Índice
Fundamentos da soldagem por refluxo SMT
1.1 O que é soldagem por refluxo SMT?
A soldagem por refluxo SMT é o processo central em Tecnologia de montagem em superfície (SMT), utilizando aquecimento gradual para fazer com que a pasta de solda passe pelas fases de “fusão-umedecimento-solidificação”, formando juntas de solda confiáveis que alcançam conexão elétrica e fixação mecânica entre componentes e almofadas de PCB.
1.2 Princípios detalhados do processo
- Composição da pasta de solda: Solder powder (≈90%) + Flux (≈10%)
- Mecanismo de conexão: A solda fundida molha as almofadas e os terminais dos componentes, formando camadas de liga metálica
- Essência do processo: Transforma a impressão qualificada de pasta de solda e a colocação de componentes em juntas de solda estáveis — a “etapa de formação”.
1.3 Posição no fluxo do processo SMT
Funções principais da soldagem por refluxo SMT
2.1 Quatro funções principais
| Categoria da função | Função específica | Valor do processo |
|---|---|---|
| Conexão elétrica e mecânica | Forma camadas de liga que garantem a condução de corrente e a fixação mecânica | Base física para a funcionalidade dos dispositivos eletrônicos |
| Adaptação de alta densidade | O aquecimento uniforme garante a fusão simultânea de todas as juntas de solda para componentes micro/densos. | Atende aos requisitos de alta densidade e alta precisão da SMT |
| Tratamento da camada de óxido | A ativação do fluxo remove as camadas de óxido das superfícies das almofadas e dos terminais. | Reduz defeitos como vazios e juntas de solda frias |
| Controle de qualidade das juntas soldadas | Precise temperature profile control forms uniform,饱满 solder joints | Garante a qualidade consistente das juntas de solda em todos os lotes |
2.2 Comparação das vantagens tecnológicas
Análise comparativa dos tipos de equipamentos de refluxo
3.1 Parâmetros técnicos dos três principais tipos de forno
| Tipo de forno | Ambiente de Trabalho | Principais vantagens | Principais desvantagens | Cenários de aplicativos | Teor de oxigênio | Custo operacional |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Forno de ar | Ar ambiente | Baixo custo, estrutura simples, fácil manutenção | Propenso à oxidação, alta taxa de vazios | Produtos eletrônicos de consumo de baixo custo, produtos pouco exigentes | ≈21% | Baixa |
| Forno de nitrogênio | Atmosfera de nitrogênio | Reduz a oxidação, juntas de solda brilhantes e baixa taxa de vazios | Continuous N₂ supply needed, high operating cost | Eletrônicos de gama média-alta, componentes de precisão | <500 ppm | Alta |
| Forno a vácuo | Ambiente de vácuo | Elimina bolhas, evita vazios nas juntas de solda | Equipamentos caros, baixa eficiência de produção | Áreas militares, médicas e aeroespaciais de alta confiabilidade | Perto de zero | Muito alto |
3.2 Recomendações para a seleção de equipamentos
- Sensível ao custo: Forno de ar (atende às necessidades básicas de soldagem)
- Qualidade em primeiro lugar: Forno de nitrogênio (adequado para componentes de precisão BGA, QFP)
- Alta confiabilidade: Forno a vácuo (áreas especiais, como militar, médica)
4. Parâmetros detalhados do processo de soldagem por refluxo
4.1 Quatro estágios do perfil de temperatura
O perfil de temperatura é o parâmetro do processo principal da soldagem por refluxo, afetando diretamente a qualidade da soldagem:
Preheating Stage (100-150°C)
- Taxa de aceleração: 1-3°C/second
- Objetivo principalPermite a volatilização do fluxo, evita o estresse térmico do PCB/componente.
- Controle de tempo: 60-90 segundos
Soaking Stage (150-180°C)
- Manutenção da temperatura: 60-120 segundos
- Objetivo principal: Ativação completa do fluxo, remove óxidos e equaliza a temperatura da placa de circuito impresso.
- Métrica-chave: Temperature variation <5°C across board
Estágio de refluxo (temperatura máxima)
| Tipo de pasta de solda | Intervalo de temperatura máxima | Duração |
|---|---|---|
| Solda sem chumbo | 240-260°C | 30 a 60 segundos |
| Solda com chumbo | 210-230°C | 30 a 60 segundos |
Fase de resfriamento (resfriamento rápido)
- Taxa de resfriamento: 2-4°C/second
- Temperatura alvo: Below 100°C
- Valor do processo: Forma uma estrutura densa de juntas de solda, evita grãos grosseiros
5. Fatores-chave que afetam a qualidade da soldagem por refluxo
5.1 Seis principais fatores que influenciam a qualidade
- Configurações do perfil de temperatura
- Deve ser ajustado com base no tipo de pasta de solda, material da placa de circuito impresso e tolerância de temperatura do componente.
- Within-oven temperature variation should be controlled within ±5°C (±2°C for precision products)
- Qualidade da pasta de solda
- Distribuição do tamanho das partículas do pó de solda
- Nível de atividade do fluxo
- Soldabilidade de PCB e componentes
- Nível de oxidação da almofada
- Qualidade do revestimento de chumbo
- Desempenho do equipamento
- Uniformidade da temperatura do forno
- Estabilidade da esteira transportadora
- Controle ambiental
- Pureza do nitrogênio (se estiver usando forno de nitrogênio)
- Limpeza da oficina
- Padrões operacionais
- Precisão das configurações dos parâmetros do processo
- Pontualidade na manutenção dos equipamentos
6. Tendências da tecnologia de soldagem por refluxo SMT
6.1 Direções atuais da tecnologia
- Processos sem chumbo: Em conformidade com a diretiva RoHS da UE, a solda sem chumbo (por exemplo, ligas Sn-Ag-Cu) está se tornando padrão.
- Controle inteligenteMonitoramento da temperatura em tempo real, ajuste automático do perfil, integração com o sistema MES
- Adaptação à miniaturizaçãoAquecimento preciso para microcomponentes 01005 e tecnologias avançadas de embalagem Chiplet
6.2 Perspectivas futuras
- Maior precisão: Temperature control accuracy moving toward ±0.5°C
- Sistemas mais inteligentesOtimização automática de parâmetros de processo impulsionada por IA
- Fabricação mais ecológica: Baixo consumo de energia, tecnologias de baixa emissão
7. Recomendações práticas de otimização
7.1 Estratégias de ajuste de parâmetros
- Placas de alta densidade: Reduza a velocidade da esteira para 0,6 m/min.
- Componentes sensíveis ao calor: Control peak temperature below 230°C
- Manutenção regularLubrificação da corrente, calibração do sensor de temperatura
7.2 Resolução de problemas de qualidade
| Sintoma do problema | Possíveis causas | Soluções |
|---|---|---|
| Juntas de solda a frio | Temperatura ou tempo de refluxo insuficientes | Calibrar o perfil de temperatura, aumentar a temperatura máxima |
| Oxidação da junta de solda | Teor excessivo de oxigênio | Check nitrogen supply system, ensure pressure ≥0.3MPa |
| Deformação da placa de circuito impresso | Taxa de resfriamento excessiva | Reduzir a velocidade do ventilador de refrigeração para 2000 rpm |
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