Reflow-solderen is een cruciale stap in het SMT-proces.Het temperatuurprofiel dat verband houdt met reflow is een essentiële parameter die moet worden gecontroleerd om een goede aansluiting van onderdelen te garanderen.De parameters van bepaalde componenten zullen ook rechtstreeks van invloed zijn op het temperatuurprofiel dat voor die stap in het proces wordt gekozen.
Op een dubbelsporige transportband passeren planken met nieuw geplaatste componenten de warme en koude zones van de reflow-oven.Deze stappen zijn ontworpen om het smelten en afkoelen van het soldeer nauwkeurig te regelen om de soldeerverbindingen te vullen.De belangrijkste temperatuurveranderingen die verband houden met het reflowprofiel kunnen worden onderverdeeld in vier fasen/regio’s (hieronder opgesomd en hierna geïllustreerd):
1. Opwarmen
2. Constante verwarming
3. Hoge temperatuur
4. Koeling
1. Voorverwarmingszone
Het doel van de voorverwarmingszone is het vervluchtigen van de oplosmiddelen met een laag smeltpunt in de soldeerpasta.De belangrijkste componenten van vloeimiddel in soldeerpasta zijn harsen, activatoren, viscositeitsmodificatoren en oplosmiddelen.De rol van het oplosmiddel is voornamelijk als drager voor de hars, met als extra functie het zorgen voor voldoende opslag van de soldeerpasta.De voorverwarmingszone moet het oplosmiddel vervluchtigen, maar de temperatuurstijging moet onder controle worden gehouden.Overmatige verwarmingssnelheden kunnen het onderdeel thermisch belasten, wat het onderdeel kan beschadigen of de prestaties/levensduur ervan kan verminderen.Een ander neveneffect van een te hoge verwarmingssnelheid is dat de soldeerpasta kan inzakken en kortsluiting kan veroorzaken.Dit geldt vooral voor soldeerpasta's met een hoog vloeimiddelgehalte.
2. Zone met constante temperatuur
De instelling van de constante temperatuurzone wordt voornamelijk geregeld binnen de parameters van de soldeerpastaleverancier en de warmtecapaciteit van de printplaat.Deze fase heeft twee functies.De eerste is het bereiken van een uniforme temperatuur voor de gehele printplaat.Dit helpt de effecten van thermische spanning in het reflow-gebied te verminderen en beperkt andere soldeerfouten, zoals componentlift met een groter volume.Een ander belangrijk effect van deze fase is dat de flux in de soldeerpasta agressief begint te reageren, waardoor de bevochtigbaarheid (en oppervlakte-energie) van het lasoppervlak toeneemt.Dit zorgt ervoor dat het gesmolten soldeer het soldeeroppervlak goed bevochtigt.Vanwege het belang van dit deel van het proces moeten de weektijd en temperatuur goed worden gecontroleerd om ervoor te zorgen dat het vloeimiddel de soldeeroppervlakken volledig reinigt en dat het vloeimiddel niet volledig wordt verbruikt voordat het het reflow-soldeerproces bereikt.Het is noodzakelijk om de flux vast te houden tijdens de reflow-fase, omdat dit het soldeerbevochtigingsproces vergemakkelijkt en heroxidatie van het gesoldeerde oppervlak voorkomt.
3. Hoge temperatuurzone:
In de hogetemperatuurzone vindt de volledige smelt- en bevochtigingsreactie plaats, waar de intermetallische laag zich begint te vormen.Na het bereiken van de maximale temperatuur (boven de 217°C) begint de temperatuur te dalen en onder de retourleiding te komen, waarna het soldeer stolt.Dit deel van het proces moet ook zorgvuldig worden gecontroleerd, zodat de stijgende en dalende temperatuur het onderdeel niet blootstelt aan thermische schokken.De maximale temperatuur in het reflowgebied wordt bepaald door de temperatuurbestendigheid van temperatuurgevoelige componenten op de printplaat.De tijd in de hoge temperatuurzone moet zo kort mogelijk zijn om ervoor te zorgen dat de componenten goed lassen, maar niet zo lang dat de intermetallische laag dikker wordt.De ideale tijd in deze zone is meestal 30-60 seconden.
4. Koelzone:
Als onderdeel van het totale reflow-soldeerproces wordt het belang van koelzones vaak over het hoofd gezien.Ook een goed koelproces speelt een sleutelrol in het eindresultaat van de las.Een goede soldeerverbinding moet helder en vlak zijn.Als het koeleffect niet goed is, zullen er veel problemen optreden, zoals het omhoog komen van componenten, donkere soldeerverbindingen, ongelijkmatige soldeeroppervlakken en verdikking van de intermetallische verbindingslaag.Daarom moet reflow-solderen een goed koelprofiel bieden, niet te snel en niet te langzaam.Te langzaam en je krijgt enkele van de bovengenoemde slechte koelingsproblemen.Te snel afkoelen kan een thermische schok voor de componenten veroorzaken.
Over het geheel genomen kan het belang van de SMT-reflow-stap niet worden onderschat.Voor goede resultaten moet het proces goed worden beheerd.
Posttijd: 30 mei 2023