Come scegliere il forno di riflusso giusto per la saldatura al piombo o senza piombo

Siete di fronte a due schede tecniche.
Un lavoro è ancora saldatura al piombo.
Il prossimo grande cliente vuole Senza piombo RoHS.

E tu vuoi solo uno forno di rifusione, non due mostri che consumano spazio e corrente.

Vediamo come scegliere un forno di rifusione in grado di funzionare sia con che senza piombo, senza trasformare la vostra linea SMT in uno spettacolo quotidiano di lotta agli incendi.

Leghe saldanti al piombo e senza piombo e temperatura di riflusso

Per prima cosa, dimenticate per un attimo i nomi dei marchi. Pensate al metallo e il calore.

• Tipica pasta al piombo: Sn63/Pb37, si scioglie intorno 183 °C.
• Tipica pasta senza piombo: SAC305, si scioglie intorno 217-219 °C.

Per ottenere una buona bagnatura, il vostro temperatura di picco deve trovarsi al di sopra del punto di fusione:

Si può notare lo schema:

Se il forno non può comodamente Se si esegue un profilo pulito senza piombo, si avrà sempre una sensazione di debolezza, anche se si tratta di piombo.

Quindi si sceglie il forno di riflusso in base alla più difficile lavoro: senza piombo.

Caratteristiche principali del forno di rifusione per profili al piombo e senza piombo

Temperatura massima e stabilità della temperatura

Per la produzione mista, il forno dovrebbe:

• Raggiungere almeno 260 °C di picco nella zona di saldatura con un certo margine.
• Mantenere un profilo stabile, in modo che la differenza di temperatura della scheda rimanga contenuta e non salti dappertutto.

Se il vostro forno raggiunge a malapena i 245 °C quando è nuovo, in un anno, con la polvere, i filtri, le ventole semibloccate, potrebbe non raggiungere il calore sufficiente per un lavoro senza piombo di qualità. A quel punto gli operatori iniziano a “regolare a sentimento” e la qualità della linea diminuisce.

Si desidera un forno che sentirsi ancora rilassati al picco di assenza di piombo.

Zone di riscaldamento e velocità del trasportatore

Più zone = più controllo.

Per una seria assenza di piombo:

• Obiettivo 7-10 zone di riscaldamento per la produzione in serie.
• Assicurarsi che la velocità del trasportatore abbia un Ampio campo di regolazione, In questo modo è possibile regolare il profilo per schede sottili, rame spesso, grandi dissipatori di calore, qualsiasi cosa venga inviata dal cliente.

Con un numero troppo limitato di zone, si è sempre costretti a scendere a compromessi:

• Se si fissa il profilo per una scheda grande e pesante, la piccola scheda di controllo di un sistema di refrigerazione potrebbe surriscaldarsi.
• Se si fissa la tavola piccola, la tavola grande viene fuori con giunzioni fredde e filetti opachi senza piombo.

Nella vita reale, il vostro ingegnere NPI non ha il tempo di lottare contro il forno ogni volta che arriva un nuovo progetto.

Capacità di riflusso dell'azoto per la saldatura senza piombo

Le saldature senza piombo si ossidano di più. Ecco perché molte fabbriche parlano molto di rifusione ad azoto:

• L'azoto può migliorare la bagnatura per QFP, BGA, QFN a passo fine.
• Può ridurre il balling della saldatura e i ponti casuali sulle piazzole strette.

Ma l'azoto non è gratuito. Il costo del gas + la manutenzione sono reali. Molti impianti utilizzano una strategia semplice:

• Prodotti di consumo, passo standard → il riflusso dell'aria è OK.
• Automotive, medicale, schede di controllo a catena fredda → azoto sulle linee critiche.

Quindi, quando guardate un forno a rifusione, chiedete:

• L'azoto è un'opzione se il cliente richiede un livello AEC-Q o simile?
• È possibile attivarlo solo quando un prodotto specifico ne ha davvero bisogno?

Progettazione della zona di raffreddamento e controllo della deformazione

Per il senza piombo, il picco è elevato. Il raffreddamento è molto importante:

• Troppo veloce: Il PCB si deforma, il BGA e i connettori subiscono sollecitazioni.
• Troppo lento: la struttura della grana della saldatura non è ideale e la produttività della linea diminuisce.

Cercare:

• Zone di raffreddamento separate con ventole regolabili.
• Pendenza di raffreddamento dolce, non solo “a pieno regime” dopo un tunnel caldo.
• Possibilità di utilizzare vettori o pallet per le tavole lunghe.

Se si costruisce un'elettronica che lavora insieme a componenti per unità di refrigerazione e telai metallici, spesso si montano relè pesanti, terminali grandi e connettori sulla scheda. Se il raffreddamento è insufficiente, la scheda si torce. Una sezione di raffreddamento decente vi risparmierà molti misteriosi guasti in seguito.

Scenari reali di fabbrica: Un forno di rifusione, due tipi di saldatura

Scenario 1: Lavoro con piombo precedente + nuovo cliente senza piombo

Si tratta di una situazione comune:

• Un vecchio cliente domestico utilizza ancora SnPb.
• Nuove forze di clienti esportatori Senza piombo RoHS sulla stessa linea SMT.

Cosa serve al forno:

1. Ricette preimpostate
   • Un profilo per il piombo, un altro per il senza piombo.
   • Gli operatori scelgono dal menu invece di fare “ingegneria a mano” per ogni lotto.
2. Buona uniformità termica
   Quando si passa da una piccola scheda di controllo a una scheda di potenza più grande, non si vuole rifare tutto da zero.
3. Regole di manipolazione pulita
   • Regole chiare per stabilire quale linea, quale stencil, quale pasta è con o senza piombo.
   • Nessuna contaminazione incrociata, soprattutto nei lavori di esportazione.

La vostra linea SMT sembra stabile e i ragazzi della qualità smettono di gridare.

Scenario 2: Catena del freddo ed elettronica di refrigerazione

Supponiamo che la vostra fabbrica costruisca anche protezione della griglia del ventilatore e altre parti metalliche per le celle frigorifere, e integrate i circuiti stampati di controllo per questi sistemi.

Ora:

• Il consiglio vede condensazione, vibrazioni, cicli di temperatura.
• Potreste aver connettori per grandi fan e triac/MOSFET per il controllo del compressore.

In questo caso il forno di riflusso svolge un ruolo “silenzioso” ma molto importante:

• I giunti senza piombo devono sopravvivere a migliaia di cicli on/off.
• Nessun giunto freddo su un driver della ventola, o la vostra bella protezione della ventola non protegge nulla perché la ventola non si avvia nemmeno.

In questo tipo di progetto, molti acquirenti parlano con frasi come:

• “Abbiamo bisogno di una solida affidabilità sul campo, non solo di bellezza”.”
• “La linea deve essere stabile, senza drammi in alta stagione”.”

Quindi chiedono al vostro team di:

• Registrazioni del profilo di riflusso
• Grafici SPC
• Come si verifica la finestra di processo senza piombo

Se il vostro forno supporta una facile registrazione dei dati e la tracciabilità, il vostro team di vendita può mostrare loro curve reali invece di limitarsi a dire “la nostra qualità è molto buona”.

Una semplice lista di controllo per la scelta di un forno di rifusione

Quando vi sedete con il fornitore del forno, tenete questo piccolo elenco accanto a voi. Se la maggior parte delle risposte sono “sì”, siete sulla strada giusta.

Lista di controllo per l'acquisto di forni di riflusso per piombo e senza piombo

• Il forno di riflusso può gestire un picco stabile senza piombo (circa 240-250 °C) con un margine?
• Offre 7 o più zone di riscaldamento, in modo da poter mettere a punto diversi progetti di schede?
• Esiste un'opzione per rifusione ad azoto per lavori ad alta affidabilità in seguito?
• La sezione di raffreddamento consente velocità di raffreddamento controllata per ridurre la deformazione?
• Il sistema può memorizzare più profili (Piombo / Senza Piombo / NPI) e i parametri di blocco?
• È facile collegare un profiler e catturare i dati reali? curve di temperatura per i clienti?
• Il fornitore fornisce supporto al processo, non solo una macchina e un manuale in PDF?

Se la risposta è “no” molte volte, non aspettatevi che la linea scorra magicamente liscia quando mescolate piombo, senza piombo, campioni, ordini urgenti... la vita sarà più dura.

Come questo si ricollega alla vostra attività

Per un'azienda come la vostra, offrire servizi di produzione di scaffalature in filo metallico personalizzate e parti di costruzione come rack per congelatori, componenti per unità di refrigerazione, e cella frigorifera hardware, la scheda è solo un pezzo del sistema.

Ma:

• Un processo di rifusione debole può bloccare la intera cella frigorifera.
• Un forno robusto e con buoni profili fa sì che la vostra linea SMT sia all'altezza della qualità meccanica della vostra linea di produzione. scaffalature in filo metallico e assemblaggi metallici.