Solda por refluxo em forno torradeira (BGA): 10 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Fazer o trabalho de refluxo de solda pode ser caro e difícil, mas felizmente existe uma solução simples e elegante: Fornos torradores. Este projeto mostra minha configuração preferida e os truques para fazer o processo funcionar sem problemas. Neste exemplo, vou me concentrar em fazer o refluxo de um BGA (matriz de grade de bola).

Etapa 1: Encontre um Forno Torradeira

Você está procurando por duas coisas principais, um botão de temperatura ajustável e um cronômetro que irá diminuir o tempo. Quanto mais precisão você conseguir no cronômetro, melhor.

Além disso, se você conseguir, algum tipo de fluxo de ar forçado melhorará a uniformidade da temperatura do forno, mas você deve certificar-se de que o fluxo de ar não seja poderoso o suficiente para mover seus componentes.

Etapa 2: Obtenha um termômetro e cronômetro

Mesmo que o miniforno tenha um ponto de ajuste de temperatura e um temporizador integrado, você ainda deseja obter algumas leituras mais precisas. Pegue um termômetro de forno barato e jogue-o dentro do forno e um cronômetro com alarme para lembrá-lo de verificar seus PCBs de cozimento.

Etapa 3: Faça seus PCBs

Neste exemplo, estou trabalhando com um ADXRS300 que é um girômetro de 1 eixo fabricado pela Analog Devices. Ele vem em um pacote de grade de bolas com as bolas já fixadas na parte inferior do componente. O PCB precisa ser projetado com almofadas para cada uma das bolas, junto com um contorno serigrafado para facilitar o alinhamento do componente (o que é fundamental quando você não pode realmente ver as almofadas). Além disso, duh, certifique-se de marcar a localização do pino 1.

Etapa 4: Adicionar Flux ao PCB

As bolas no BGA não têm fluxo, então você * absolutamente * precisa colocar fluxo na placa antes de fazer o refluxo. Se você não adicionar fluxo, o óxido na parte superior das almofadas impedirá que as bolas fluam e você acabará com bolas ligeiramente esmagadas que não estão realmente conectadas ao PCB subjacente.

Etapa 5: Alinhe os componentes na PCB

Posicione o PCB na bandeja do miniforno, de preferência orientado de forma que você possa ficar de olho nele pela janela do forno. Posicione precisamente o componente no PCB usando o contorno serigrafado para fazer o alinhamento. Você não precisa ser exatamente preciso, pois o refluxo da solda realmente puxará o componente para o alinhamento, mas você deve tentar chegar o mais próximo possível. O pior cenário seria ter o componente deslocado em mais da metade do passo de espaçamento da bola, o que faria com que o componente se deslocasse em um conjunto de almofadas. Não é bom.

Etapa 6: Comece a cozinhar

Feche a porta do forno torradeira (certifique-se de não bater o componente fora do alinhamento.) Ajuste o seletor de temperatura para algo em torno de 450 e inicie o cronômetro em cerca de 20 minutos. Mais tarde, depois de determinar as características de seu miniforno específico, você pode começar a usar valores exatos. Mas, por enquanto, usaremos nosso termômetro de forno e o temporizador externo para acompanhar o que está acontecendo.

Etapa 7: Observe a temperatura

Fique de olho no termômetro. Você terá que verificar o perfil de refluxo de seus componentes específicos para saber a temperatura que está tentando atingir. No meu caso, as bolas de solda começariam a derreter a 183C e eu queria atingir uma temperatura máxima de 210C. Se você for além de 230-240C, começará a incinerar seus PCBs, o que, embora seja divertido, provavelmente não é o que você deseja.

Etapa 8: Desligue o Forno Torradeira

Assim que o forno atingir a temperatura máxima desejada, desligue-o!

Etapa 9: Deixe esfriar e não mova nada

Você pode acelerar o processo de resfriamento abrindo a porta da frente do miniforno … MAS, certifique-se de não empurrar os componentes ou movê-los de qualquer forma. A solda ainda está líquida neste ponto e se você cutucar o componente, você o mudará de lugar e o estragará. Esta é a hora de simplesmente ir embora. Quando a temperatura cair abaixo de 100 ° C (ou 50 ° C se você for paranóico), você pode se sentir livre para mover as coisas.

Etapa 10: inspecione e aproveite

Você deve se certificar de que todas as bolas estão conectadas e que o componente está fortemente conectado ao PCB. Esta imagem mostra 3 dos BGAs refluídos integrados em uma unidade de medição inercial de 3 eixos.