Breve resumen
La principal diferencia entre la soldadura por reflujo y la soldadura por ola es la siguiente: la soldadura por reflujo se utiliza para placas con piezas de montaje superficial, mientras que la soldadura por ola se utiliza para placas con piezas de orificio pasante. El reflujo es uno de los tres procesos principales de la soldadura por ola. SMT colocación. El reflujo suelda principalmente placas de circuitos que ya tienen piezas colocadas. Durante el reflujo, la pasta de soldadura se funde y se enfría. El enfriamiento fija las piezas y las almohadillas.
A continuación, la sección de equipos de soldadura por reflujo de Nitto explica el principio técnico de la soldadura por reflujo. También ofrece una visión detallada de la tecnología de colocación utilizada en la industria SMT. Las máquinas de reflujo de Nitto Denko tienen un diseño modular, digital y fácil de usar. Presentan un gran rendimiento, fiabilidad, seguridad, facilidad de mantenimiento y facilidad de uso. Estas características ayudan a los clientes a reducir los costes operativos. También ayudan a los clientes a fabricar productos de calidad a tiempo. Para los productos de soldadura por ola, estas máquinas son la mejor opción y una buena inversión.
Cuatro nuevas tecnologías en el sistema de horno de soldadura por ola
1) Pulverización vertical sobre la superficie de la placa de circuito impreso (con sistema de optimización de trayectoria)
A. Cuando la boquilla pulveriza perpendicularmente a la placa de circuito impreso, el fundente se extiende por la placa de forma más uniforme. El spray penetra mejor en los agujeros. Esto mejora la capacidad de ascenso y humectación de la soldadura fundida.
B. Un sistema automático de optimización de la trayectoria garantiza la uniformidad del recubrimiento de fundente.
C. El software avanzado puede ajustar la configuración de pulverización en función de la velocidad del transportador y la anchura de la placa de circuito impreso.
(Las imágenes a las que se hace referencia en el texto original no se incluyen aquí).
2) La soldadura por ola utiliza un depósito de fundición de hierro con superficie cerámica para alargar la vida útil
A. El uso de una pared de depósito de hierro fundido de 10 mm de espesor aumenta considerablemente la resistencia del depósito a la deformación cuando se calienta.
B. El hierro fundido contiene mucho grafito. El grafito no se humedece bien con la soldadura, por lo que provoca poca corrosión en el depósito. Para mejorar aún más la resistencia a la corrosión y la suavidad del tanque, se aplica un tratamiento cerámico a la superficie del hierro fundido. Esto aumenta aún más la vida útil.
3) Nuevos canales de flujo y nuevos diseños de boquillas para reducir la oxidación y disminuir los costes de funcionamiento.
Estos cambios reducen la cantidad de oxidación y, por tanto, los costes de explotación del cliente.
4) Nuevo diseño del impulsor y del canal de flujo para que la ola de soldadura sea más estable
- La boquilla, el canal de flujo y la estructura del impulsor afectan directamente a la estabilidad de las olas.
- La altura de la onda puede controlarse con una precisión de ±0,5 mm.
- Ventaja del precalentamiento mixto a. El precalentamiento por infrarrojos eleva la temperatura rápidamente. El precalentamiento por aire caliente ayuda a mantener la temperatura uniforme. b. El uso tanto de infrarrojos como de aire caliente proporciona un calentamiento rápido y una temperatura más uniforme. c. El precalentamiento mixto es especialmente adecuado para fundentes solubles en agua.
- Sistema integrado de pulverización selectiva local A. La pulverización local se mueve en X e Y mediante un motor paso a paso con una correa dentada, un husillo de bolas y una guía lineal. Esto permite la pulverización selectiva local de fundente. B. Las boquillas seleccionadas pueden realizar pulverización puntual, pulverización en línea y pulverización rectangular. C. El sistema utiliza un PC y una tarjeta de control de movimiento. Responde rápidamente, ofrece una gran precisión y es programable. Es fácil de operar y limpiar. D. Es adecuado cuando el área de pulverización es inferior a 50% del área total. Puede ahorrar más de 50% de fundente.
- Dispositivo de llenado local de nitrógeno en el área del crisol de soldadura A. Un dispositivo de llenado de nitrógeno local en el crisol de soldadura puede suministrar una alta concentración de nitrógeno bajo la placa y alrededor de la boquilla de soldadura utilizando una pequeña cantidad de nitrógeno. B. Utiliza un tubo nano-microporoso especial de acero inoxidable. El nitrógeno se difunde y llena el área uniformemente con alta concentración. C. Tres caudalímetros controlan tres líneas de nitrógeno. El uso de nitrógeno es de unos 12 m³/h. La concentración de oxígeno cerca del flujo de soldadura por la boquilla es de aproximadamente 1000 ppm. D. Esto mejora la calidad de la soldadura y reduce su oxidación. El dispositivo no proporciona detección en línea de la concentración de oxígeno.
1. Principio de la soldadura por reflujo
Dado que las placas de circuito impreso electrónicas son cada vez más pequeñas, las piezas de chip son cada vez más comunes. Los métodos de soldadura tradicionales ya no se ajustan a las necesidades. Para el montaje de placas de circuitos integrados mixtos, se utiliza la soldadura por reflujo. Las piezas para este montaje suelen ser condensadores de chip, inductores de chip, transistores de chip, diodos, etc.
A medida que la tecnología SMT se desarrollaba y se hacía más completa, aparecieron más piezas SMC y dispositivos SMD. El proceso y los equipos de soldadura por reflujo también mejoraron. El uso de la soldadura por reflujo se generalizó. En la actualidad, casi todos los productos electrónicos utilizan la soldadura por reflujo.
Soldadura por reflujo (en inglés: Reflujo) funde la pasta de soldadura que se ha aplicado previamente en las almohadillas de la placa de circuito impreso. Durante la fusión, los conductores o terminales de las piezas montadas en superficie se conectan mecánica y eléctricamente a las almohadillas de la placa de circuito impreso. El reflujo fija las piezas a la placa. El reflujo funciona mediante un flujo de aire caliente que actúa sobre las juntas de soldadura. El fundente de la pasta reacciona a una temperatura elevada para que se formen las juntas SMD. El nombre reflujo se refiere a la circulación de gas caliente en el interior de la máquina que alcanza la alta temperatura necesaria para soldar.
2. Descripción básica de una máquina de soldadura por reflujo (con curva de temperatura)
Cuando una PCB entra en la zona de calentamiento:
A. Los disolventes y gases de la pasta de soldadura se evaporan. Al mismo tiempo, el fundente humedece las almohadillas, los conductores de las piezas y las patillas. La pasta se ablanda y se colapsa. Cubre las almohadillas y bloquea el oxígeno de las almohadillas y los cables de las piezas.
B. Cuando la placa de circuito impreso entra en la zona de remojo, la placa y las piezas reciben suficiente precalentamiento. Así se evitan daños por un salto brusco de la temperatura de soldadura.
C. Cuando la placa de circuito impreso entra en la zona de reflujo, la temperatura aumenta rápidamente y la pasta se funde. La soldadura líquida moja las almohadillas, los cables de las piezas y las patillas. Se extiende y fluye y forma juntas de soldadura por humectación y mezcla.
D. La placa de circuito impreso entra en la zona de enfriamiento y la soldadura se solidifica. Esto completa la soldadura por reflujo.
(En los manuales se suele mostrar aquí una figura de perfil de temperatura de reflujo estándar).
3. Requisitos del proceso de soldadura por reflujo
El reflujo es habitual en la fabricación de productos electrónicos. Las placas de nuestros ordenadores utilizan este proceso. Las ventajas son: la temperatura es fácil de controlar, la oxidación puede limitarse durante la soldadura y el coste de producción es más fácil de controlar.
La máquina dispone de un sistema de calentamiento. Se sopla nitrógeno caliente o aire caliente sobre la placa que ya tiene piezas. La soldadura se funde y une las piezas a la placa de circuito impreso.
Puntos clave:
- Establezca un perfil de temperatura de reflujo adecuado. Pruebe el perfil con una sonda térmica en tiempo real.
- Siga la dirección de soldadura diseñada para la placa durante el proceso.
- Evite las vibraciones del transportador durante la soldadura.
- Inspeccione la calidad de las placas soldadas.
- Compruebe si la soldadura es completa, la superficie de la junta está húmeda, la forma de la junta es una bonita media luna, y busque bolas y residuos de soldadura, tombstoning y juntas frías. Compruebe también si hay cambios de color en la superficie de la placa de circuito impreso. Ajuste el perfil de temperatura en función de los resultados de la inspección. Durante una producción completa, compruebe periódicamente la calidad de la soldadura.
4. Factores que afectan a la soldadura por reflujo
- Las piezas grandes como PLCC y QFP y algunas piezas de chip discretas tienen una masa térmica mayor. Es más difícil soldar una pieza grande que una pequeña.
- El transportador de un horno de reflujo mueve las piezas en bucle. El transportador también actúa como un disipador de calor. Las condiciones térmicas en el borde y en el centro de la sección del calentador son diferentes. Por tanto, incluso dentro de una misma zona, las temperaturas varían. Cada zona de temperatura en el horno y cada posición en la placa pueden tener temperaturas diferentes.
- La carga del producto afecta a la reproducibilidad. Al ajustar la curva de temperatura de reflujo, los ingenieros deben asegurarse de que ofrece resultados coherentes en vacío, con carga y bajo diferentes factores de carga. Factor de carga LF = L / (L + S), donde L = longitud de las placas montadas en la cinta transportadora y S = separación entre placas. Es más difícil obtener una buena repetibilidad cuando LF es grande. El rango típico de factor de carga grande es de 0,5-0,9, dependiendo del producto (densidad de componentes, tipo de placa) y del tipo de horno. Una buena soldadura y repetibilidad requieren experiencia práctica.
5. Ventajas del proceso de soldadura por reflujo
- La soldadura por reflujo no sumerge la placa de circuito impreso en soldadura fundida. En su lugar, utiliza un calentamiento localizado. Así, las piezas sufren menos choques térmicos. Es menos probable que las piezas se dañen por sobrecalentamiento.
- Como la soldadura se aplica sólo en la junta y el calor se aplica localmente, es más fácil evitar defectos como los puentes.
- La soldadura en reflujo se utiliza una sola vez. No se reutiliza la soldadura. Esto mantiene la soldadura limpia y libre de impurezas y ayuda a garantizar unas buenas juntas de soldadura.
6. Flujo del proceso de reflujo
El reflujo se utiliza para placas de montaje superficial. El flujo es relativamente complejo y tiene dos tipos principales: montaje por una cara y montaje por dos caras.
A. Montaje por un solo lado: aplicar pasta de soldadura → colocar las piezas (a mano o a máquina) → reflujo → inspeccionar y prueba eléctrica.
B. Montaje de doble cara: Lado A aplicar pasta → colocar piezas → reflujo → Lado B aplicar pasta → colocar piezas → reflujo → inspeccionar y prueba eléctrica.
Un resumen sencillo es: “serigrafiar pasta de soldadura → colocar piezas → reflujo”. La clave es una serigrafía precisa. El rendimiento de la colocación depende del PPM de la máquina pick-and-place. Para el reflujo, controle la rampa de temperatura, la temperatura pico y la curva de enfriamiento.
7. Normas de mantenimiento de la máquina de reflujo
Después de utilizar una máquina de reflujo debe realizar el mantenimiento. Esto ayuda a mantener la vida útil del equipo.
- Compruebe diariamente cada pieza de la máquina. Preste especial atención a la cinta de malla transportadora. Asegúrese de que no se atasca ni se cae.
- Cuando repare la máquina, apáguela para evitar descargas eléctricas o cortocircuitos.
- Mantenga la máquina estable. No debe inclinarse ni ser inestable.
- Si una zona de calefacción deja de calentar, compruebe primero el fusible correspondiente. (En el texto original esta frase parece cortada; el fusible suele ser lo primero que hay que comprobar).
8. Notas sobre seguridad y funcionamiento de las máquinas de reflujo
- Para garantizar la seguridad personal, los operarios deben quitarse las insignias con el nombre y las joyas colgantes. No lleve mangas sueltas.
- Vigile las altas temperaturas y evite quemaduras. Llevar protección adecuada.
- No modifique a voluntad las zonas de temperatura del horno ni la velocidad del transportador.
- Asegure la ventilación de la habitación. El conducto de extracción debe salir por la ventana.
Breve resumen final
- La soldadura por reflujo es para placas SMD. La soldadura por ola es para placas con orificios pasantes.
- Reflow funde la pasta preaplicada con calor y enfriamiento controlados. Onda: sumerge la placa en una onda de soldadura en movimiento.
- El reflujo ofrece un buen control de la temperatura y la oxidación y se utiliza ampliamente en el montaje SMT.
- Los sistemas modernos de soldadura por ola añaden pulverización vertical, mejores materiales de horno, diseño de flujo mejorado, precalentamiento mixto, pulverización local y nitrógeno local para mejorar el rendimiento y reducir el coste.
- Unos perfiles de temperatura correctos, la planificación de la carga, una inspección cuidadosa y un mantenimiento regular son la clave de un rendimiento estable tanto para los procesos de reflujo como de ola.
