Reflow-solderen wordt veel gebruikt voor de productie van PCB-assemblages. Het zorgt voor consistent solderen voor de grote verscheidenheid aan benodigde componenten en padgroottes. Bovendien is het zeer eenvoudig te controleren en te monitoren. Industrieën gebruiken reflow-solderen al jaren voor de productie van PCB-assemblages. In deze handleiding leggen we uit wat reflow-solderen is, hoe dit cruciale proces werkt, wat de meest voorkomende defecten bij reflow-solderen zijn en vergelijken we het met golfsolderen. Lees verder.
Wat is reflow-solderen?
Reflow-solderen is een methode om oppervlakte-gemonteerde componenten op een printplaat te bevestigen. Het proces begint met het aanbrengen van soldeerpasta op de daarvoor bestemde contactpunten op de printplaat. Vervolgens worden de componenten op de pasta geplaatst en wordt de constructie verhit in een reflow-oven. Wanneer de temperatuur stijgt, smelt de soldeerpasta, waardoor er sterke elektrische en mechanische verbindingen ontstaan tussen de componenten en de printplaten.
Voordelen van het gebruik van reflow-solderen
Reflow-solderen maakt het mogelijk om meerdere verbindingen gelijktijdig te verwerken. Dit voorkomt het losraken van draden tijdens het solderen van de aangrenzende draden. Reflow-solderen verbetert ook de kwaliteit van de uiteindelijke printplaat en biedt vele andere voordelen, zoals:
- Verbeterde bevochtigbaarheid van soldeerverbindingen en op het oppervlak gemonteerde componenten.
- Verbeterde soldeerbaarheid van een grote verscheidenheid aan elektronische componenten.
- Verbeterde gezamenlijke integriteit voor cruciale elektronische toepassingen.
- Verminderde verkleuring van het bord.
- Verwijdering van verkoolde vloeimiddelresten op verwarmingselementen en platen.
- Verminderde vorming van witte waas door de oxidatie van hars of tinflux
- Geoptimaliseerde prestaties van pasta's met weinig residu en niet-schone pasta.
- Verbeterde flexibiliteit van het proces voor het accommoderen van een breed scala aan bedrijfsomstandigheden.
Reflow-soldeerproces bij PCB-productie: 6 betrokken stappen
De reflow-soldeerfase bij de productie van printplaten omvat een aantal stappen. We zullen ze één voor één bespreken.
Soldeerpasta
Eerst brengen we de soldeerpasta aan op de printplaat. We brengen deze alleen aan op de plekken die gesoldeerd moeten worden. We doen dit met behulp van een soldeerpastamachine en een soldeermasker. Zodra we de soldeerpasta hebben aangebracht, kunnen we verder met de volgende stap.
Kies en plaats
Na het aanbrengen van de soldeerpasta kunnen we de componenten op hun plaats zetten. Meestal gebruiken we een geautomatiseerde machine voor het oppakken en plaatsen van de componenten. Dit komt doordat handmatige plaatsing niet haalbaar is vanwege het grote aantal componenten en de vereiste nauwkeurigheid. Het is echter noodzakelijk om voorzichtig met de componenten om te gaan.
Verwarm
We moeten de printplaten geleidelijk naar de gewenste temperatuur brengen. Als de verwarmingssnelheid erg hoog is, zullen de componenten of de printplaat beschadigd raken door de thermische belasting. Bovendien, als de verwarmingssnelheid te hoog is, zal de thermische belasting ervoor zorgen dat sommige delen van de printplaat de gewenste temperatuur niet bereiken. Aan de andere kant, als de verwarmingssnelheid te laag is, kan het zijn dat de hele printplaat de gewenste temperatuur niet bereikt.
Thermische onderdompeling
Zodra we de printplaat op de gewenste temperatuur hebben gebracht, beginnen we met de volgende stap. Dit staat ook wel bekend als "thermisch weken". Hierbij houden we de printplaat op de gewenste temperatuur. We doen dit om drie redenen:
• Om ervoor te zorgen dat eventuele gebieden die nog niet de vereiste temperatuur hebben bereikt, dit in deze stap alsnog kunnen doen.
• Voor het verwijderen van vluchtige stoffen en soldeerpasta-oplosmiddelen.
• Om de flux te activeren.
reflow
De reflow-stap is de stap in het soldeerproces waarbij we de hoogste temperatuur bereiken. In deze stap smelt het soldeer en creëert het de benodigde soldeerverbindingen. De geactiveerde flux zorgt voor een metallurgische verbinding door de oppervlaktespanning op de verbinding van de betrokken metalen te verlagen. Dit stelt de gebruiker in staat om soldeerpoederbolletjes te laten smelten en te combineren.
Koeling
We moeten de printplaten na de reflow-stap zodanig koelen dat er geen spanning op de componenten komt te staan. U kunt thermische schokken en overmatige intermetallische vorming voorkomen door een geschikte koelsnelheid te gebruiken. We gebruiken meestal een temperatuurbereik van 30 tot 100 °C om de printplaten te koelen. Dit temperatuurbereik zorgt voor een snelle afkoeling, wat kan bijdragen aan het creëren van een zeer fijne korrelgrootte. Dit zorgt ervoor dat het soldeer een solide mechanische verbinding kan vormen.
Veelvoorkomende reflow-soldeerfouten waar u op moet letten
Zoals bij elk productieproces komen er bij reflow-solderen fouten voor. We bespreken kort enkele veelvoorkomende reflow-soldeerfouten en hoe u deze kunt voorkomen.
Soldeerspatten
Soldeerspatten ontstaan wanneer soldeerpasta in rommelige patronen aan het soldeermasker blijft plakken. Deze spatten worden veroorzaakt door onjuist gebruik van het vloeimiddel. Ze kunnen ook het gevolg zijn van de aanwezigheid van verontreinigingen op het oppervlak van de printplaten. Ze kunnen worden voorkomen door voldoende vloeimiddel te gebruiken en moeten koste wat kost worden voorkomen, omdat ze kortsluiting kunnen veroorzaken.
Soldeer overslaat
Een soldeersprong is een soldeerpunt dat niet goed met soldeer is bevochtigd. Dit gebeurt wanneer het soldeer een soldeerpunt niet kan bereiken, wat resulteert in een onderbreking. Dit komt door fouten in de productie- of ontwerpfase. Om soldeersprongen te voorkomen, moet u de soldeerpasta gelijkmatig verdelen.
Soldeerballen
Soldeerballetjes zijn een veelvoorkomend defect bij reflow-solderen. Dit zijn kleine bolletjes soldeerpasta die zich hechten aan een resist, geleider of laminaatoppervlak. Deze kunnen verschillende oorzaken hebben, zoals een slecht reflow-temperatuurbereik, het gebruik van verroeste elektronische componenten, onjuiste toepassing van soldeerpasta en een ruw PCB-ontwerp.
Soldeer uitgehongerd
Een soldeerarme verbinding is een verbinding die niet genoeg soldeer bevat om een bruikbare verbinding te vormen. Dit is meestal het gevolg van onvoldoende verhitting en kan leiden tot een defect aan het hele circuit. Soms functioneert een soldeerarme verbinding in het begin normaal, maar begeeft deze het uiteindelijk doordat er scheurtjes ontstaan. Je kunt een soldeerarme verbinding repareren door de verbinding opnieuw te verhitten en meer soldeerpasta toe te voegen.
Mensen verwarren soldeerarme verbindingen vaak met soldeersprongen. Ze zijn echter niet hetzelfde. Soldeersprongen zijn soldeerverbindingen waar het soldeer helemaal niet bij kan of geen mechanische verbinding kan vormen vanwege slechte bevochtiging. Een soldeerarme verbinding is een verbinding waarbij de hoeveelheid soldeer onvoldoende is om een elektrische verbinding te vormen.
Grafstenen
PCB-grafsteen Dit defect treedt op wanneer een component één kant van de pad loslaat. Het soldeer zou het bevochtigingsproces moeten starten door zich aan beide pads te hechten. Als het soldeer echter niet in staat is om het bevochtigingsproces op één pad te voltooien, kan één kant van het component kantelen. Dit ziet eruit als een typische grafsteen en dat is de oorsprong van de naam van dit defect.
Tombstoneing kan het gevolg zijn van iets dat de soldeerpasta op de ene soldeerplek eerder doet smelten dan op de andere. Typische oorzaken zijn de ongelijkmatige dikte van de soldeersporen die op de soldeerplek aansluiten of een gebrek aan thermisch reliëf. Grote componenten kunnen in de soldeerpasta glijden, waardoor ze de vorm van een tombstone krijgen.
Soldeerbruggen
Er kunnen veel problemen ontstaan door het gebruik van kleine componenten en soldeer overbrugging neemt in dit opzicht de eerste plaats in. Soldeerbruggen ontstaan wanneer twee of meer soldeerpunten per ongeluk met elkaar in contact komen. Dit gebeurt meestal door het gebruik van grote of brede soldeerpunten en het aanbrengen van te veel soldeerpasta. Het is vaak moeilijk om een soldeerbrug te verbinden, omdat deze soms microscopisch klein van formaat zijn. Als we een soldeerbrug niet kunnen detecteren, kan dit kortsluiting veroorzaken en de componenten verbranden of beschadigen.
We kunnen een soldeerbrug repareren door de soldeerbout in het midden van de brug te houden. Dit smelt het soldeer en we kunnen het erdoorheen trekken om de brug te breken. We kunnen een soldeerzuiger gebruiken als de soldeerbrug te groot is.
Opgeheven pads
Opgetilde pads zijn soldeerpads die loskomen van het oppervlak van een printplaat. Dit gebeurt meestal door overmatige verhitting of een grote kracht op de soldeerverbinding. Het is lastig om met dergelijke pads te werken, omdat ze vrij kwetsbaar zijn en van het oppervlak kunnen scheuren. Probeer de pad zo goed mogelijk terug op de printplaat te bevestigen voordat u gaat solderen.
Reflow-solderen versus golfsolderen: wat is het verschil?
Er zijn twee verschillende processen die worden gebruikt om een PCB te assembleren: reflow-solderen en golf-solderen. Beide processen zijn geschikt voor verschillende soorten componenten en productievereisten.
In de meest gebruikte toepassing wordt reflow-solderen voornamelijk gebruikt voor het plaatsen van oppervlaktegemonteerde componenten. Het is een uitstekende methode voor kleine, delicate componenten en componenten met een hoge dichtheid.
Aan de andere kant is golfsolderen een conventioneel proces voor componenten met doorlopende gaten waarbij de printplaat over een golf van gesmolten soldeer wordt geleid om de aansluitingen van de component aan de PCB-pads te lassen. Hoewel reflow-solderen een hogere precisie oplevert voor componenten met een fijne spoed, is golfsolderen effectiever voor grootschalige productie van through-hole componenten, vooral in combinatie met selectief solderen voor gemengde componentassemblages.
Kortom, bij de keuze van de soldeertechniek zijn het type componenten op de printplaat, de complexiteit van de assemblage en het gewenste productievolume bepalend voor de keuze van deze methoden.
Tot slot
Reflow-solderen is een proces dat expertise en geavanceerde apparatuur vereist, omdat nauwkeurige temperatuurregeling en zorgvuldige behandeling cruciaal zijn voor sterke, betrouwbare soldeerverbindingen. De juiste opstelling en bekwame technici zijn essentieel om defecten te voorkomen en optimale resultaten te behalen. MOKO Technology beschikt over 8 automatische SMD-assemblagelijnen en een ultramoderne reflow-soldeerinstallatie. Met onze uitgebreide productiecapaciteit en hoogopgeleide technici kunt u erop vertrouwen dat wij de complexiteit van reflow-solderen met precisie aanpakken. Als u niet over de middelen beschikt om uw printplaten vakkundig te reflow-solderen, of als u zich simpelweg niet wilt verdiepen in de complexiteit ervan, neem dan gerust contact met ons op.
