Non sarà eccessivo?
Ho di recente acquistato un forno per reflow delle schede con componenti SMD, e la domanda che mi è stata posta più spesso è: “Non è un po’ eccessivo per un hobbista?”.
Secondo me no…
La risposta, a mio parere, è che dipende da cosa si intende per hobbista. In effetti io non produco schede elettroniche per venderle, ed in questo senso ricado sotto la categoria di appassionato – anche se qualcuna in realtà l’ho venduta – e risulta quindi ragionevole considerare un investimento di questo tipo come un’operazione senza ritorni economici paragonabili alle spese.
Il punto è che l’esperienza che ho acquisito negli anni ha fatto si che per potermi davvero divertire – e per poter imparare qualcosa – sia ormai necessario realizzare progetti sempre più complessi. E complessi vuol dire con componenti particolari, spesso in package SMD sempre più piccoli, come anche ridurre le dimensioni degli stampati – sto ad esempio progettando dei tachimetri per macchine a vapore molto piccoli. Ed ecco comparire QFN, BGA e loro parenti…. Come faccio a saldarli?
Alternative al forno per rifusione
Ora, qui qualcuno potrà dire con molta facilità che basterebbe l’aria calda di una pistola termica – lo ha fatto un mio amico – come anche una piastra modi ferro da stiro. Ed onestamente ci ho provato, ma non mi ci trovo. Il primo metodo mette le ali ai componenti piccoli, a meno che non si abbassi la velocità dell’aria – infattibile in un garage freddo come il mio… – ed il secondo non è molto indicato per componenti grossi tipo induttori 12x12mm, che vorrei saldare assieme a quelli piccoli.
Come ho scelto il modello
Premetto che per acquistarlo non ho guardato molti parametri… Solo due in effetti: costo e presenza di una ventola nel vano. Ovviamente il forno che mi hanno recapitato ha la ventola e costa davvero poco. l’ho pagato circa 340€, a cui si sono magicamente aggiunte 109€ di tasse di importazione. Si trova solo su AliExpress, è l’ITECH RF-A250. Appena consegnato l’ho posizionato su un carrello in garage ed ho saldato una scheda di prova.
PCB per provare il forno a rifusione
Per testare le curve di reflow ho progettato un PCB che non ha piste. Non è altro che una basetta in FR4 singola faccia con delle impronte differenti su due bordi. L’idea è di saldare i componenti più economici che trovo con quei footprint giusto per osservare le possibili criticità come tombstones, corti fra pad e pin non bagnati. La pasta che uso è della Loctite con fusione a 217°C e lega 96,5Sn-3Ag-0,5Cu, gentilmente offerta da un caro amico. Qui sotto potete trovare i file di fabbricazione dello stampato, formato gerber in archivio .zip. Ls scheda ha ingombro 100x100mm.
Segue una serie di test che ho eseguito per trovare la curva meno “aggressiva” che saldi ugualmente bene i PCB
Primo test – 13/12/2022
Primissima prova: ho saldato davvero pochi componenti, tentando comunque di avere sia componenti grossi che molto piccoli. Mi sono poi preoccupato di sistemarla al centro del forno con l’induttore 12x12mm nell’angolo peggiore del quadrato occupato dallo stampato (lato sportello). Ho notato, guardando dal vetro, che le piazzole lato davanti sono state le ultime a saldarsi, nonostante non fossero popolate. La pasta come potete vedere non era stesa molto bene. Ho deciso che nel prossimo test allungo il tempo del picco massimo. In ogni caso è certo che non servirà truccare più di tanto la curva.
Secondo test – 15/12/2022
Questa prova è andata molto meglio: nonostante la scheda fosse posizionata con l’induttore sull’angolo del forno lato sportello si è comunque saldato in tempo, anche se proprio un attimo prima che calasse la temperatura. Allego foto del PCB.
Terzo test – 16/12/2022
Ultima prova, ho aumentato ancora un po’ i tempi. Ovviamente non capiterà mai – spero – di avere componenti così grossi in angolo al forno, ma comunque voglio poter infornare più PCB alla volta, quindi deve essere bello uniforme. Se mai metterò cose così difficili da saldare ai lati farò un ciclo di preriscaldamento a temperatura costante, così da ridurre i gradienti di temperatura.
Il forno non scalda troppo?
Dopo aver fatto tutto ciò ho inserito dei condensatori di vario tipo al centro del forno e ho eseguito un ultimo ciclo. Ho misurato la capacità prima e dopo ed ho verificato che non venissero alterati. Ovviamente ne sono usciti indenni, quindi penso che la curva che ho ricavato sarà poi quella che userò realmente per saldare le schede. Magari per cose davvero piccole potrei utilizzare una curva meno aggressiva, ma questo si vedrà caso per caso.