W jaki sposób komponenty do montażu powierzchniowego wytrzymują ciepło rozpływu, podczas gdy komponenty przelotowe nie mogą?

10

Przeczytałem kilka samouczków online na temat lutowania przez elementy otworów, które mówią, że tranzystory i układy scalone są delikatnymi elementami i mogą być łatwo uszkodzone przez ciepło. Zalecają więc utrzymywanie lutownicy w kontakcie z przewodami nie dłużej niż 2-3 sekundy, a także używanie radiatora podczas lutowania.

Oto cytat z jednego z samouczków

Niektóre elementy, takie jak tranzystory, mogą zostać uszkodzone przez ciepło podczas lutowania, więc jeśli nie jesteś ekspertem, rozsądnie jest użyć radiatora przypiętego do ołowiu między złączem a korpusem elementu. ciepło dostarczane przez lutownicę, co pomaga zapobiegać nadmiernemu wzrostowi temperatury elementu.

Ale jeśli chodzi o układ scalony do montażu powierzchniowego i komponenty, niektórzy wolą używać pieca rozpływowego, który ogrzewa całą płytę, a także delikatny układ scalony do temperatury powyżej temperatury topnienia lutu.

Więc dlaczego te składniki się nie smażą?

Co sprawia, że ​​małe elementy mogą przetrwać w takich temperaturach, podczas gdy duże elementy przelotowe nie są w stanie, nawet jeśli mają większą powierzchnię do rozpraszania ciepła?

transistors integrated-circuit soldering surface-mount through-hole Rupesh Routray
źródło
4
Nie widziałem radiatorów przypinanych do przewodów tranzystorowych do lutowania od czasów germanu. Pomyśl o tym, nigdy nie widziałem części germanowych SMD ...
Brian Drummond

Odpowiedzi:

14

Jednym z kluczowych punktów odpowiedzi na twoje pytanie jest stres termiczny. Po przyłożeniu ciepła do jednego styku urządzenia występuje nagła i ogromna różnica temperatur między tym punktem a resztą urządzenia. Tą różnicą jest stres, a rezultatem może być wybicie materiału.

Z drugiej strony w piekarniku cała deska jest poddawana kontrolowanemu stopniowemu wzrostowi temperatury. WSZYSTKIE punkty urządzenia mają prawie taką samą temperaturę, więc nie występują naprężenia termiczne (lub są znacznie mniejsze niż), gdy były one przyłożone do lutownicy na JEDNYM bolcu, a reszta urządzenia ma temperaturę pokojową.

Claudio Avi Chami
źródło
W dodatku do powyższego. Dom montażowy będzie / może wykonać lutowanie i / lub lutowanie stopniowe. Być może części SM są ponownie zalane, a następnie zastosowanie procesu ACE (lutowanie selektywne / zlokalizowane) jako ostatniego procesu termicznego. W ten sposób minimalizuje się szok termiczny / naprężenia najbardziej wrażliwych części. Kontrola czasu przebywania w różnych strefach (dla części TH) pomoże również zarządzać wszelkimi naprężeniami termicznymi.
Steve
3
Ale czy temperatura przepływu nie jest wyższa niż maksymalna temperatura złącza? Jak przetrwają temperaturę wyższą niż najwyższa temperatura, dla której zostały zaprojektowane?
Rupesh Routray
11
≠
Stres termiczny (przedmiot jednego z moich patentów) nie jest czymś, co dzieje się na niewielkich odległościach układów komputerowych. Raczej to maksymalna temperatura, jak wskazuje Muller powyżej, powoduje szkody. Ponadto, kiedy ostatni raz obserwowałem lutownicę do elementów przelotowych, nie było jej w piekarniku. Podczas ponownego rozpływu czas kontaktu termicznego był bardzo krótki, wystarczający, aby lut zwilżył przewody komponentów i znacznie krótszy niż szynka radiowa z lutownicą.
richard1941
11

TO-92 i podobne typy pakietów tranzystorów przelotowych nie są wrażliwe na temperaturę. Lutuje się je, przesuwając dno płytki drukowanej nad szybko płynącą rzeką stopionego lutu, która dość szybko przenosi ciepło. Deski są zazwyczaj nieco wstępnie podgrzane, ale tylko do około 100 ° C.

Oto wideo z lutowania na fali. Para, którą widzisz wychodząca z planszy, pochodzi głównie z topnika.

Niektóre części są po prostu nieodpowiednie do lutowania rozpływowego ze względu na rodzaj zastosowanych tworzyw sztucznych lub inne problemy materiałowe. W niektórych przypadkach zostały one dostosowane za pomocą droższych tworzyw sztucznych, w innych przypadkach nie ma rozwiązania, ponieważ tworzywo sztuczne jest częścią komponentu - na przykład nie ma kondensatorów styropianowych SMT z powodu niskiej temperatury topnienia PS. Istnieją czapki foliowe SMT wykorzystujące dielektryki, takie jak PPS (siarczek polifenylenu), ale niekoniecznie są one tak dobre (szczególnie w odniesieniu do absorpcji dielektrycznej).

Spehro Pefhany
źródło