Guida semplice ai profili di saldatura a riflusso per SMT senza piombo. Imparate le zone chiave, il TAL e i difetti più comuni per mantenere affidabili le schede di controllo di lavastoviglie e congelatori.
Se gestite una linea SMT, sapete già una cosa: il forno di rifusione può farvi passare la giornata o uccidere completamente il vostro rendimento.
È possibile acquistare un sistema rapido di raccolta e posizionamento. Si può usare una pasta di qualità superiore. Ma se il profilo di saldatura a rifusione è sbagliato, le schede per il controller del congelatore o il PCB della lavastoviglie vengono comunque prodotte con aperture, vuoti e guasti casuali sul campo. QIAO riscontra questo problema più volte quando parla con i partner OEM e EMS.
In questo articolo spieghiamo cos'è un profilo di saldatura a riflusso, come funzionano le quattro zone e come metterle a punto per ottenere un risultato stabile.
A profilo di saldatura a riflusso è solo una curva temperatura-tempo che il PCB segue mentre attraversa il forno.
Si controlla questa curva con:
Il obiettivo è semplice:
Riscaldare l'intera tavola in modo controllato, in modo che ogni giunto si sciolga, si bagni e si raffreddi in modo sicuro e ripetibile.
Per il PCB di controllo di una lavastoviglie commerciale o per il controller di un congelatore all'interno di un armadietto con un'elevata Scaffali in filo per lavastoviglie, Non si vuole solo che passi il TIC una volta. Si vuole che sopravviva ad anni di vapore, vibrazioni e cicli di alimentazione. L'affidabilità inizia nel forno di rifusione.
La maggior parte delle linee SMT senza piombo utilizza un Profilo a quattro zone:
Nel zona di preriscaldamento, Si passa dalla temperatura ambiente a 150-180 °C circa.
Se la rampa è troppo veloce, i condensatori 0402 possono rompersi e la pasta può “fare popcorn” o sputare palline. Se la rampa è troppo lenta, il tempo di ciclo impazzisce e il comportamento della pasta cambia in modo strano.
Nel zona di immersione, Si tiene la scheda a circa 150-200 °C (alcune ricette senza piombo vanno un po' più in alto) per un tempo prestabilito.
Su schede a tecnologia mista, ad esempio una scheda di controllo che gestisce ventole, riscaldatori e illuminazione all'interno di un armadio refrigerato, con un sistema di controllo personalizzato. Scaffali in filo per lavastoviglie - la massa termica varia molto. L'ammollo aiuta il piccolo pad del sensore e il grande piedino del MOSFET a raggiungere temperature simili prima di raggiungere il picco.
Nel zona di riflusso/di picco, la pasta si scioglie effettivamente.
Per le comuni leghe senza piombo (come il tipo SAC):
Se TAL è troppo corto, si vede:
Se TAL è troppo lungo o il picco è troppo caldo, si vede:
Questo tipo di profilo sembra semplice sulla carta, ma sulla linea è complicato. Una scheda pesante per un congelatore con relè e trasformatori non si riscalda come un controller sottile per strisce luminose a LED sul vostro computer. prodotti personalizzati.
Nel zona di raffreddamento, si riporta la scheda alla temperatura di manipolazione sicura.
Se si raffredda troppo velocemente, si rischiano cricche da stress e sollevamento della piazzola. Se il raffreddamento è troppo lento, i grani di saldatura diventano grossolani e la resistenza meccanica diminuisce. Non si vuole che il controller della lavastoviglie muoia solo perché il portacavi è stato sbattuto qualche migliaio di volte.
È possibile utilizzare questa tabella come punto di partenza quando si parla con l'ingegnere di processo o con il fornitore del forno. I valori reali devono corrispondere alla scheda tecnica della pasta e ai limiti dei componenti, ma gli intervalli aiutano a inquadrare la discussione.
| Zona di riflusso | Parametro chiave | Gamma tipica (senza piombo) | Scopo nel profilo |
|---|---|---|---|
| Preriscaldare | Velocità di rampa | ~1-3 °C/s | Evitare gli shock termici, controllare l'evaporazione del solvente |
| Preriscaldare | Intervallo di temperatura | 25 → 150-180 °C | Avvicinare la scheda alla temperatura di immersione in modo sicuro |
| Preriscaldare | Tempo | ~60-90 s | Riscaldamento fluido, degassamento stabile |
| In ammollo | Intervallo di temperatura | ~150-200 °C | Equalizzare la temperatura, attivare il flussante, pulire gli ossidi |
| In ammollo | Tempo | ~60-120 s | Riduzione del ΔT su tutta la linea, riduzione del tombamento |
| Riflusso / Picco | Picco sopra la fusione | ~20-40 °C sopra la fusione della lega | Garantire la fusione completa senza sollecitazioni eccessive |
| Riflusso / Picco | TAL (sopra la fusione) | ~30-60 s | Bagnatura completa, controllo della crescita intermetallica |
| Raffreddamento | Tasso fresco | ~2-4 °C/s | Controllare la microstruttura, evitare cricche e deformazioni |
| Raffreddamento | Tempo fino a <100 °C | ~30-60 s | Raggiungere la temperatura di manipolazione sicura in modo stabile |
Non è necessario che ogni numero sia perfetto. Ma se si va molto al di fuori di questa finestra e ci si aspetta comunque un rendimento stabile, si tratta più che altro di un pio desiderio.
Quando il profilo è sbagliato, la lavagna ve lo dice. Ecco una rapida tabella cheat che potete condividere con il vostro team.
| Tipo di difetto | Cosa si vede sulla lavagna | Probabile problema del profilo |
|---|---|---|
| Tombstoning | Un'estremità di 0402/0603 sollevata | Grande ΔT, immersione troppo breve, squilibrio della pasta |
| Sfere a saldare | Piccole sfere vicino ai cuscinetti | Rampa troppo veloce, immersione troppo fredda, troppo flusso in ebollizione |
| Giunto freddo / giunto opaco | Superficie granulosa e opaca, si apre durante il test | TAL troppo corto, picco troppo basso |
| Tavola bruciata / flusso scuro | PCB marrone, carbonizzazione, odore | Picco troppo alto, TAL troppo lungo |
| MLCC incrinato | Cedimento precoce sul campo, microfratture | Rampa di preriscaldamento troppo ripida, shock termico |
| Vuotamento | Grandi bolle ai raggi X | Ammollo eccessivo, pasta sbagliata, cattiva progettazione dello stencil (argomento DFM) |
Quando QIAO visita i partner EMS che costruiscono schede di controllo per componenti del congelatore e componenti per unità di refrigerazione, Questi schemi si presentano di continuo. Di solito la storia è: “Abbiamo cambiato la pasta, ma nessuno ha davvero riprofilato il forno”. Poi le RMA iniziano lentamente a salire.
Non partite dal “vecchio profilo aureo” o da quello che il fornitore del forno vi ha dato nel 2018.
Invece:
Ad esempio, se il controllore della lavastoviglie è dotato di relè di grandi dimensioni, MCU a passo fine e connettori per prodotti personalizzati sensori, il componente più debole determina il vostro tetto.
Le schede reali non scaldano mai come la simulazione.
Quindi tu:
L'obiettivo è mantenere ogni punto di misurazione all'interno della “finestra di processo” consentita, non solo un punto fortunato. Si tratta di un lavoro noioso, ma ripagato da una resa stabile.
Due numeri chiave che molte squadre ignorano:
Se ΔT è troppo grande, è facile che si verifichino tombature e risultati contrastanti su pezzi alti o corti. Se TAL varia in modo assurdo tra gli angoli, alcune giunzioni sono appena fuse mentre altre sono troppo cotte.
Una semplice regola per il lavoro quotidiano:
Si tratta di un vero e proprio discorso di settore, non di parole di marketing. Gli operatori e i PE possono consultarlo ogni settimana.
Ci si potrebbe chiedere: “Noi produciamo solo hardware. Perché dovremmo preoccuparci tanto delle curve di riflusso?”.”
Guardate un tipico vetrina commerciale o un sistema di lavaggio delle stoviglie:
QIAO si concentra su Servizi di produzione di scaffalature metalliche personalizzate, ma partecipiamo a molte riunioni in cui la vera discussione non riguarda solo le dimensioni del filo o il rivestimento. Acquirenti e ingegneri parlano anche di:
I profili di saldatura a rifusione stabili sono una parte silenziosa del vostro stack di qualità. Mantengono in vita i controllori, in modo che le scaffalature in filo metallico, le porte dei freezer e i cestelli delle lavastoviglie possano svolgere il loro lavoro senza problemi.
