SMTはんだリフロー温度プロファイル

SMTはんだ付けのためのDIYリフローオーブンに関する多くのウェブサイトとフォーラムを読みました。また、はんだメーカー、部品メーカー、および他の自称専門家によって指定された多くのはんだプロファイルを見てきました。

温度を制御する最良の方法は何かを理解するのに苦労しています。間違っていない限り、私が見たすべての推奨プロファイルは、はんだが受けるべきプロファイルを示しています。しかし、予算内で入手するのが難しい赤外線カメラがない限り、温度を簡単に監視することはできません。sparkfunの素敵な既製のコントローラーを含む、私が読んだDIYプロジェクトはすべて、単純な熱電対を使用して気温を監視しています。

私自身のリフローオーブンで、熱電対をボードにはんだ付けし、ボードの温度を空気温度を監視する2番目の熱電対と比較しました。予想どおり、2つのプロファイルは非常に異なっていました。ボードとはんだの温度は、ボードのサイズなど、ボードの熱容量を変化させる多くの要因に基づいて変化します。誰もができる限り特定のプロファイルに従うように懸命に努力していますが、フィードバック温度が偽である場合、コントローラーは役に立たないでしょう？

ガラスの比熱容量はFR4の熱容量と非常に似ているため、リフローオーブンに小さなガラスを入れて、ガラスに熱電対を取り付けて温度を監視することを考えました。しかし、それはさまざまなサイズのすべてのボードにまだ完全ではありません。それでは、温度を監視する最良の方法は何ですか？

有料の顧客向けに大量のPCBを組み立てるメーカーの場合、トゥームストーンやその他のはんだ付け欠陥の発生を減らすために、はんだ温度プロファイルを正確に取得することは経済的です。

一方、あなたがトースターオーブンで一度に1枚ずつ料理をする愛好家なら、完璧なはんだプロファイルを達成するのは時間の無駄です。最高の趣味のプロファイルは次のとおりです。

• はんだが溶けるまで高熱
• オーブンをシャットオフし、はんだが凍結するまでドアを開けて開けます
• 不均一な加熱により、1つまたは2つのパッシブが廃棄されます。はんだごてを使用して再加工します。

一部の愛好家は精巧な温度コントローラーを構築することを理解していますが、これは、リフロープロセスに必要なためではなく、愛好家が物事を構築することを楽しんでいるためです。

上昇率が妥当（1〜2 degC /秒）である限り、ボードの温度はかなり均一であり、はんだの溶融を決定するものです。したがって、温度を測定する場合、ボードの温度は空気の温度よりも優れています。基板温度は、空気温度と放射熱吸収の組み合わせに依存します-後者は、コンポーネントのIR吸収特性に応じて不均一な加熱や焦げを引き起こす可能性があるため、過度にしたくない-私は通常、すぐ下のポイントでヒーターを実行します彼らは目に見えて輝き始め、それはうまくいくようです。もちろん、はんだ付けと燃焼の間に余地が少ないため、トースターで鉛フリーを使用することは避けてください。

コンポーネントのサイズ、密度、グランドプレーン、およびオーブン内の配置はすべて特定のポイントの温度に大きく影響するため、ガラスに熱電対を配置しても空気中に配置する以上のことはわかりません。ただし、愛好家のアプリケーションでは、精度が必要ない場合があります。空中熱電対は特定のジョイントの正確な温度を読み取ることはありませんが、コントローラーを使用して一連のボード上で一貫したプロファイルを再作成することができます。

プロファイルが正しいことをより確実にしたい場合は、熱伝導性ペーストまたはエポキシで取り付けられた熱電対で複数のポイントを監視する必要があります。（オメガはこれを販売しています）。

通常、大きなコンポーネントは最後にリフローします。また、オーブンの前面ガラスに近いコンポーネントはより低温になります。最も暑い場所と最も寒い場所を監視してみてください。製造業者は多くの場合、プロセスを把握している間に複数の熱電対を使用します。

私は、オーブンの電源を入れ、最後のジョイントがリフローするのを待ってから、ドアを開けるという単純なアプローチが効果的であるという他のポスターに同意します。多くのオーブンは、コンポーネントプロファイルで指定された最大温度レートを超えるほど速くウォームアップまたはクールダウンすることができないため、熱電対によって提供されるフィードバックループは、とにかくオンとオフを切り替えるようコントローラに指示しているだけです。

私は、PCBの温度を測定するために、ボード下およびボード上予熱器とスプリング式熱電対を備えたリワークステーションを使用しました。ボードが適切に予熱されると、実際のリフロー段階の温度が上がります。オーブンとの違いは、加熱が対流ではなく放射によることです。オーブンの対流加熱は遅すぎて、規定のプロファイルに近づけることさえできません。リフローが規定する速度で温度を変更するには、放射線が必要です。近いと思うのは、予熱用とはんだ付け用の2つのオーブンを使用することだけです。そして、あるオーブンから次のオーブンに素早く移動する必要があります。 気温は完全に無関係です、IMO。

また、トースターリフローオーブンで遊んでみましたが、エア温度が150°Cの居心地の良い場所にあり、シルクスクリーンが燃えて（茶色になります）、リフロー後にコンデンサーが効果的ではなくなったので、約5Kタイプを貼り付けましたオーブンで熱電対を使用し、最終的に制御を向上させるために再生を開始しました。熱電対の測定端に大きなプロファイルがあり、IRをオンにすると40〜80℃になるまで約1分かかりますが、エレメントは、テスト中にオーブンに入れた少量の水をすでに蒸発させていたので、温度がすでに100度を超えており、熱電対で80度まで移動していることを意味します

私は裸のワイヤを持っている他の熱電対を買って、今より速く拾い上げますまた、空気中で、そして最大のコンポーネントとボードの下で、しかしボードに対して直接私の測定値を取りますコンポーネントの温度は、他の要素よりも大きな要因であり、これは私のために働く

私のシルクスクリーンはもう茶色にならず、墓石はほとんどありません（まだ起こります）

もう1つ、赤外線ヒーターを使用しているため、オーブンにスチールメッシュを配置して、PCBに直接熱がかからないようにしましたが、少し遅くなりましたが、より良い結果が得られました

リフローに使用する古いSears 4要素トースターオーブンと、温度監視に使用する「NCVおよびType K温度を備えたExtech EX330オートレンジミニマルチメーター」があります。プローブワイヤはドアの所定の位置に保持されるため、プローブの端はボードの表面に近くなります。リフローされるボードは、金属製のALトレイ上にあります。私のトレイには、3つの10cmx10cmボードまたは同等の小さいボードがあります。

このシーケンスは、Kester EP256有鉛はんだに適しています。

温度がフルになった後、ダイヤルを戻して150℃前後に90秒間保持します。

温度がフルになったらもう一度ダイヤルして、約190〜195を90秒間保持します。205Cを超えないでください。それは部品にとっては良くありません。

熱を止め、ドアを少し開けて温度を下げ、180°Cを下回るとドアを完全に開けることができます。はんだは183°Cで固化します。

オーブンが冷えてから再び温まると、保持温度で少し熱を上げ下げしなければなりません。温度監視が重要です。