Wie halten oberflächenmontierte Komponenten der Reflow-Hitze stand, während Durchgangslochkomponenten dies nicht können?

Ich habe einige Online-Tutorials über das Löten durch Lochkomponenten gelesen, die besagen, dass Transistoren und ICs empfindliche Komponenten sind und leicht durch Hitze beschädigt werden können. Sie empfehlen daher, den Lötkolben nicht länger als 2-3 Sekunden in Kontakt mit den Kabeln zu halten und beim Löten auch einen Kühlkörper zu verwenden.

Hier ist ein Zitat aus einem der Tutorials

Einige Komponenten, wie z. B. Transistoren, können beim Löten durch Hitze beschädigt werden. Wenn Sie kein Experte sind, ist es ratsam, einen Kühlkörper zu verwenden, der an der Leitung zwischen der Verbindung und dem Komponentenkörper befestigt ist. Der Kühlkörper arbeitet mit einem Teil der Die Wärme wird vom Lötkolben geliefert und verhindert so, dass die Temperatur des Bauteils zu stark ansteigt.

Beim Löten von ICs und Komponenten für die Oberflächenmontage bevorzugen einige jedoch einen Reflow-Ofen, der die gesamte Platine sowie den empfindlichen IC auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt des Lots erwärmt.

Warum werden diese Komponenten nicht gebraten?

Was bringt die winzigen Komponenten dazu, solche Temperaturen zu überstehen, während große Durchgangslochkomponenten nicht können, selbst wenn sie eine größere Oberfläche haben, um Wärme abzuleiten?

— Rupesh Routray
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Ich habe seit den Germanium-Tagen keine Kühlkörper mehr gesehen, die zum Löten an Transistordrähten befestigt waren. Kommen Sie und denken Sie darüber nach, ich habe auch noch nie Germanium-SMD-Teile gesehen ...

— Brian Drummond

Antworten:

Einer der wichtigsten Punkte zur Beantwortung Ihrer Frage ist die thermische Belastung. Wenn Sie einen Stift eines Geräts erwärmen, besteht zwischen diesem Punkt und dem Rest des Geräts ein starker und großer Temperaturunterschied. Dieser Unterschied ist Stress und das Ergebnis kann ein Materialausbruch sein.

Bei einem Ofen hingegen wird die gesamte Platte einem kontrollierten, allmählichen thermischen Anstieg ausgesetzt. ALLE Punkte des Geräts haben fast die gleiche Temperatur, daher gibt es keine thermischen Spannungen (oder sie sind viel kleiner als), als Sie das Lötwerkzeug auf EINEN Stift angewendet haben und der Rest des Geräts Raumtemperatur hat.

— Claudio Avi Chami
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Zusätzlich zum oben genannten. Das Montagehaus wird / kann das Löten und / oder Reflow schrittweise durchführen. Möglicherweise werden die SM-Teile dann unter Verwendung eines ACE-Prozesses (selektives / lokalisiertes Löten) als letzter thermischer Prozess reflowed. Dadurch wird jeglicher Wärmeschock / Stress für die empfindlichsten Teile minimiert. Die Kontrolle der Verweilzeit in verschiedenen Zonen (für TH-Teile) hilft auch bei der Bewältigung von thermischen Belastungen.

— Steve

Aber ist die Reflow-Temperatur nicht höher als die maximale Sperrschichttemperatur? Wie überleben sie eine Temperatur, die höher ist als die höchste Temperatur, für die sie ausgelegt sind?

— Rupesh Routray

"Maximale Betriebs- / Lagerbedingungen " "Maximale Bedingungen"; Das Bauteil muss weder bei dieser Temperatur arbeiten noch stundenlang überleben. Normalerweise dauert das Löten bei voller Temperatur Minuten, und die Hersteller geben explizit eine Temperatur / Zeit-Kurve ("Lötprofil") an. Sie überleben diese Temperatur, weil sie so konstruiert wurden, dass sie lötbar sind .

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— Marcus Müller

Thermische Beanspruchung (Gegenstand eines meiner Patente) tritt nicht über die winzigen Entfernungen von Computerchips auf. Vielmehr ist es die maximale Temperatur, die, wie Müller oben betont, den Schaden verursacht. Das letzte Mal, als ich eine Lötmittel-Reflow-Maschine für Durchgangslochkomponenten beobachtete, befand sie sich nicht in einem Ofen. Während des Aufschmelzens war die Zeit des thermischen Kontakts sehr kurz, gerade genug, damit das Lot die Komponentenleitungen benetzen konnte, und viel kürzer, als es ein Funkschinken mit einem Lötkolben schaffen kann.

— richard1941

TO-92 und ähnliche Arten von Durchgangstransistorgehäusen sind nicht so temperaturempfindlich. Sie werden gelötet, indem der Boden der Leiterplatte über einen schnell fließenden Fluss geschmolzenen Lots geführt wird, der die Wärme ziemlich schnell überträgt. Die Platten sind normalerweise etwas vorgewärmt, jedoch nur auf etwa 100 ° C.

Hier ist ein Video zum Wellenlöten. Der Dampf, den Sie vom Brett sehen, stammt hauptsächlich aus dem Flussmittel.

Einige Teile sind aufgrund der Art der verwendeten Kunststoffe oder anderer Materialprobleme nur für das Reflow-Löten ungeeignet. In einigen Fällen wurden sie durch Verwendung teurerer Kunststoffe angepasst, in anderen Fällen gibt es keine Lösung, da der Kunststoff Teil des Bauteils ist. Beispielsweise gibt es aufgrund des niedrigen Schmelzpunkts von PS keine SMT-Polystyrolkondensatoren. Es gibt SMT-Filmkappen, die Dielektrika wie PPS (Polyphenylensulfid) verwenden, aber sie sind nicht unbedingt so leistungsfähig (insbesondere im Hinblick auf die dielektrische Absorption).

— Spehro Pefhany
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