Ist es sicher, das Reflow-Löten zu wiederholen?

Ich habe eine Platine, die teilweise mit einem QFN aufschmelzgelötet ist und ein paar 0603 Kondensatoren und Widerstände. Ich wollte die Funktionalität in dieser Phase testen, bevor ich die anderen Komponenten platziere, deren Funktion davon abhängt, dass diese Phase ordnungsgemäß funktioniert. Da das Hinzufügen von Komponenten das Wiederholen des Reflow-Vorgangs bedeutet, habe ich mich gefragt, ob es sicher ist, die vorhandenen Komponenten auf der Platine aufzufüllen.

Es gibt keine generische Antwort, alles hängt von den beteiligten Komponenten ab. Lassen Sie mich ein paar Dinge hinzufügen, auf die Sie achten müssen, und der Einfachheit halber noch ein paar aus den Kommentaren zusammenstellen.

Lesen Sie zunächst die Datenblätter aller beteiligten Komponenten, was sie über Reflow im Allgemeinen und ein zweites Reflow möglicherweise sagen.

Viele Dinge werden jedoch nicht in den Datenblättern angegeben und müssen getestet werden. Beachten Sie Folgendes:

• Wenn zwischen den Rückflüssen Zeit vergeht, kann Feuchtigkeit eingeschlossen werden und Popcorning verursachen
• Einige Kunststoffverbinder scheinen sich nach einem zweiten Aufschmelzen zu zersetzen. In der Regel wird dies nirgends erwähnt und muss ausprobiert werden
• Nasse Elektrolytkondensatoren können so konstruiert sein, dass sie ein wenig Elektrolyt verlieren und es während des Aufschmelzens entlüften. Sie würden mehr verwenden als gedacht.
• Andere Arten von Verschlüssen ändern ihre Werte beim Erhitzen und erneuten Abkühlen. Wenn sie ein zweites Mal erhitzt werden, können sie außerhalb der Spezifikation liegen. Gleiches gilt für andere Teile, möglicherweise auch für Kristalle.

• Die thermische Belastung während des Erhitzens (während das Teil noch durch festes Lot gehalten wird) kann zu hoch sein, insbesondere für MEMS-Teile und möglicherweise auch für Kristalle.

• Teile können durch das Lot an Ort und Stelle gehalten werden. Achten Sie daher auf den Kopf. Auch der Kleber, der zum Halten von umgedrehten Teilen verwendet wird, ist möglicherweise nicht für eine zweite Erwärmung ausgelegt.

Es erscheint für einen Hersteller wenig sinnvoll, genau anzugeben, ob ein zweites Reflow möglich ist. Nach meiner Erfahrung tut es normalerweise nicht viel weh, besonders wenn man das Temperaturprofil genau einhält.

Achten Sie im Datenblatt auf etwaige Vorbedingungen, die Sie verletzt haben könnten. Wenn beispielsweise angegeben ist, dass die Lagertemperatur vor dem Auffließen 85 ° C nicht überschreiten sollte, kann dies eine Augenbraue darüber aufwerfen, warum und ob das erste Auffließen möglicherweise als oben stehend gelten sollte diese Temperatur.

Einige Nachforschungen weisen auf mögliche Auswirkungen hin:

Quarzoszillatoren zeigen nach dem Reflow-Löten eine abnehmende Frequenzabweichung. Dies ist möglicherweise für Ihr Board nicht relevant und zwei Reflow-Vorgänge kurz nach dem anderen sollten keinen großen Unterschied machen. Es dauert mehrere Tage, bis der Effekt abgeklungen ist. Was interessant ist, wenn Sie überlegen, die Frequenz eines Geräts kurz nach dem Löten zu kalibrieren.

Eine Forschungsarbeit über die Zuverlässigkeit von Lötstellen bei mehreren Reflows zeigt, dass mehrere Reflows die Wahrscheinlichkeit der Bildung von Hohlräumen in der Verbindung erhöhen und somit die Zuverlässigkeit der Lötstelle verringern. Die Stärke dieses Effekts ist abhängig von der verwendeten Paste.

Es scheint einen Effekt auf Multilayer-Kondensatoren (MLC) zu geben. Sie empfehlen, die Zeit über 230 ° C zu verkürzen, um ein Ausdünnen der Barriereschicht zu verhindern. Aber sie haben etwas auf Lager, um dem Effekt entgegenzuwirken. Sie müssen wohl extra dafür bezahlen. ("DLI bietet verbesserte magnetische und nichtmagnetische Abschlusslackierungen für Anwendungen, die eine längere Lötzeit oder wiederholte Reflow-Zyklen erfordern.")

Lelon schreibt eine der Reflow-Richtlinien für Elektrolytkondensatoren ein, um nach Möglichkeit zwei Reflow-Zyklen zu vermeiden. Wenn dies nicht möglich ist, sollten Sie sich mit den Profilen an sie wenden und sie fragen, ob es in Ordnung ist. "Versuchen Sie nicht, dreimal einen Reflow durchzuführen."

Murata sagt für einen Teil (weiß nicht welchen), dass die Zeit, die bei hohen Temperaturen verbracht wird, kumuliert und geringer sein soll als in der Abbildung in diesem Dokument angegeben. Bei 250 ° C sollte es also weniger als 20 Sekunden dauern, also bedeutet zweimaliges Auffließen 10 Sekunden pro Auffließen.

Eine andere Untersuchung zeigt, dass es nach mehreren Rückflüssen zu Problemen mit der Ablösung von PCBs und der Kapazität zwischen Kupferschichten kommen kann. Also, wenn Ihr Design eine bestimmte Kapazität zwischen den Schichten erfordert, seien Sie vorsichtig (meistens RF-Designs, denke ich).

Bei aufschmelzbaren Lithiumbatterien ist die Anzahl der Aufschmelzvorgänge ebenfalls auf das Zweifache begrenzt.

Panasonic hat einen kleinen Hinweis für SMD-Steckverbinder: "Doppeltes Reflow-Löten auf derselben Seite ist möglich"

Keine Erwähnung für andere ICs als das Problem der Lötverbindungszuverlässigkeit gefunden.

Meine bisherige Erfahrung war, dass es gut funktionierte, ein Board zweimal aufzufüllen. Dreimal und die Leiterplatte sah manchmal merkwürdig aus (handgefertigte Leiterplatte, keine Produktionsleiterplatte). Wenn Durchgangskomponenten verwendet werden, insbesondere Steckverbinder, entfernen Sie diese zuerst. Kleine Bauteile (0805) wurden normalerweise auf der Unterseite der Platine nur durch das Lot in Position gehalten, wenn kein Lüfter direkt auf die Platine bläst.

Ein Signalfluss kann sehr einfach über eine Überbrückungsleitung unterbrochen werden. Daher ist es nicht sinnvoll, Komponenten einem Reflow-Prozess zu unterziehen, nur um eine Stufe von der anderen zu trennen! Ihre Idee, eine Platine teilweise zu bestücken und zu testen, wird höchstwahrscheinlich mehr Probleme verursachen, als sie löst.