120 s | Reducir ΔT en todos los ámbitos, reducir tombstoning |
| Reflow / Pico | Pico por encima del deshielo | ~20-40 °C por encima de la fusión de la aleación | Garantizar la fusión completa sin sobrecarga |
| Reflow / Pico | TAL (sobre fusión) | ~30-60 s | Humectación completa, control del crecimiento intermetálico |
| Refrigeración | Tasa de enfriamiento | ~2-4 °C/s | Controlar la microestructura, evitar grietas y alabeos |
| Refrigeración | Tiempo hasta <100 °C | ~30-60 s | Alcanzar la temperatura de manipulación segura de forma estable |
No es necesario acertar todos los números a la perfección. Pero si te alejas mucho de esta ventana y sigues esperando un rendimiento estable, es más bien una ilusión.
Cuando el perfil es incorrecto, la tabla te lo dice. Aquí tienes una rápida tabla de trucos que puedes compartir con tu equipo.
| Tipo de defecto | Lo que se ve en el tablero | Probable problema de perfil |
|---|---|---|
| Tombstoning | Un extremo de 0402/0603 levantado | ΔT grande, remojo demasiado corto, desequilibrio de la pasta |
| Bolas de soldadura | Esferas pequeñas cerca de las almohadillas | Rampa demasiado rápida, remojo demasiado frío, ebullición demasiado fundente |
| Junta fría / junta opaca | Superficie granulada y mate, se abre durante la prueba | TAL demasiado corto, pico demasiado bajo |
| Tablero quemado / fundente oscuro | PCB marrón, carbonización, olor | Pico demasiado alto, TAL demasiado largo |
| MLCC agrietado | Fallos prematuros en el campo, microfisuras | Rampa de precalentamiento demasiado pronunciada, choque térmico |
| Vaciado | Grandes burbujas en rayos X | Remojo excesivo, pasta incorrecta, mal diseño del esténcil (tema DFM) |
Cuando QIAO visita a socios de EMS que construyen cuadros de control para componentes del congelador y componentes de unidades de refrigeración, ...estos patrones aparecen todo el tiempo. Normalmente la historia es: “Cambiamos la pasta, pero nadie volvió a perfilar el horno”. Entonces los RMA empiezan a subir lentamente.
No partas del “viejo perfil dorado” o de lo que te dio el vendedor de hornos en 2018.
En su lugar:
Por ejemplo, si el controlador de su lavavajillas tiene relés grandes, MCU de paso fino y conectores para productos personalizados sensores, el componente más débil establece su techo.
Las tablas reales nunca se calientan como la simulación.
Así que tú:
Su objetivo es mantener todos los puntos de medición dentro de la “ventana de proceso” permitida, no sólo un punto afortunado. Es un trabajo aburrido, pero se amortiza con un rendimiento estable.
Dos cifras clave que muchos equipos ignoran:
Si ΔT es demasiado grande, es fácil que se produzcan tombstoning y resultados mixtos en piezas altas y cortas. Si TAL varía mucho de una esquina a otra, algunas juntas apenas se funden y otras se cuecen en exceso.
Una regla sencilla para el trabajo diario:
Se trata de conversaciones reales del sector, no de palabras de marketing. Los operadores y los PE pueden consultarlo cada semana.
Usted se preguntará: “Nosotros sólo fabricamos hardware. ¿Por qué deberíamos preocuparnos tanto por las curvas de reflujo?”.”
Fíjese en un típico vitrina comercial o un sistema de lavado de vajilla:
QIAO se centra en Servicios de fabricación de estanterías de alambre a medida, Pero asistimos a muchas reuniones en las que no sólo se habla del tamaño del cable o del revestimiento. Los compradores y los ingenieros también hablan de:
Los perfiles de soldadura por reflujo estables son una parte silenciosa de su pila de calidad. Mantienen vivos los controladores, para que sus estanterías metálicas, puertas de congelador y cestas de lavavajillas puedan hacer su trabajo sin dramas.
