Sensibilidad y riesgos para la salud de reflujo de PCB de computadora en un horno doméstico


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Esta es una pregunta marginal, SE-sabia, pero creo que EE es el mejor lugar para preguntar.

Algunos conocidos míos tenían un problema con su computadora portátil: la tarjeta gráfica dejó de funcionar. Han recibido (de otra persona) instrucciones sobre cómo "refluirlo".

Desafortunadamente, no tengo el enlace al texto (y de todos modos no está en inglés), pero el bit correspondiente me indicó que calentara la tarjeta en un horno de convección a 180 C durante 5 minutos.

Me preguntó acerca de mi opinión acerca de esta revisión y respondió que si bien es concebible que podría trabajar (mi única idea era que tal vez podría quitar de soldadura defectos de conexión, ya que el tablero es lo suficientemente mayor como para ser pre-RoHS), que aconseja fuertemente contra realizar la reparación en un horno que todavía se usa para preparar alimentos.

Para mi consternación, recientemente supe que los conocidos en cuestión continuaron y realizaron la reparación, en un horno utilizado para cocinar en casa no menos. Curiosamente, funcionó, al menos por ahora.

Por lo tanto, quiero hacer la siguiente pregunta de dos partes:

  1. ¿Cuáles son los riesgos para la salud asociados con la realización de este tipo de retrabajo en un horno utilizado para preparar alimentos y cómo lidiar con esos peligros? Prefiero que las respuestas se concentren en los posibles contaminantes que quedan en el horno, en lugar de, por ejemplo, un mayor riesgo de falla catastrófica de los componentes de la PCB.
  2. ¿Cómo puede este tipo de retrabajo ser efectivo para hacer que la placa vuelva a funcionar?

Preferiblemente, me gustaría una respuesta que aborde ambas partes, pero por una razón obvia también estaré satisfecho con una respuesta rápida solo en la primera.

ACTUALIZACIÓN: Gracias por las respuestas hasta ahora. Dado que los más populares presentan opiniones opuestas, y el número de los votos a favor respectivos es comparable, creo que debería esperar uno o dos días antes de aceptar cualquiera. Esto es con la esperanza de que alguien pueda proporcionar datos concretos relacionados con el tema.

ACTUALIZACIÓN 01.05.2013: Todavía voy a dejar la pregunta sin una respuesta aceptada por algún tiempo. Al ver que ninguna de las respuestas tiene datos sólidos para respaldarlas, estoy un poco preocupado por ir en cualquier dirección. Lo siento por eso.


Como adivinó, la solución es, en esencia, usar el horno de convección como horno de reflujo. Tuve suerte reviviendo mi viejo nVidia GTX260 al meterlo en mi horno durante un par de minutos. Antes, la computadora no publicaba, después de que la tarjeta funcionaba bien. La gente ha tenido la suerte de hacer lo mismo con la XBox360, donde algunas de las conexiones BGA debajo de la GPU / CPU se rompen debido a la flexión de la placa y el alto calor, y el mal funcionamiento de la placa debido a la pérdida de contacto entre la GPU / CPU y la placa base.
Shamtam

Conozco personas que usan su horno de reflujo para hornear pizzas ...
jippie

Evitaría usar cualquier cosa que luego uses para cualquier otra cosa. ¿Por qué correr el riesgo? He tenido suerte refluyendo no con un horno sino con una sartén. Los resultados son muy buenos. Sin embargo, no cociné nada: D
Gustavo Litovsky

Respuestas:


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Es casi seguro que no corren ningún peligro. No más que el hecho de que manejaron el tablero y posiblemente comieron algo antes de lavarse las manos. Las probabilidades de transferencia directa son mucho más altas que una transferencia de desgasificación doble, primero al horno y del horno a la comida. En el horno, por supuesto, tiene la posibilidad de desgasificación, que luego se recubre en el interior del horno. Dudo que haya mucho de esto. Además, las personas generalmente precalientan el horno, lo que elevaría la temperatura nuevamente más allá de esta temperatura de "reflujo" y esto liberaría las cosas malas (si estuviera allí) y lo sacaría del horno. es decir, estaría horneado.

Las placas están relativamente limpias, el plomo no es muy volátil, hay VOC presente, pero una vez que se calientan se disipan, etc.

De hecho, los elementos del horno cuando salen nuevos gases al primer uso, después de limpiar el horno, quedan productos químicos en las superficies que emiten gases. Esos serían los mejores comparables y más preocupantes que el PCB.


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+1 por ir con una respuesta realista en oposición directa a la charla paranoica y políticamente correcta cada vez más común que todos parecen decir. Uno se cansa del "¡Ooooh, es peligroso!" RoHS conforma-speak.
Anindo Ghosh

@AnindoGhosh Es bueno señalar que esto todavía es algo peligroso / arriesgado. No es que me haya impedido usarlo para arreglar juegos de game boy sin una mano de hierro.
Wyatt8740

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  1. Quién sabe qué tipo de basura se libera de los plásticos, metales, soldaduras, etc. No lo haría en mi horno, pero bueno ...

  2. Es una forma de gueto de refluir las bolas de soldadura en chips BGA. Técnicamente, hay "perfiles de reflujo" que se deben seguir para derretir la soldadura correctamente y todo ese jazz. Un perfil de reflujo es una descripción de la forma en que una temperatura debe aumentar o disminuir durante un cierto período de tiempo. Puede buscar en Google para obtener más información al respecto, pero un horno de cocina normal no podrá seguir ningún tipo de perfil de reflujo correctamente. No debe considerarse una solución a largo plazo. Todavía existe la posibilidad de que vuelva a ocurrir el mismo problema exacto.


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El perfil de temperatura está ahí para hornear el último pedazo de humedad de las partes antes de calentar para refluir las temperaturas. Si esto no se hace, existe el riesgo de daños en el paquete de plástico debido a la humedad atrapada que hierve. Dudo que muchos hornos domésticos hagan un buen trabajo de calentamiento a 180-200 F sin exceder 212. También dudo que la mayoría de los hornos domésticos puedan controlar la temperatura de manera uniforme en todo el horno. Si va a probarlo, primero calibre su horno colocando termómetros alrededor del lugar donde colocará la placa, y mida la temperatura real frente al punto de ajuste frente al tiempo.
Mike DeSimone

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@MikeDeSimone Algunos componentes se calientan más lentamente que otros, y el perfil temporal también les da tiempo para esos componentes lentos. Además, el perfil de temperatura permite un enfriamiento más controlado e incluso para permitir menos estrés térmico. Lo que dices es cierto, pero hay más factores además de eso.

@DavidKessner: Sí, pero solo me dan 600 caracteres. ^ _-
Mike DeSimone

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Yo no lo haría. Tal vez soy paranoico, pero el riesgo de exponer mi cena al plomo y otras cosas desagradables es demasiado alto. Hacerlo una vez podría estar bien, si tienes cuidado, pero me ocupo de la electrónica todo el día, todos los días, así que tengo más cuidado con esas cosas.

En cuanto a la efectividad ... El proceso de reflujo de un PCB normalmente está estrictamente controlado. No lo quieres demasiado frío, ni demasiado caliente, ni hacerlo demasiado rápido o demasiado lento. Demasiado rápido o demasiado frío hará que la PCB no se refluya correctamente. Hacerlo demasiado lento o demasiado caliente puede dañar la PCB y los chips. E idealmente desea un poco de flujo en los pasadores / bolas que necesitan reflujo.

El reflujo en el horno de su casa no controla ni el tiempo ni la temperatura. Podría funcionar. O tal vez no. O podrías empeorar las cosas. Si las opciones fueran intentar un reflujo o tirar la PCB, entonces quizás valga la pena intentar refluirla. En el peor de los casos, lo tirarías de todos modos, lo que habrías hecho de todos modos.

De nuevo, no lo haría en mi horno. Pero si lo hiciera, así es como lo haría:

  1. Consigue una bandeja para galletas y cúbrela con papel de aluminio. Cubra el interior de su horno también, tanto como sea posible.
  2. Precaliente el horno, con la bandeja para hornear galletas también en el horno.
  3. Fije separadores de metal en la PCB.
  4. Retire cualquier cosa de la PCB que pueda. CPU, disipadores de calor, etc.
  5. Coloque el PCB en la bandeja de horno. Los separadores evitarán que la PCB misma toque nada.
  6. Cuando se acabe el tiempo, apague el horno y CUIDADOSAMENTE abra la puerta. No agite, golpee ni mueva la PCB. Simplemente deje que el horno, el PCB y la bandeja para hornear se enfríen con la puerta del horno abierta.
  7. Tirado el papel de aluminio.

Este método debe mantener su horno lo más libre de contaminación posible, mientras mantiene las probabilidades de un reflujo exitoso lo más alto posible. Con la práctica, esto podría funcionar bien. Sin práctica, sus probabilidades de éxito son probablemente inferiores al 50%.


¿Qué es una "bandeja de galletas"? También tenga cuidado de no cubrir ninguna abertura en el horno que se use para el flujo de aire / calefacción / ...
jippie

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@jippie Una bandeja para hornear galletas es una cosa plana en la que horneas galletas. :)

Una bandeja para hornear galletas es una bandeja metálica rectangular grande (generalmente de aluminio) con muy poca (si es que la hay) profundidad (1 cm o menos). El calor a veces puede hacer que una bandeja de galletas se deforme en el horno, lo que sería realmente malo para el reflujo, ya que podría hacer que algunas partes salgan volando.
Mike DeSimone

Un problema con el paso 1 en el caso de los hornos de gas es que podría cubrir las rejillas de ventilación utilizadas para que el aire caliente ingrese y salga del horno.
Mike DeSimone

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Usar el horno doméstico es una idea terrible. Dejando a un lado las preocupaciones de salud, consulte los documentos de los fabricantes de CI, por ejemplo, https://aerospace.honeywell.com/~/media/Images/Plymouth%20Website%20PDFs/Magnetic%20Sensors/Application%20Notes/AN216_Mounting_Tips_for_LCC_Magnetic_Sensors.ashx

Extracto:

La mayoría de los paquetes LCC no tienen requisitos especiales más allá de los procedimientos normales para conectar componentes SMT a placas de circuito impreso. La excepción a este proceso son los productos Honeywell HMC que tienen paquetes de sustrato de cerámica o FR4 con encapsulación superior de epoxi. Estos diseños de paquete usan dos tipos de soldadura con diferentes temperaturas de reflujo. Dentro de estos paquetes, se utiliza una soldadura de reflujo de alta temperatura que se refluye a 225 ° C y más para hacer conexiones de circuito interno. En el paquete exterior, se recomienda soldar a baja temperatura con un rango de temperatura de reflujo de 180 a 210 ° C. Se definen tres zonas de calentamiento en el proceso de soldadura por reflujo SMT; la zona de precalentamiento, la zona de remojo y la zona de reflujo. La zona de precalentamiento incluye la zona de remojo, y nominalmente varía de 2 a 4 minutos dependiendo del aumento de temperatura para llegar a la meseta de remojo de 160 ° C a 180 ° C para activar el fundente y eliminar cualquier humedad restante en el conjunto. Los tiempos de aumento de precalentamiento no deben exceder los 3 ° C por segundo para evitar la humedad y las tensiones mecánicas que provocan el "estallido" de la encapsulación del paquete .

Entonces, a menos que esté absolutamente seguro de que se mantiene uniformemente entre 200C-220C y no se calienta más rápido que la velocidad especificada, corre el riesgo de dañar el tipo de IC al que se hace referencia. Si observa un horno de reflujo, proporcionan una variedad de diferentes perfiles que están orientados a diferentes tipos de IC + soldadura (con plomo vs sin plomo, etc.) ... ¿realmente desea ignorar todo esto y tirarlo al horno con su pizza, arriesgando la salud de usted y el silicio?

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