La saldatura a rifusione è ampiamente utilizzata per la produzione di assemblaggi PCB. Garantisce una saldatura uniforme per l'ampia varietà di componenti e dimensioni di piazzole richiesti. Inoltre, è molto facile da controllare e monitorare. Le industrie utilizzano la saldatura a rifusione da molti anni per la produzione di assemblaggi PCB. In questa guida, spiegheremo cos'è la saldatura a rifusione, come funziona questo processo critico, i difetti più comuni della saldatura a rifusione e la confronteremo con la saldatura a onda. Continuate a leggere.
Che cos'è la saldatura a rifusione?
La saldatura a rifusione è un metodo utilizzato per fissare componenti a montaggio superficiale a un circuito stampato. Il processo inizia con l'applicazione della pasta saldante su appositi pad sul PCB. Successivamente, i componenti vengono posizionati sulla pasta e il tutto viene riscaldato in un forno a rifusione. All'aumentare della temperatura, la pasta saldante si scioglie, creando solide connessioni elettriche e meccaniche tra i componenti e il circuito stampato.
Vantaggi dell'utilizzo della saldatura a riflusso
La saldatura a rifusione consente la lavorazione simultanea di più connessioni. Questo impedisce che i fili si disconnettano durante la saldatura di quelli adiacenti. La saldatura a rifusione migliora anche la qualità del PCB risultante e offre molti altri vantaggi, tra cui:
- Migliore bagnabilità dei giunti di saldatura e dei componenti montati in superficie.
- Migliore saldabilità di un'ampia varietà di componenti elettronici.
- Integrità articolare migliorata per applicazioni elettroniche cruciali.
- Scolorimento ridotto della tavola.
- Eliminazione dei residui di fondente carbonizzati su resistenze e pannelli.
- Ridotta formazione di foschia bianca dall'ossidazione della colofonia o del flusso di stagno
- Prestazioni ottimizzate di paste a basso residuo e no clean.
- Maggiore flessibilità del processo per adattarsi a un'ampia varietà di condizioni operative.
Processo di saldatura a riflusso nella produzione di PCB: 6 passaggi coinvolti
La fase di saldatura a riflusso nella produzione di PCB prevede diversi passaggi. Li analizzeremo uno per uno.
Pasta per saldature
Per prima cosa, applichiamo la pasta saldante alla scheda. La applichiamo solo alle aree che necessitano di saldatura. Questo risultato è ottenuto utilizzando una saldatrice e una maschera di saldatura. Una volta applicata la pasta saldante, possiamo passare alla fase successiva.
Scegli e posiziona
Dopo aver applicato la pasta saldante, possiamo posizionare i componenti. In genere, utilizziamo una macchina automatizzata per il prelievo e il posizionamento dei componenti. Questo perché il posizionamento manuale non è fattibile a causa dell'elevato numero di componenti e della precisione richiesta. Tuttavia, è necessario maneggiare i componenti con cura.
Preriscaldare
Dobbiamo portare le schede costantemente alla temperatura desiderata. Se la velocità di riscaldamento è molto elevata, i componenti o la scheda stessa subiranno danni a causa dello stress termico. Inoltre, se la velocità di riscaldamento è troppo elevata, lo stress termico impedirà ad alcune aree della scheda di raggiungere la temperatura richiesta. D'altra parte, se la velocità di riscaldamento è troppo lenta, l'intera scheda potrebbe non raggiungere la temperatura richiesta.
bagno termico
Una volta portata la temperatura della scheda al livello desiderato, iniziamo la fase successiva. Questa è spesso nota come "immersione termica". In questo processo manteniamo la scheda alla temperatura desiderata. Lo facciamo per tre motivi:
• Per garantire che eventuali aree che non hanno raggiunto la temperatura richiesta possano farlo in questa fase.
• Per rimuovere le sostanze volatili e i solventi della pasta saldante.
• Per attivare il flusso.
reflow
La fase di rifusione è la fase del processo di saldatura in cui si raggiunge la temperatura più elevata. In questa fase, la lega per saldatura si fonde e crea i giunti di saldatura necessari. Il flusso attivato realizza la saldatura metallurgica riducendo la tensione superficiale alla giunzione dei metalli coinvolti. Questo permette all'operatore di saldare le sfere di polvere fino a fonderle e combinarle.
Raffreddamento
Dobbiamo raffreddare le schede dopo la fase di rifusione in modo tale da non esercitare stress sui componenti. È possibile evitare lo shock termico ai componenti e l'eccessiva formazione di intermetalli utilizzando una velocità di raffreddamento adeguata. Utilizziamo principalmente un intervallo di temperatura compreso tra 30 e 100 °C per il raffreddamento delle schede. Questo intervallo di temperatura crea una velocità di raffreddamento rapida che può contribuire a creare una granulometria molto fine. Questo può consentire alla lega di saldatura di creare una giunzione meccanica solida.
Difetti comuni della saldatura a riflusso a cui fare attenzione
Come qualsiasi processo di produzione, anche la saldatura a rifusione presenta dei difetti. Daremo una breve occhiata ad alcuni difetti comuni della saldatura a rifusione e a come evitarli.
Schizzi di saldatura
Gli schizzi di saldatura si verificano quando la pasta saldante si attacca alla maschera di saldatura in modo disordinato. Questi sono causati dall'uso improprio del fondente. Possono anche essere causati dalla presenza di agenti inquinanti sulla superficie delle schede. Possono essere evitati utilizzando una quantità sufficiente di fondente e dovrebbero essere evitati a tutti i costi perché possono causare un cortocircuito.
Salti di saldatura
Un salto di saldatura è un giunto di saldatura non adeguatamente bagnato con la pasta saldante. Si verifica quando la pasta saldante non riesce a raggiungere una piazzola e quindi si verifica un circuito aperto. Ciò è dovuto a errori in fase di produzione o progettazione. È necessario distribuire uniformemente la pasta saldante per evitare salti di saldatura.
Pallina di saldatura
Le sfere di saldatura sono un difetto comune nella saldatura a rifusione. Si tratta di piccole sfere di pasta saldante che si attaccano alla superficie di un resist, di un conduttore o di un laminato. Queste possono essere causate da diverse cause, come un intervallo di temperatura di rifusione inadeguato, l'utilizzo di componenti elettronici arrugginiti, un'applicazione impropria della pasta saldante e una progettazione approssimativa del PCB.
Solder Affamato
Un giunto con carenza di saldatura è un giunto che non ha una quantità sufficiente di stagno per formare una connessione valida. Ciò è dovuto principalmente a un riscaldamento insufficiente e può portare alla rottura dell'intero circuito. A volte un giunto con carenza di saldatura funziona normalmente all'inizio, ma alla fine si rompe quando iniziano a formarsi delle crepe. È possibile riparare un giunto con carenza di saldatura semplicemente riscaldandolo e aggiungendo altra pasta saldante.
Spesso si confondono i giunti solder-starved con i salti di saldatura. Tuttavia, non sono la stessa cosa. I salti di saldatura sono quei giunti di saldatura in cui la lega non riesce ad arrivare o non riesce a formare una connessione meccanica a causa di una scarsa bagnatura. Un giunto solder-starved è quel giunto in cui la quantità di lega non è sufficiente a formare una connessione elettrica.
lapidazione
Lapide PCB Si verifica quando un componente presenta un lato sollevato dal pad. La lega di saldatura dovrebbe iniziare il processo di bagnatura attaccandosi a entrambi i pad. Tuttavia, se la lega di saldatura non è in grado di completare il processo di bagnatura su un pad, un lato del componente potrebbe inclinarsi. Questo aspetto ricorda quello di una tipica lapide, da cui deriva il nome di questo difetto.
Il tombstoning può essere causato da qualsiasi cosa che possa fondere la pasta saldante su un pad prima dell'altro. Le cause tipiche sono lo spessore irregolare delle tracce che si collegano al pad o la mancanza di un design di scarico termico. Se i componenti hanno un corpo di grandi dimensioni, potrebbero scivolare nella pasta saldante e questo può causare la formazione di un tombstone.
Bridging di saldatura
Molti problemi possono sorgere dall'utilizzo di componenti di piccole dimensioni e ponte di saldatura In questo senso, il problema è al primo posto. I ponti di saldatura si verificano quando due o più giunti di saldatura si collegano accidentalmente tra loro. Ciò accade principalmente a causa dell'utilizzo di punte saldanti grandi o larghe e dell'applicazione di una quantità eccessiva di pasta saldante. Spesso è difficile unire un ponte di saldatura perché a volte sono di natura microscopica. Se non siamo in grado di rilevare un ponte di saldatura, può verificarsi un cortocircuito e bruciare o danneggiare i componenti.
Possiamo riparare un ponte di saldatura tenendo il saldatore al centro del ponte stesso. Questo fonde la lega e possiamo aspirarla per rompere il ponte. Possiamo usare un aspiratore se il ponte di saldatura è troppo grande.
cuscinetti sollevati
I pad sollevati sono quei pad di saldatura che si staccano dalla superficie di un PCB. Ciò accade principalmente a causa di un riscaldamento eccessivo o di una forza eccessiva applicata a un giunto di saldatura. È difficile lavorare con questi pad perché sono piuttosto delicati e possono staccarsi dalla superficie. È necessario fare tutto il possibile per riattaccare il pad al PCB prima di tentare di saldarlo.
Saldatura a riflusso vs. saldatura a onda: qual è la differenza?
Per assemblare un PCB si utilizzano due diversi processi: la saldatura a riflusso e la saldatura a onda, ognuno adatto a diversi tipi di componenti ed esigenze di produzione.
Nel campo di applicazione più diffuso, la saldatura a rifusione viene utilizzata principalmente per il posizionamento di componenti a montaggio superficiale. È un metodo eccellente per componenti piccoli, delicati e ad alta densità.
D'altra parte, la saldatura ad onda è un processo convenzionale per componenti del foro passante in cui il PCB viene attraversato da un'onda di saldatura fusa per saldare i terminali del componente alle piazzole del PCB. Mentre la saldatura a riflusso garantisce una maggiore precisione per i componenti a passo fine, la saldatura a onda è più efficace per la produzione su larga scala di componenti a foro passante, soprattutto se combinata con saldatura selettiva per assemblaggi di componenti misti.
In una parola, nella scelta della tecnica di saldatura, la scelta di questi metodi è determinata dal tipo di componenti presenti sul PCB, dalla complessità dell'assemblaggio e dal volume di produzione desiderato.
Conclusione
La saldatura a rifusione è un processo che richiede competenza e attrezzature all'avanguardia, poiché un controllo preciso della temperatura e un'attenta gestione sono fondamentali per garantire giunti di saldatura resistenti e affidabili. La corretta configurazione e tecnici qualificati sono essenziali per evitare difetti e ottenere risultati ottimali. MOKO Technology dispone di 8 linee di assemblaggio SMD automatiche e di un impianto di saldatura a rifusione all'avanguardia. Grazie alla nostra ampia capacità produttiva e ai nostri tecnici altamente qualificati, potete affidarvi a noi per gestire con precisione la complessità della saldatura a rifusione. Se non disponete delle risorse necessarie per una corretta saldatura a rifusione dei vostri PCB o semplicemente non volete abbandonarvi a questa complessità, non esitate a contattarci.
