¿Cuáles son esos puntos negros en estas juntas de soldadura sin plomo?

8

Acabo de cambiar a la soldadura sin plomo (ahora estoy usando el chip SMD SMLWLF.031 de Chip Quik, una soldadura Sn96.5 / Ag3.0 / Cu0.5 con un flujo de limpieza del 2.2%) pero estoy No estoy seguro de lo que estoy viendo al inspeccionar mis tablas.

Las siguientes imágenes muestran un ejemplo: la primera se tomó después de la soldadura y creo que el residuo amarillo alrededor de la junta es el flujo, pero no sé cuáles son esos puntos negros en la soldadura; el segundo se tomó después de limpiar el tablero con alcohol isopropílico y el residuo amarillo desapareció, pero los puntos negros todavía están allí.

Mi estación de soldadura generalmente se establece entre 350 y 375 grados Celsius (generalmente más tarde desde el cambio a una soldadura sin plomo) pero parece que la configuración de la temperatura no hace ninguna diferencia en la apariencia de los puntos negros.

Lo que veo es que los puntos negros aparecen con más frecuencia en las almohadillas más grandes. Me pregunto si es porque dejé el soldador más tiempo calentando la soldadura y que quemó el flujo.

Cuando se usaba soldadura con plomo, nunca se veían esos puntos negros (y las uniones se veían mejor). Sin embargo, no puedo volver a usar soldadura con plomo (requisito reglamentario).

Entonces, mi pregunta es ¿qué es ese residuo negro? Y como pregunta secundaria: ¿es un signo de una mala articulación o quizás una mala técnica de soldadura?

Información adicional: la mayoría de los componentes que estoy usando tienen sus terminales terminados. Las almohadillas de PCB tienen acabado HASL (sin plomo).

Actualizar : Probé con PCB de un proveedor diferente (sospechando algo en el acabado HASL de las almohadillas de PCB) e incluso probé placas de prototipos de cobre desnudo, pero los puntos negros todavía estaban allí. También intenté limpiar el cable de soldadura antes de soldar, porque no uso el cable de soldadura del rollo original, sino que se reenvasó a mano en tubos de plástico más pequeños (sospechando residuos de las manos de la persona que realiza el reenvasado). También intenté usar una temperatura más baja, hasta 275 celcios (gracias a @metacollin 's por sugerir eso), y cambié la punta de la soldadura de hierro. Sin embargo, los puntos negros todavía estaban allí.

Luego he vuelto a verificar las uniones de soldadura con una fuente de luz diferente. Ahora es evidente, que los puntos negros no son residuos sino pequeñas depresiones o picaduras en la superficie de la soldadura. Así que ahora estoy inspeccionando los tableros con una lámpara diferente, porque la que usé previamente proyecta esas sombras duras.

Como nota al margen, bajar la temperatura a 275-300 grados Celsius realmente mejoró la soldadura. Me sorprende que el uso de una temperatura más alta haga que la fusión de la soldadura sin plomo sea más lenta. Supongo que el flujo se estaba quemando demasiado rápido y eso lo empeoró con la temperatura más alta.

También me puse en contacto con el fabricante de soldadura, ellos fueron los que sugirieron probar con diferentes PCB para descartar algo en el acabado de la almohadilla.

    
pregunta MV.

1 respuesta

8
El líquido de soldadura de Sn96.5 / Ag3.0 / Cu0.5 es de 217 ° C, y el punto eutéctico de los viejos 63/37 es de 189 ° C. Así que sí, la temperatura ha subido demasiado. La mayoría de las piezas están clasificadas para 260 ° C durante 10 segundos como máximo. La soldadura a las temperaturas que ha estado utilizando puede dañar los componentes, ha debilitado el pegamento debajo de cada almohadilla que suelda (el cobre está pegado al FR4), produciendo humos mucho más peligrosos, algo que ya es más peligroso con las soldaduras sin plomo. , y en general no hace nada bueno.

Creo que sé por qué tienes tu plancha tan alta. Si lo es, y no tiene intención de ofenderlo, una plancha de hierro o incluso una buena plancha con una punta de mierda, tendrá que elevarla a una temperatura mucho más alta de lo normal para superar la resistencia térmica de la punta de mierda para comenzar una articulación. Sin embargo, una vez que la articulación humedece sólidamente la punta, la resistencia térmica disminuye significativamente y la articulación experimentará esas temperaturas demasiado altas con toda su fuerza. Entonces, aunque parezca que es la temperatura necesaria para comenzar a fundir la soldadura en un tiempo razonable, una vez que se está derritiendo, puede calentarse demasiado.

De hecho, tenía una plancha Hakko con una punta falsa de mierda y constantemente la puse en el rango de temperatura exacto que está usando para la soldadura sin plomo, al menos hasta que me di cuenta de lo que estaba pasando. A veces incluso lo subí a 400 ° C, lo que ahora sé que fue una mala idea.

Hay una forma muy sencilla de saber si la punta de la plancha es buena o no deberías usarla en trabajos de electrónica reales. Retíralo de la plancha y usa un imán para ver qué tan magnético es. No debería ser magnético en absoluto, o tal vez muy muy débilmente magnético. Las buenas puntas tienen núcleos de cobre, y tal vez una chaqueta delgada de acero o calza en el interior, pero por lo demás no hay una cantidad significativa de material ferromagnético. Las puntas malas usarán acero / hierro, ya que es mucho menos costoso. Desafortunadamente, también resultará en una propina del orden de 6 veces la resistencia térmica, lo que realmente no está bien.

Bien, ¡ahora puedo contestar tu pregunta!

Esas manchas oscuras son las sobras del flujo basado en resina. Los flujos no limpios a menudo están hechos de resinas solubles en agua (en comparación con la colofonia) y durante el calentamiento, la mayoría se evapora. Por lo general, sin embargo, quedan algunos sólidos inertes y las altas temperaturas provocarán que se oxiden (o algo así) y se vuelvan de color marrón a negro. Estos sólidos son muy opuestos a lo que la soldadura quiere mojar, por lo que se agruparán y empujarán a la superficie de la junta de soldadura fundida. Debería desprenderse, pero probablemente solo con un raspado áspero, como con un cepillo de alambre. Por lo que sé, no debería tener un impacto significativo en la articulación, pero si quiere evitar esto, sugiero que reduzca la temperatura de su hierro (y posiblemente obtenga una nueva punta y / o una nueva dependencia del hierro, por lo que la soldadura es efectiva en dicho caso). temperatura más baja), aunque esto puede no resolver totalmente el problema. A veces, solo hay algunas impurezas inertes en un lote particular de flujo de soldadura. Está bien siempre y cuando se empuje fuera de la articulación a la superficie, lo que casi siempre es.

Una última cosa: no hay flujo limpio. Debería llamarse "no hay limpieza urgente", pero la mayoría de los flujos no se pueden limpiar dejarán una película o residuo, y si bien no van a consumir por completo el rastro de cobre si se dejan en el tablero por unos días o más, he escuchado que no siempre son tan inertes como la gente parece pensar. Todavía podría causar problemas, aunque en una escala de tiempo mucho más larga (meses). Pero, la mayor parte de lo que se encuentra en este párrafo es simplemente cosas que escuché de otros ingenieros en los que confío, pero no tengo datos reales que lo respalden, así que traiga una bolsa de sal, etc.

    
respondido por el metacollin

Lea otras preguntas en las etiquetas