Saludos compañeros de Reballing.es,
La idea que tengo es presentar una miniguia de las nociones basicas de reballing para que la gente que comienza en este mundillo tenga una base y poder entender las cosas que tienen que tener en consideracion a la hora de hacer reballing, cualquier aportacion de cualquier usuario que se considere util se agregara a la guia, la informacion que voy a presentar aqui es sacada de diferentes sitios que he leido en el transcurso de los años y de mi propia experiencia.
Para definir un perfil adecuado tenemos que tener en cuentas diferentes cosas y van a variar segun el luegar donde este la maquina y la temperatura inicial a la que se trabaja, dicho esto tenemos que aclarar que no hay un perfil perfecto para todas las maquinas, 2 maquinas identicas una en el polo norte y otra en el polo sur tendran perfiles totalmente distintos.
Lo primero a tener en cuenta es el punto de fusion de la soldadura, es el punto donde la soldadura deja de ser solida y pasa a estado liquido.
Para Sn63Pb37 es de 183ºC (Estaño y Plomo)
para Sn95.6Ag3.5Cu0.9 de 217ºC (Estaño, Plata y Cobre)
para Sn96.5Ag3.5 de 221ºC. (Estaño y Plata)
Estas son las soldaduras mas comunes que nos vamos a encontrar.
Sabiendo esto tenemos que tener varias cosas en consideracion y partir el perfil en partes.
Lo primero que tenemos que saber es el TAL (Time Above Liquids) Es el tiempo que tarda tu maquina en llegar al punto de fusion. Es recomendable que este entre los 60 y 150 segundos, esto va a variar segun la placa componente y estaño que use el chip.
Lo segundo es PPT (Package Peak Temp), Es la temperatura que medimos en la parte alta del encapsulado, todos los chips tienen un limite de PPT que lo da el fabricante y va depender del chip y de su grosor suelen ser altos entre 245 - 280 grados.
Lo tercero SJT (Solder Joint Temp) es la temperatura que deseamos en la union del chip y la placa, esta temperatura es la que garantiza la correcta union de la soldadura y los pads, suelen ser unos 15 a 30 grados mas del punto de fusion y esta temperatura no deberia mantenerse por mas de 10 o 15 segundos.
Estas son las consideraciones a tener en cuenta para pensar lo que necesitas saber para que tu perfil no dañe los chips y logres una soldadura optima.
Sabiendo esto tenemos los pasos basicos a tener en cuenta en el perfil.
PRECALENTAMIENTO.
El calentamiento de la placa (PCB) desde la temperatura ambiente hasta los 120-150 ºC sirve para evaporar la humedad así como para eliminar tensiones internas y gases residuales de la placa. Si seleccionamos un periodo comprendido entre 1 y 5 minutos para este segmento, el precalentamiento también sirve como transición gradual a la siguiente fase de temperatura, el tiempo óptimo depende del tamaño de la placa y del número de componentes. Es el proceso de precalentamiento de la placa y el chip, antes de acercarse a las temperaturas de activación de flux. Se dan recomendaciones de gradientes máximos de 1ºC/s.
Este proceso es vital ya que evitara estress termico en la placa, evitara pandeos por cambios de temperatura bruscos y facilitara la extraccion o colocacion del chip ya que a esas temperaturas el chip no sufre un estress termico extremo y facilita el cambio de temperatura a las temperaturas en las que si podemos dañar el chip, no es lo mismo cambiar de 30 grados a 220 grados de golpe a tener la placa precalentada a 120 grados y cambiarla a 220 el tiempo y el estress para este cambio sera inferior.
ACTIVACION DEL FLUX.
El calentamiento activa la licuación del flux contenido en la aleación del estaño, lo que permite eliminar capas de óxido en los componentes en su preparación para la soldadura. El flux comienza a realizar su trabajo alrededor de los 150ºC, o antes dependiendo del fabricante, y para cuando lleguemos a los 200ºC ya debería haber realizado su función. Los fabricantes recomiendan que se mantenga la placa entre estas dos temperaturas durante 60 a 120 segundos, esto variara segun el flux que uses y la calidad del mismo.
REFLOW.
Es el paso donde ocurre la soldadura. Aquí se alcanza el valor más alto de temperatura en el proceso de soldadura, por lo que los componentes se pueden dañar fácilmente si la temperatura y/o el tiempo han sido seleccionados de manera incorrecta. Después del fundido del estaño a alta temperatura, todos los componentes “flotan” sobre la superficie del estaño líquido. Como resultado de la tensión superficial ejercida por el flux y el estaño líquido, los componentes serán empujados hacia el centro de las isletas de soldadura (pads), lo que provoca que los componentes se posicionen de manera automática. Los vapores del flux que tiene el estaño, el propio estaño y la superficie metálica de los componentes, forman todos juntos una capa de aleación que, por infiltración, crean la estructura ideal para la soldadura. Esta etapa debe mantenerse lo más corta posible para proteger los componentes de posibles daños debidos al sobrecalentamiento. La rampa en este paso se recomienda que no supere los 3 ºC/s.
ENFRIAMIENTO.
Es la zona siguiente al reflow donde los materiales y componentes vuelven a la temperatura ambiente. Se debe tener cuidado de realizar esta etapa en forma gradual para evitar shock térmico en los componentes y la placa. La rampa decreciente se recomienda que no baje de los 6ºC/s.
Dicho esto un perfil bien hecho y calculado no deberia superar los 8min desde que empieza el precalentamiento hasta el final del proceso de enfriamiento.
Si alguno quiere aportar algo mas lo agregare a la guia.
Un saludo y suerte en los ajustes de sus perfiles =)
