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PCB del calentador: la guía definitiva de preguntas frecuentes

Índice del contenido

Si buscas alguna información sobre PCB del calentador, encontrarás toda la información aquí mismo.

Desde el diseño, la especificación, el número de capas hasta las características; esta guía lo convertirá en un experto en PCB de calentadores.

Entonces, sigue leyendo para aprender más.

¿Qué es un PCB calentador?

Una placa de circuito impreso calentador encuentra su aplicación cuando se sueldan placas de circuito impreso, ya que proporcionan una soldadura adecuada a niveles de temperatura más bajos.

Además, calentador Los PCB tomarán un tiempo mínimo y reducirán cualquier riesgo de someter su PCB a estrés térmico.

Esto resulta beneficioso ya que mejorará su resultado.

Además, puede usar precalentadores al soldar o volver a trabajar placas de circuito impreso multicapa.

Placa de circuito impreso del calentador
 Una placa de circuito impreso del calentador

¿Cómo se comparan los precalentadores de convección y los precalentadores infrarrojos en los calentadores PCB?

Así es como se comparan estos dos tipos de PCB de calentador:

Precalentadores de convección

Contienen dos regiones de calentamiento por convección que entregan calor de manera uniforme y progresiva para evitar el estrés térmico.

Además, le permite realizar un seguimiento de su trabajo mientras utiliza este PCB calentador.

Incluye un termopar que analiza el entorno y protege las piezas cercanas.

Precalentador de convección
 Precalentador de convección

Precalentadores infrarrojos

Cualquiera que vaya a calentar pequeñas placas de circuito impreso se beneficiará de los precalentadores infrarrojos.

Contiene una bombilla infrarroja de alta capacidad que responde rápida y uniformemente para brindar el máximo calentamiento.

Un precalentador infrarrojo
Un precalentador infrarrojo

¿Cuáles son las ventajas del precalentamiento en una PCB calentadora?

Cuando los especialistas y los aficionados escuchan las frases curvas de temperatura y perfiles de temperatura, inmediatamente piensan en hornos de reflujo de placa de circuito impreso.

Es fácil imaginar las cuatro áreas primarias de temperatura controlada que se extienden a lo largo del horno.

Además, presumiblemente puede culminar en placas de circuito impreso soldadas con precisión.

Cada fase se administra meticulosamente, se ajusta con experiencia profesional y prueba y error.

Además, cada fase contribuirá a la calidad de la unión de soldadura y la reducción de defectos.

Otros equipos de soldadura industrial, por otro lado, podrían no ofrecer un control de temperatura tan preciso.

El paso de precalentamiento, sin embargo, es algo que todos comparten.

La función de la fase de precalentamiento es aumentar gradualmente la temperatura de todo el conjunto.

Lo hace aumentando la temperatura desde la habitación hasta la temperatura de remojo que se encuentra por debajo del punto de fusión de la soldadura en pasta.

Esta temperatura suele rondar los 150 °C.

La temperatura sube y baja a un ritmo constante de unos pocos grados por segundo.

Luego, la fase de remojo sigue a la fase de precalentamiento y mantiene la temperatura por un tiempo.

Esto es para asegurar que la placa de circuito impreso tenga una temperatura uniforme.

Sigue el paso de reflujo, que inicia el proceso de creación de juntas de soldadura.

Los solventes volátiles dentro de la soldadura en pasta se queman y luego se genera el fundente de soldadura durante estas dos fases.

Precalentar una placa de circuito impreso del calentador tiene varias ventajas
Precalentar una placa de circuito impreso del calentador tiene varias ventajas

Estas son algunas de las ventajas de precalentar una placa de circuito impreso en una PCB calentadora:

Vaporizar disolventes volátiles

Una de las principales ventajas de precalentar las placas de circuito impreso es vaporizar lentamente los químicos volátiles dentro de la soldadura en pasta.

Además, es importante asegurarse de que la temperatura cambie gradualmente.

Los cambios repentinos de temperatura pueden hacer que la soldadura en pasta salpique debido a la tasa de desgasificación o evaporación.

Esto provocará la formación de bolas de soldadura y reducirá el volumen de soldadura dentro de las uniones.

Las soldaduras en pasta que contienen más solventes pueden tardar más en liberar completamente estos gases, lo que justifica tiempos de precalentamiento y remojo más prolongados.

Activación del flujo

El fundente, como aprenden todos los que usan un soldador, es una parte crucial de la soldadura que se quema cuando aplicas el soldador.

El fundente limpia los óxidos que contaminan la cara de los contactos metálicos, lo que da como resultado una excelente adherencia transparente y una humectación adecuada de la almohadilla.

Mientras que si las temperaturas de precalentamiento son demasiado bajas, el fundente no se activará correctamente, lo que provocará juntas frías y reflujo parcial.

Inhibe el Choque Térmico

El precalentamiento tiene el objetivo principal de elevar el nivel de temperatura de todo el conjunto de forma lineal y constante hasta alcanzar los niveles de temperatura de remojo.

Cuando aumente la temperatura de manera constante, minimizará el estrés térmico en las piezas y en toda la placa de circuito impreso.

Además, garantiza la protección de partes importantes como circuitos integrados [IC], BGA, condensadores y resistencias.

Esto se debe a que son propensos al choque térmico que puede provocar que se agrieten.

Cuando se trata de seleccionar la tasa de precalentamiento, la existencia de componentes térmicamente sensibles tiene el mayor impacto.

Disminuye la temperatura de reflujo

Debido a que todo el conjunto está a niveles de temperatura altos, el remojo y el precalentamiento pueden reducir la temperatura de reflujo necesaria y el tiempo después del remojo.

Dado que también evitará la variación de temperatura localizada, los gradientes de temperatura serán mínimos cuando se acerque a la temperatura de reflujo.

Esto es similar a usar un soldador para conectar un cable de orificio pasante a un plano de tierra.

Para contrarrestar el intercambio de calor con la superficie de cobre, debe aplicar una gran temperatura en ese punto.

Además, cuando calienta las puntas durante períodos prolongados a altas temperaturas, las almohadillas pueden levantarse, quemarse y deslaminarse.

¿Cuál es el diseño de un PCB calentador?

El diseño de placa de circuito impreso calentador es un proceso fácil que requiere que ilustre patrones simples de las partes que usará al hacer el precalentador.

Además, el primer paso implica crear los esquemas de la PCB del calentador.

La siguiente etapa consiste en crear la placa donde imprimirás el circuito.

Posteriormente, puede utilizar una metodología de transferencia de tóner al transferir el curso a la placa de circuito.

Además, puede transferir los esquemas planchando el papel con los esquemas después de colocarlo en el tablero.

El siguiente paso implica sumergir el tablero en agua y luego lavar el formulario para quitarlo del tablero.

Después, eliminarás los restos que aún quedan en el tablero utilizando elementos como el acero y la lana.

El siguiente paso consiste en limpiar la placa de circuito con una solución de acetona para que no queden restos de tóner en la placa de circuito.

Perforar la placa de circuito es el próximo objetivo que debe lograr y puede usar taladros normales u otras herramientas disponibles para usted.

Además, puedes usar una broca de 1.0 mm para hacer dos o tres agujeros en el tablero.

Alternativamente, puede usar destornilladores u otras herramientas adecuadas para hacer los agujeros adecuados.

Además, debe examinar la consistencia de la placa de circuito impreso después de la perforación.

Además, puede medir la resistencia de la placa y luego comparar los resultados antes y después del proceso de calentamiento.

Además, puede utilizar fuentes de alimentación de alta corriente para evaluar el calentamiento.

Hay varios procesos involucrados en el diseño de PCB del calentador
Hay varios procesos involucrados en el diseño de PCB del calentador

¿Cuáles son algunos factores importantes a tener en cuenta al fabricar calentadores de trazas en una placa de circuito impreso del calentador?

La longitud de la disposición de la pista es fundamental al diseñar una placa de circuito impreso del calentador.

Además, puede crear un trazo de placa de circuito impreso con un ancho de 0.254 milímetros y una longitud de 2 metros.

Sería más fácil elegir entre los tamaños de los calentadores y las medidas de espaciado de las trazas porque están indirectamente vinculados.

Implica que cuando crece el tamaño de la PCB del calentador, la traza también crece, lo que reduce la igualdad de calentamiento.

Un ejemplo es cuando necesita hacer PCB de calentadores más pequeños cuyas dimensiones sean de unos 5 centímetros.

En este escenario, necesita que el rastro vaya hacia adelante y hacia atrás durante casi 5 centímetros.

Por ejemplo, para un camino de 2 metros, necesita alrededor de 40 senderos.

Si optas por separarlos con una distancia de 2 milímetros, la PCB del calentador tendrá una salida final de casi 8 centímetros de largo.

Además, cuando aumenta la duración del trance, necesitará voltaje adicional para generar un aumento similar en la temperatura.

¿Qué debe tener en cuenta al seleccionar un calentador de cama adecuado para una placa de circuito impreso del calentador?

Para la mayoría de las personas, decidir cuál es el mejor calentador de cama para una PCB de calentador es una tarea desafiante.

En la mayoría de los casos, algunas personas querrán ver las imágenes e investigar un poco en línea sobre los mejores calentadores de cama.

Sin embargo, esto solo aumenta su incertidumbre y, como resultado, debemos determinar algunos de los mejores calentadores de cama para PCB calentadores en el mercado.

Para lograr esto, echemos un vistazo a algunos de los puntos en los que debe pensar.

Como punto de partida, los calentadores de cama vienen en una variedad de configuraciones y requisitos de energía.

Incluso si hay excepciones, la mayoría de los PCB de los calentadores son cuadrados.

Una de las opciones que quizás desee explorar es una almohadilla térmica de silicona, ya que tiene un reverso adhesivo y unidades de termostato incorporadas.

No hay una placa permanente en la cama de PCB del calentador de silicona con adhesivos, ya que tiene una cuchilla de construcción fija.

Se calienta de manera más consistente y es simple de operar y viene con sensores inductivos adecuados para las correcciones de nivelación.

Además, puedes utilizarlo de varias formas sin peligro de que se rompa o se rompa.

Este dispositivo le proporcionará varias opciones de energía, lo que le permitirá eludir los límites de la fuente de alimentación.

También le permitirá reducir el tiempo que tarda en calentarse.

¿Puedes hacer un PCB calentador?

Sí, puede hacer una PCB calentadora siguiendo los siguientes pasos:

Diseño de tablero

En esta etapa, diseñará la placa de circuito impreso y los esquemas utilizando un software de diseño como Eagle.

Por ejemplo, harás el tablero con un patrón serpentino que generaría resistencia.

Se calentará después de aplicarle corriente.

Formando la Junta

Posteriormente, imprimirás el patrón en papel satinado.

Luego, utilizará una metodología de transferencia de tóner cuando transfiera el diseño a la placa con un revestimiento de cobre.

Los pasos que llevará a cabo aquí implican lo siguiente:

  1. Utilice una impresora láser para imprimir el diseño, ya que las impresoras de inyección de tinta no funcionarán.
  2. Además, utilice papel satinado para obtener resultados adecuados.
  3. Plancha el papel con el diseño con una plancha a la temperatura más alta durante casi 5 minutos una vez que lo coloques sobre el tablero revestido de cobre.
  4. Esto asegura que transfiera todas las sustancias de tóner.
  5. Proceda a enfriar la placa colocándola en agua fría durante unos minutos.
  6. Permanecerá con el tablero revestido de cobre con el diseño una vez que quite el papel del tablero.
  7. Grabe la placa de circuito con un grabador como el cloruro férrico.
  8. El paso final implica el uso de lana de acero para eliminar el tóner sobrante y luego empobrecer la placa de circuito con acetona.

Tablero de perforación y soldadura

Este paso implica taladrar y soldar la placa después de los procesos de grabado y limpieza.

El diseño es simple ya que se pueden perforar unos dos o tres agujeros con una broca de 1.0 mm.

Proceda a perforar los agujeros con destornilladores o una herramienta adecuada y confirme la continuidad con un multímetro.

Esto asegura que la placa no tenga roturas y luego proceda a medir la resistencia.

Fuente de alimentación

Para garantizar que la PCB del calentador funcione de manera eficiente, necesita una fuente de alimentación de alta corriente.

¿Cuáles son algunos métodos de gestión térmica que puede utilizar para minimizar el calentamiento en una PCB de calentador?

Estos incluyen lo siguiente:

Localización de puntos de acceso térmico

Aquí, aplicará la simulación y el modelado térmico para ubicar los puntos calientes térmicos.

Además, utilizará el análisis de flujo de corriente para localizar trazas de alta corriente a medida que generan calor.

Luego, colocará las piezas adecuadamente para garantizar una distribución uniforme del calor.

Además, dirija las trazas de alta corriente de las piezas térmicamente sensibles.

Espesor de cobre y ancho de traza

El espesor y la anchura de las trazas de cobre deben ser adecuados para ofrecer un camino de baja impedancia cuando la corriente lo atraviesa.

Diseño de almohadilla

Asegúrese de que la capa superior de cobre tenga un grosor y una superficie amplios para garantizar una disipación de calor adecuada.

Asegúrese de que la almohadilla de cobre con disipadores de calor en la capa de cobre inferior sea lo suficientemente gruesa para permitir la transferencia de calor a los disipadores de calor.

Use almohadillas térmicas para soldar almohadillas que conectan componentes que ofrecen baja resistencia térmica.

Además, use una cantidad mínima de soldadura en pasta para conectar las piezas a la PCB del calentador, ya que mucha pasta puede hacer que las piezas se muevan durante el reflujo.

Colocación de piezas de alta potencia

Coloque piezas de alta potencia en el centro de la PCB del calentador para garantizar una disipación de calor adecuada.

Diseño De Vías Térmicas

Los fabricantes pueden transferir calor verticalmente utilizando vías de las diferentes capas de la PCB del calentador.

Disipador de calor

Estos son componentes que disipan el calor de las piezas de PCB del calentador en medios de refrigeración.

Integración de tubos de calor

Estos son dispositivos de enfriamiento adecuados para usos de alta temperatura y en su mayoría están disponibles en formas cilíndricas.

Espesor de PCB

Esto implica maximizar la conductividad térmica de la placa de circuito impreso del calentador, ya que las placas de circuito impreso pequeñas no pueden contener disipadores de calor ni ventiladores de refrigeración.

Los PCB de calentadores gruesos con grandes áreas de superficie disiparán rápidamente el calor.

Integración de técnicas de enfriamiento

El uso de técnicas de refrigeración integradas le permitirá alcanzar valores de conductividad térmica más altos que los ventiladores y disipadores de calor estándar.

Ventiladores de refrigeración

Estos sistemas de enfriamiento disiparán el calor utilizando métodos convectivos a medida que empujan el aire dentro del sistema.

Concentración de soldadura

Asegúrese de que el grosor de la soldadura sea uniforme, ya que reducirá la concentración de calor en los componentes principales.

Enfriadores Termoeléctricos

Estos sistemas utilizan el efecto de enfriamiento Peltier para enfriar partes de la PCB del calentador a niveles de temperatura inferiores a la ambiente.

¿Cuál es la importancia de realizar una simulación térmica en una PCB de calentador?

Los beneficios incluyen lo siguiente:

  • Identificación de puntos calientes térmicos para evitar que el dispositivo falle.
  • Determine el potencial de confiabilidad del material dieléctrico utilizando diversos valores de CTE.
  • Mejora la confiabilidad del producto.
  • Al disminuir los retrasos de ingeniería, los errores de campo y las revisiones de dispositivos, las simulaciones térmicas pueden reducir el costo de implementación.
  • Impulsar la productividad e interacción de los grupos técnicos y eléctricos

¿Qué desafíos debe tener en cuenta al diseñar una PCB de calentador?

Al desarrollar una PCB calentadora que incorpore una variedad de materiales, hay algunas cosas que se deben tener en cuenta.

Es fundamental reconocer que los valores CTE de diferentes materiales varían.

Cuando se somete a diversas temperaturas, las cifras reflejan el grado de deformación que soportará cada sustancia.

Como un laminado se estira mientras que otro laminado se contrae, esto puede causar complicaciones en el registro.

Es crucial recordar que ciertos materiales no son ideales para aplicaciones de placas de circuitos impresos de calentadores.

Cuando se construyen placas de circuitos impresos calentadores multicapa, la separación de las capas es un tema fundamental que debe tener en cuenta.

La deslaminación es otro problema que puede ocurrir cuando las láminas laminadas comienzan a romperse en esta situación.

Reconocer el tiempo de delaminación de las sustancias es importante cuando se aborda el problema de la delaminación.

Otro desafío importante encontrado durante el desarrollo de placas de circuitos impresos para calentadores es el procedimiento de apilamiento.

Los fabricantes deben tener el grosor de tablero correcto para cada componente y panel para satisfacer el grosor requerido sin comprometer las frecuencias aceptables.

La tecnología de adhesivo utilizada para las placas de circuito impreso del calentador difiere según el tipo de materiales.

Si está presente la cantidad adecuada de aislamiento, los PCB del calentador tendrán el grosor adecuado.

El grosor correcto de la placa es vital durante el diseño de la PCB del calentador
El grosor correcto de la placa es vital durante el diseño de la PCB del calentador

¿Cuáles son las características mecánicas de un PCB calentador?

Éstos incluyen:

Contornos del tablero en formas inusuales

Los laminados deben caber en el espacio disponible la mayoría de las veces y, en otras ocasiones, la PCB del calentador puede tener una forma extraña.

Es sensible delinear la ruta de alimentación de los PCB del calentador híbrido y la velocidad debe ser mínima para obtener bordes nítidos.

Además, asegúrese de cortar la placa correctamente, ya que los materiales RF pueden deshilacharse durante los procesos de perforación.

Consistencia del agujero pasante chapado

Los fabricantes deben ser conscientes de que la preparación del orificio antes del recubrimiento para FR4 es diferente.

Es importante entender cómo estas actividades afectan la calidad de los agujeros dentro de las paredes.

Los fabricantes deben ser conscientes de que la preparación del orificio antes del recubrimiento para FR4 es diferente.

Es importante entender cómo estas actividades afectan la integridad del agujero en las paredes.

Para eliminar los agujeros en PTFE, debe emplear el procedimiento de grabado con plasma.

Esta no es la mejor manera de trabajar con FR4, ya que podría generar superficies irregulares, lo que conduce a cobre inconsistente dentro de los orificios.

Profundidad de proceso de enrutamiento controlado

Los fabricantes necesitan enrutar patrones en producción y preimpregnado cuando usan varios ciclos de laminación al construir cavidades.

¿Cuáles son algunos tipos de PCB de calentador?

Estos incluyen lo siguiente:

PCB del calentador de un solo lado

Esta versión tiene una capa conductora de cobre sobre la capa de sustrato.

PCB del calentador de doble cara

Este tipo tiene material conductor en la parte superior e inferior de la PCB del calentador.

PCB calentador multicapa

Esta versión contiene 3 o más capas conductoras.

PCB de calentador rígido

Este es un PCB calefactor que no se puede plegar ni torcer ya que el material base es rígido.

PCB de calentador flexible

Este es un PCB calentador que puede doblar o flexionar.

PCB del calentador rígido-flexible

Esta es una combinación de PCB de calentador rígido y flexible.

¿Qué partes hay dentro de una placa de circuito impreso del calentador?

Estos incluyen lo siguiente:

  • Resistencias que restringen el flujo de corriente liberando energía eléctrica en forma de calor.
  • Los condensadores retienen las cargas eléctricas temporalmente y solo las liberan cuando otra parte del circuito las necesita.
  • Los inductores almacenan energía en forma de campos magnéticos que se generan cuando la corriente eléctrica fluye por ellos.
  • Transformadores que transmitirán energía eléctrica de un circuito a otro aumentando o disminuyendo el voltaje.
  • Diodos que permiten que la corriente se mueva linealmente, es decir, del ánodo al cátodo.
  • Transistores que amplificarán una carga.
  • Baterías que proporcionarán voltaje a la PCB del calentador.

¿Puedes encontrar un PCB calentador en diferentes colores?

Sí, están disponibles en colores rojo, verde, amarillo, morado, negro y azul.

¿Qué capas están disponibles dentro de un PCB calentador?

Estas capas incluyen:

  • Capa de sustrato que le da la fuerza del núcleo.
  • Capa de máscara de soldadura que protege la capa de cobre de un cortocircuito.
  • Capa de cobre que transporta señales eléctricas dentro de la PCB del calentador.
  • Capa serigráfica que contiene números, letras, símbolos, etc. de partes del tablero.

¿Cuáles son las propiedades eléctricas de un PCB calentador?

Éstos incluyen:

  • Factor de disipación
  • Permitividad relativa
  • Resistividad de volumen
  • Resistividad de superficie
  • Constante dieléctrica
  • Fuerza electrica

¿Qué estándares de IPC debe cumplir un PCB de calentador?

Las normas implican lo siguiente:

  • IPC-A-630
  • IPC-A-600
  • IPC/WHMA-A-620C
  • CIP 7711/7721C

¿Cómo se puede probar la calidad del ensamblaje de una PCB de calentador?

Tales métodos incluyen:

  • Pruebas en circuito que verifican la calidad e integridad de las conexiones.
  • La prueba de sonda voladora utiliza agujas en las sondas para probar aperturas, fallas de diodos, cortocircuitos, resistencia, inductancia, capacitancia y resistencia.
  • Inspección óptica automatizada que compara la foto de PCB del calentador con el diseño esquemático.
  • Las pruebas de quemado evalúan la capacidad de carga.
  • Inspección por rayos X para localizar defectos dentro del tablero.
  • La prueba funcional es donde prueba si el PCB del calentador se enciende.

¿Cuáles son algunas de las propiedades mecánicas de una PCB de calentador?

Éstos incluyen:

  • Fuerza flexible
  • Resistencia al pelado
  • Densidad
  • tiempo de delaminación

¿Cuál es el costo de un PCB calentador?

El precio puede oscilar entre 20 USD.

¿Qué métodos de serigrafía puede realizar en una PCB de calentador?

Los métodos que puede utilizar incluyen:

  • Inspección manual
  • Imágenes fotográficas líquidas
  • Impresión directa de leyendas

¿Cuáles son las propiedades químicas de un PCB calentador?

Estos implican combustibilidad, absorción de agua y resistencia al cloruro de metileno.

¿Debe una placa de circuito impreso del calentador cumplir con las certificaciones de calidad internacionales?

Los PCB del calentador deben cumplir con los estándares de calidad, ya que garantiza su seguridad y aplicación.

Algunos de estos estándares incluyen:

  • UL
  • GMP
  • ISO 9001:2008
  • CE
  • RoHS
  • IATF16949

¿Cómo se comparan la tecnología de montaje en superficie y la tecnología de orificio pasante en una PCB de calentador?

In Tecnología de montaje superficial, colocará directamente las partes de la PCB del calentador directamente en la placa.

Tecnología de orificio pasante implica insertar y soldar los cables de los componentes en orificios pretaladrados dentro de la PCB del calentador.

Tecnología de montaje superficial en una PCB
Tecnología de montaje superficial en una PCB

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