Guia simples para perfis de solda por refluxo para SMT sem chumbo. Conheça as principais zonas, TAL e defeitos comuns para manter a fiabilidade das placas de controlo das máquinas de lavar louça e dos congeladores.
Se gere uma linha SMT, já sabe uma coisa: o forno de refluxo pode fazer o seu dia ou matar totalmente o seu rendimento.
Pode comprar um pick-and-place rápido. Pode utilizar uma pasta de qualidade superior. Mas se o perfil de soldadura por refluxo estiver errado, as placas para o controlador do seu congelador ou a placa de circuito impresso da máquina de lavar loiça continuam a apresentar aberturas, vazios e falhas de campo aleatórias. A QIAO vê este problema repetidamente quando fala com parceiros OEM e EMS.
Neste artigo, explicamos o que é realmente um perfil de soldadura por refluxo, como funcionam as quatro zonas e como as afinar para obter um resultado estável.
A perfil de solda por refluxo é apenas uma curva de temperatura versus tempo que a placa de circuito impresso segue enquanto viaja pelo forno.
Esta curva é controlada com:
O objetivo é simples:
Aqueça toda a placa de forma controlada para que cada junta derreta, molhe e depois arrefeça num padrão seguro e repetível.
Para uma placa de circuito impresso de controlo de uma máquina de lavar louça comercial ou um controlador de congelador dentro de um armário com prateleiras de arame para máquinas de lavar loiça, Não queremos que passe apenas uma vez nas TIC. Quer-se que sobreviva a anos de vapor, vibração e ciclos de energia. Essa fiabilidade começa no forno de refusão.
A maioria das linhas SMT sem chumbo utiliza um perfil de quatro zonas:
No zona de pré-aquecimento, A temperatura ambiente é aumentada para cerca de 150-180 °C.
Se a rampa for demasiado rápida, os condensadores 0402 podem rachar e a pasta pode “pipocar” ou cuspir bolas. Se a rampa for demasiado lenta, o tempo de ciclo fica louco e o comportamento da pasta altera-se de forma estranha.
No zona de imersão, Para obter o resultado final, o utilizador deve manter a placa entre 150 e 200 °C (algumas receitas sem chumbo vão um pouco mais longe) durante um determinado período de tempo.
Em placas de tecnologia mista - por exemplo, uma placa de controlo que controla ventoinhas, aquecedores e iluminação dentro de um armário refrigerado com prateleiras de arame para máquinas de lavar loiça - a massa térmica varia muito. A imersão ajuda a que a pequena almofada do sensor e a grande perna do MOSFET atinjam temperaturas semelhantes antes de atingir o pico.
No refluxo / zona de pico, a pasta derrete de facto.
Para ligas comuns sem chumbo (como o tipo SAC):
Se o TAL for demasiado curto, está a ver:
Se o TAL for demasiado longo, ou se o pico for demasiado quente, está a ver:
Este tipo de perfil parece simples no papel, mas na prática é complicado. Uma placa pesada para uma unidade de congelação com relés e transformadores não aquecerá da mesma forma que um controlador fino para tiras de luz LED no seu produtos personalizados.
No zona de arrefecimento, A temperatura de manuseamento da placa é segura.
Se o arrefecimento for demasiado rápido, corre-se o risco de fissuras de tensão e de levantamento da almofada. Se o arrefecimento for demasiado lento, os grãos de solda tornam-se grosseiros e a resistência mecânica diminui. Não quer que o seu controlador de máquina de lavar loiça morra só porque o suporte de fios foi batido alguns milhares de vezes.
Pode utilizar esta tabela como ponto de partida quando falar com o seu engenheiro de processos ou fornecedor de fornos. Os valores reais devem corresponder à folha de dados da pasta e aos limites dos componentes, mas os intervalos ajudam a enquadrar a discussão.
| Zona de refluxo | Parâmetro-chave | Gama típica (sem chumbo) | Objetivo no perfil |
|---|---|---|---|
| Pré-aquecer | Taxa de rampa | ~1-3 °C/s | Evitar o choque térmico, controlar a evaporação do solvente |
| Pré-aquecer | Gama de temperaturas | 25 → 150-180 °C | Aproximar a placa da temperatura de imersão com segurança |
| Pré-aquecer | Tempo | ~60-90 s | Aquecimento suave, desgaseificação estável |
| Embeber | Gama de temperaturas | ~150-200 °C | Equalizar a temperatura, ativar o fluxo, limpar os óxidos |
| Embeber | Tempo | ~60-120 s | Reduzir o ΔT em todos os sectores, reduzir o tombamento |
| Refluxo / Pico | Pico acima da fusão | ~20-40 °C acima da fusão da liga | Assegurar a fusão total sem tensão excessiva |
| Refluxo / Pico | TAL (acima da fusão) | ~30-60 s | Humidificação completa, controlo do crescimento intermetálico |
| Arrefecimento | Taxa fixe | ~2-4 °C/s | Controlar a microestrutura, evitar fissuras e deformações |
| Arrefecimento | Tempo até <100 °C | ~30-60 s | Alcançar uma temperatura de manuseamento segura de forma estável |
Não é necessário atingir todos os números na perfeição. Mas se correr muito para além desta janela e continuar a esperar um rendimento estável, isso é mais uma ilusão.
Quando o perfil está errado, o quadro diz-lhe. Aqui está uma tabela rápida que pode partilhar com a sua equipa.
| Tipo de defeito | O que se vê no quadro | Questão de perfil provável |
|---|---|---|
| Tombamento | Uma extremidade de 0402/0603 levantada | Grande ΔT, tempo de imersão demasiado curto, desequilíbrio da pasta |
| Bolas de solda | Pequenas esferas perto das almofadas | Rampas demasiado rápidas, demolha demasiado fria, demasiado fluxo de ebulição |
| Articulação fria/articulação sem brilho | Superfície granulada e mate, abre durante o ensaio | TAL demasiado curto, pico demasiado baixo |
| Cartão queimado / fluxo escuro | PCB castanho, carbonização, odor | Pico demasiado alto, TAL demasiado longo |
| MLCC rachado | Falhas precoces no terreno, microfissuras | Rampa de pré-aquecimento demasiado acentuada, choque térmico |
| Anulação | Grandes bolhas nos raios X | Imersão demasiado longa, pasta errada, má conceção do estêncil (tópico DFM) |
Quando a QIAO visita parceiros EMS que constroem placas de controlo para componentes do congelador e componentes de unidades de refrigeração, Estes padrões surgem a toda a hora. Normalmente a história é: “Mudámos a pasta, mas ninguém refez o perfil do forno.” Depois, o RMA começa a subir lentamente.
Não comece com o “perfil dourado antigo” ou com o que o vendedor de fornos lhe deu em 2018.
Em vez disso:
Por exemplo, se o controlador da máquina de lavar louça tiver relés grandes, MCU de passo fino e conectores para produtos personalizados sensores, o componente mais fraco define o seu teto.
As placas reais nunca aquecem como na simulação.
Então, tu:
O seu objetivo é manter todos os pontos de medição dentro da “janela de processo” permitida, e não apenas um ponto de sorte. É um trabalho aborrecido, mas que se traduz num rendimento estável.
Dois números-chave que muitas equipas ignoram:
Se o ΔT for demasiado grande, obtém-se facilmente um tombstoning e resultados mistos em peças altas e curtas. Se TAL variar muito entre os cantos, algumas juntas mal derretem e outras ficam demasiado cozinhadas.
Uma regra simples para o trabalho quotidiano:
Trata-se de um verdadeiro discurso do sector, não de palavras de marketing. Os operadores e os profissionais de educação podem consultá-la todas as semanas.
Poderá perguntar: “Nós só fabricamos hardware. Porque é que nos havemos de preocupar tanto com as curvas de refluxo?”
Veja um típico expositor comercial ou um sistema de lavagem de loiça:
A QIAO centra-se em Serviços de fabrico de estantes metálicas personalizadas, Mas participamos em muitas reuniões em que a verdadeira discussão não é apenas sobre o tamanho do fio ou o revestimento. Os compradores e os engenheiros também falam sobre:
Os perfis de solda por refluxo estáveis são uma parte silenciosa da sua pilha de qualidade. Mantêm os controladores vivos, para que as suas prateleiras de arame, portas de congeladores e cestos de máquinas de lavar loiça possam fazer o seu trabalho sem dramas.
