Perfilado del horno de reflujo

El perfilado del horno de reflujo puede ser un esfuerzo lento, costoso y minucioso. Los perfiles de reflujo que utilizan termocuplas (CT) pueden ser tan útiles como las pruebas de cromatografía iónica (IC) y de medidor extensiométrico (SG). Sin embargo, la colocación incorrecta de las CT o el SG, o la elección incorrecta  de la ubicación para ejecutar una prueba de IC, puede proporcionar resultados inexactos. Las pruebas de SG e IC se explorarán en futuras publicaciones del blog, pero por ahora, centrémonos en la elaboración de perfiles. El reflujo es un proceso monolítico. No importa dónde se ubique una termocupla (TC), si el horno está bien construido, diseñado y mantenido, todo el conjunto se someterá a la misma configuración del horno. El primer paso en la elaboración de perfiles es establecer una temperatura de referencia para el horno. En cualquier punto de recorrido dentro del horno, desde la entrada hasta la salida, una TC debe medir la misma temperatura, desde la parte delantera del horno hasta la parte posterior. Idealmente, la proximidad de la TC a los rieles de transporte no debería afectar a la uniformidad del calentamiento en comparación con una ubicada en el medio del espacio entre los rieles o en cualquier punto intermedio. Si se utiliza una correa de malla, la uniformidad de calentamiento no debe variar a lo largo del ancho utilizable de la correa. Una vez establecida la línea de base, no debe variar entre turnos, cambios en el entorno de la planta, ciclos de mantenimiento preventivo, etc.  Si el horno es uniforme y estable, ubicar una termocupla en el componente más pequeño asegurará que cada componente similar medido en cualquier otro lugar produzca una medición similar; lo mismo ocurre con el componente más grande. Si tiene acceso a los archivos de Gerber PCB, busque una ubicación en la placa de circuito en donde se pueda encontrar la densidad más baja de capas internas, depósitos de cobre y disipadores térmicos. Esta ubicación tenderá a ser el punto más caliente en la placa de circuito y es donde se debe colocar la primera TC. El componente más grande junto con la mayor densidad de capas, depósitos de cobre y disipadores térmicos será el lugar más fresco en la PCBA. Coloque la segunda TC en esta ubicación. Con estas dos ubicaciones de TC identificadas, esencialmente todo lo demás en el medio se considera irrelevante. Ingrese un perfil que reduzca la diferencia de temperatura entre estos dos extremos. El perfil también debe estar dentro de la ventana de proceso para la pasta de soldadura que se esté utilizando. Dado que el tamaño de la placa de circuito y la carga (el espacio entre PCB sucesivos que fluyen a través del horno) pueden afectar la uniformidad de calentamiento entre los PCBA, es importante caracterizar el efecto que estas diferencias pueden tener simplemente al ejecutar el perfil PCBA por sí mismo y con la máxima carga. Dado que la carga es variable durante la producción, un horno bien diseñado debe minimizar dicho efecto, pero se necesita una prueba.  El trabajo inicial necesario para proporcionar evidencia de la uniformidad y estabilidad del horno es un requisito previo para utilizar este enfoque de dos TC; de lo contrario, utilice tantos TC como el generador de perfiles pueda aceptar.

A continuación se muestra un ejemplo de un accesorio TC con cinta de aluminio. Una vez que se haya establecido el perfil óptimo utilizando el método de dos TC, añada una termocupla adicional con cinta de aluminio como se muestra a continuación y ejecute un perfil final. Comparar la respuesta del perfil con cinta adhesiva de aluminio con los perfiles de verificación futuros utilizando este método de conexión de TC simple y único será suficiente para decir que el perfil y el horno cumplen con los objetivos establecidos. Una gran BGA, LGA, QFP o un área abierta plana y sin trabas de la PCBA son ubicaciones ideales para esta TC. Usar frecuentemente este perfilado simple puede mejorar el mantenimiento predictivo del horno al identificar cuándo los resultados del perfil comienzan a desviarse. 

Foto cortesía de kicthermal.com/fixtures-accessories/aluminum-tape/

La elaboración de perfiles nunca debe ser el principio y el fin de todo al calificar su proceso. En conjunto con las inspecciones de secciones transversales, rayos X y pasta de soldadura, la combinación de todos estos métodos de verificación dará como resultado un proceso de fabricación de clase mundial. Junto con nuestros excepcionales productos de soldadura, pastas de soldadura, preformas de soldadura, TIM metálicos, fundente y una amplia selección de aleaciones de soldadura, Indium Corporation se asocia con proveedores líderes de perfiladores, fabricantes de hornos, limpiadores de placas de circuitos y fabricantes de equipos de inspección para brindar a nuestros clientes el mejor soporte para sus desafíos electrónicos, semiconductores y materiales.