Golfsolderen versus reflow-solderen - De ultieme FAQ-gids in 2022

Inleiding:

Golfsolderen is veel sneller dan reflowsolderen. Laminaire soldeergolven verspreiden zich vanaf de rand van de printplaat naar de soldeerverbinding. Deze methode is geschikt voor zowel conventionele als SMD-printplaatassemblage . Het wordt ook beschouwd als een betere optie voor het produceren van soldeerverbindingen van hogere kwaliteit. Beide processen vereisen echter een hoge mate van temperatuurregeling en zorgvuldige omgevingscontrole.

Bij de keuze voor een soldeerproces moet je allereerst rekening houden met je budget en de beschikbare tijd. Hoewel reflow-solderen de goedkoopste methode is, is het ook de meest complexe. Om defecten aan de printplaat te voorkomen, is het noodzakelijk om de temperatuur en de tijd dat de printplaat zich in de soldeergolf bevindt nauwlettend in de gaten te houden.

Golf solderen

Alvorens te beslissen over een soldeertechniek, moeten andere factoren worden overwogen. Zo zijn de dikte en hoeveelheid koper op de printplaat belangrijke overwegingen. Ook de kwaliteit van de soldeerpasta is een belangrijke overweging. De kwaliteit van de componenten voor opbouwmontage is ook belangrijk. Daarnaast kan de plaatsing van de print op het bord van invloed zijn op het soldeerproces.

Ongeacht welke soldeermethode u gebruikt, u moet een basiskennis hebben van PCB's en PCBA's. Dit zal het proces enorm vereenvoudigen.

Wat is golfsolderen?

Zorg er bij het aanbrengen van soldeer voor dat het soldeer goed is uitgelijnd. Dit voorkomt dat het soldeer het geoxideerde oppervlak raakt. Bij golfsolderen is de oppervlaktespanning van cruciaal belang. Een kleine hoeveelheid extra soldeer kan worden gebruikt om een ​​brug tussen de draden te maken.

De printplaat wordt als eerste stap in het proces verwarmd. Hierdoor smelt het soldeer. Nadat het soldeerkussen is gesmolten, wordt er vloeimiddel op aangebracht. Dit is een uitstekende manier om een ​​perfecte soldeerverbinding te bereiken. Het elimineert ook het risico van het inademen van gevaarlijke dampen.

Golfsoldeermachines verwarmen de printplaat op een andere manier. In vergelijking met conventionele methoden moet de golfsoldeermachine tot minimaal 65 graden Celsius worden verwarmd. Deze voorverwarming is noodzakelijk om ervoor te zorgen dat de elektronische componenten goed op de printplaat worden aangesloten. Vervolgens wordt de soldeerpasta aangebracht. Door de warmte vormt de soldeerpasta een golf- of watervalpatroon. Laminaire golven zijn het meest voorkomende golfpatroon.

Bij golfsolderen is de hoogte van de soldeergolf een belangrijke parameter. Deze parameter regelt de contacttijd van de soldeergolf met de component. De contacttijd is typisch twee tot vier seconden. De contacttijd wordt beïnvloed door de transportband, golfhoogte en pompsnelheid. Een plaat van gehard glas meet de hoogte van de soldeergolf om het soldeerproces te bewaken.

Wat is reflow-solderen?

Reflow-solderen is een techniek voor het vormen van permanente soldeerverbindingen tussen elektrische componenten. Het werkt door soldeerpasta op de componentpads aan te brengen en deze vervolgens onder gecontroleerde omstandigheden te verwarmen. De hitte zorgt ervoor dat de soldeerpasta terugvloeit en smelt.

Deze methode is tijdrovend en wordt niet aanbevolen voor massaproductie. Het is van cruciaal belang dat de soldeerverbindingen glanzend zijn en de soldeerpads volledig vullen. In de meeste gevallen wordt reflow-solderen gedaan met een infraroodlamp. Door de warmte van de lamp smelt het oppervlaktesoldeer.

Reflow-solderen maakt gebruik van meerdere secties om de warmteoverdracht te vergemakkelijken en temperatuurverschillen tot een minimum te beperken. Ook het aantal componenten en lagen op de print is van invloed op het ideale soldeerprofiel. Voorverwarmen, inweken met warmte, terugvloeien en uitharden door warmte zijn de vier fasen van het terugvloeiprofiel. De voorverwarmfase is ontworpen om warmte op het bord te genereren en tegelijkertijd het risico op oververhitting te verminderen. Deze thermische gradiënt is van cruciaal belang om schade aan componenten te voorkomen.

Hoewel reflow-solderen een uitstekende methode is voor kleinschalige productie, heeft het enkele nadelen. Het is minder milieuvriendelijk dan golfsolderen, en het is langzamer en minder efficiënt. Aan de andere kant is golfsolderen sneller en goedkoper. Reflow-solderen is niet de beste methode voor massaproductie.

Wat zijn de principes van golfsolderen en reflowsolderen?

Componenten voor opbouwmontage worden verschillend behandeld door reflow- en golfsolderen. De eerste maakt de pads nat en lood met flux. Daarna wordt de soldeerpasta zacht en bedekt de pads. Tijdens dit proces worden de componenten voor opbouwmontage geïsoleerd van zuurstof. Het verhoogt ook de temperatuur van de soldeerzone met 2 tot 3 graden Celsius per seconde.

Om de componenten op hun plaats te houden, wordt bij golfsolderen een gesmolten legering van Sn en Cu gebruikt. Het wordt gedaan in een beschermgasomgeving, terwijl reflow wordt gedaan met lucht of stikstof om soldeerdefecten te minimaliseren. Bij dit soldeerproces is de gehele tinnen container gebruikt. Bij beide methoden wordt het gesmolten tin blootgesteld aan extreem hoge temperaturen. Het eindresultaat is een complete, solide verbinding.

Golfsolderen vereist voldoende ruimte. Het soldeer heeft deze ruimte nodig om door de soldeerresistlaag te stromen en het soldeer te laten overbruggen. De temperatuur tijdens reflow is hoger dan de temperatuur tijdens golfsolderen. Dit betekent dat de thermische eigenschappen van de plaat van cruciaal belang zijn.

Reflow-soldeerproces

Golfsolderen is goedkoper dan reflow-solderen. Het wordt meestal uitgevoerd in productiefaciliteiten die grote hoeveelheden onderdelen moeten verkopen. Beide methoden gebruiken vergelijkbare technieken, sommige met verschillende soorten soldeer. Het verschil zit in de verwarmings- en koelmethoden.

Hoe vaak kun je een PCB reflowen?

Het opnieuw plaatsen van het bord kan tot twee keer werken, maar drie of meer keren kan het bord er vreemd uit laten zien. Verwijder alle componenten met doorlopende gaten voordat u opnieuw vloeit. Anders houdt het soldeer ze bij elkaar. Leg de plank minimaal vier uur in een droogbox.

De voorverwarmingsfase gaat vooraf aan het reflow-proces. In deze fase wordt de printplaat verwarmd tot de temperatuur vóór het reflow-proces. Het doel van deze fase is om het oplosmiddel uit de soldeerpasta te verwijderen. Het is ook belangrijk om te weten dat de temperatuur van de printplaat lineair moet stijgen, zonder significante temperatuurschommelingen.

Reflow-solderen is een cruciale stap in de PCB-assemblage. Vroeger was het een handmatig proces, maar nu is het geautomatiseerd. Machines zijn sneller en nauwkeuriger dan mensen en kunnen kleinere componenten verwerken. Bovendien werken ze zonder vermoeidheid. Reflow-solderen is een belangrijk onderdeel van een succesvol PCB-assemblageproces, of het nu gaat om prototyping of massaproductie.

Reflow Soldeermachine

Bij het reflow-solderen van printplaten is het cruciaal om rekening te houden met de dikte van de printplaat . Dünnere printplaten zijn mogelijk gevoeliger voor kromtrekken tijdens de fabricage. De beste manier om thermomechanische spanning te verdelen is door componenten symmetrisch te stapelen. Bovendien moeten de laminaten qua harsgehalte en glasvezelpatroon vergelijkbaar zijn.

Wat is golfsoldeertemperatuur?

Een van de belangrijkste factoren voor succesvol solderen is de soldeertemperatuur. Golfsoldeermachines meten de soldeertemperatuur, contacttijd en snelheid. Dit zijn grote, meerstapsmachines die duurder zijn dan hobbysoldeerbouten. Dit artikel bespreekt de factoren waarmee u rekening moet houden bij het kiezen van de golfsoldeermachine die het beste bij uw behoeften past.

Controleer de temperatuur van het bord voordat u het golfsoldeerproces start. Het niet handhaven van optimale bordtemperaturen kan ertoe leiden dat het soldeer opbolt en niet goed hecht. Dit kan leiden tot ernstige boardproblemen. Bovendien moet de plaattemperatuur voldoende zijn. Anders zal het soldeer niet goed aan het bord hechten, wat kan leiden tot overbrugging of andere problemen.

Flux is een andere belangrijke factor. De juiste hoeveelheid flux kan het uiterlijk van het bord verbeteren. Zorg ervoor dat het gelijkmatig over het bord is verdeeld. Fluxdichtheid is ook belangrijk. Als het soldeer niet goed wordt aangebracht, kan een dikke laag vloeimiddel problemen veroorzaken tijdens het soldeerproces.

Soldeerverbindingen

Hoge temperaturen kunnen soldeerverbindingen beschadigen . Koper kan bij hoge temperaturen oxideren, wat de kwaliteitscontrole van het soldeer beïnvloedt. De temperatuur van het soldeer moet periodiek worden gecontroleerd. Dit voorkomt dat de temperatuur van het soldeer de limieten overschrijdt.

Welke temperatuur moet ik reflow-solderen?

Reflow-solderen kan bij verschillende temperaturen worden uitgevoerd. Elke terugvloeitemperatuur heeft voor- en nadelen. Het soldeerproces is kritisch omdat de temperatuur bepalend is voor de temperatuur van de soldeerverbinding. Oververhitting van het soldeer kan leiden tot problemen zoals het falen van de verbinding. Oververhitting kan ook leiden tot schade aan onderdelen.

De eerste stap bij het verzekeren van een goed soldeerproces is het kiezen van de juiste reflow-temperatuur. U moet het beste reflow-profiel voor uw printplaat en de juiste machine voor de klus kiezen. Denk ook aan het ontwerp en de plaatsing van de PCB-componenten. Kies bijvoorbeeld voor bedrukte printplaten met herpositioneerbare opties en hoogwaardige uitlijningen. de laatste stap na het ontwerpen van bedrukte PCB's is om ze te solderen. De beste methode is om golfsolderen te gebruiken.

Afhankelijk van het type printplaat en componentbehuizing moet een reflow-profiel worden gebruikt om een ​​goede passing te garanderen. In de EC-reflow-pilot-software kunt u kiezen uit negen vooraf gedefinieerde soldeerprofielen of een sjabloon gebruiken om uw eigen soldeerprofiel te creëren.

Een reflow-profiel heeft doorgaans vier fasen. Elke fase is ontworpen om voldoende warmte over te dragen aan de soldeerpasta en een soldeerverbinding te vormen. Reflow-temperaturen mogen niet te hoog zijn, anders kan dit leiden tot beschadiging van de PCB of breuk van componenten. De terugvloeitemperatuur moet tussen 240 en 250 graden Celsius liggen.

Wat zijn de stappen bij golfsolderen?

Bij het golfsoldeerproces scheidt een elastische film het onderdeel van het soldeer. De film fungeert als een barrière tussen het soldeer en de zuurstof in de lucht. Als het geheel van de golf af beweegt, rekt de elastische film uit, waardoor het soldeer breekt. Oppervlaktespanning zorgt ervoor dat het resterende soldeer vast komt te zitten op de draden. Er kan wat soldeer in de assemblage achterblijven, wat kan leiden tot overbrugging.

Hoewel golfsolderen sneller is dan reflow-solderen, is het minder milieuvriendelijk. Het is het meest geschikt voor kleinschalige productie. Reflow-solderen wordt niet aanbevolen voor massaproductie. Omdat het golfsoldeerproces meer temperatuurregeling vereist, is de timing van golfsolderen van cruciaal belang. Het proces kan leiden tot boarddefecten als het niet zorgvuldig wordt gecontroleerd.

Stappen die betrokken zijn bij golfsolderen

De printplaat wordt voor het solderen voorverwarmd om thermische schokken te voorkomen. Deze stap is van cruciaal belang voor het succes van het soldeerproces. Onjuist golfsolderen kan leiden tot verhoogde mechanische belasting van de printplaat en gebarsten of beschadigde componenten. Bovendien kunnen onjuiste golfsoldeertemperaturen leiden tot holtes in de PCB, die de sterkte of geleidbaarheid kunnen verminderen. Bovendien kunnen onjuiste golfsoldeertemperaturen ervoor zorgen dat het soldeer te dik wordt, wat het vermogen van het bord om stress te weerstaan ​​kan beïnvloeden.

Golfsolderen is ook gevoelig voor gaatjes en porositeitsdefecten. Deze problemen worden veroorzaakt door de dikte van de koperbeplating. Vocht ontsnapt door de dunne koperbeplating en veroorzaakt pinhole-defecten.

Wat zijn de voor- en nadelen van golfsolderen?

Golfsolderen is efficiënter en heeft meer consistente verbindingen dan traditionele soldeermethoden. Golfsolderen is minder duur en vereist minder vaardigheden dan traditionele methoden. Het biedt ook een hoge productiviteit, vereist minder onderhoudstijd en vereist minder arbeid. Deze lasmethode heeft echter beperkingen. Overweeg de voor- en nadelen van het gebruik ervan in productie.

Ten eerste is golfsolderen per printplaat goedkoper dan reflowsolderen. Een ander voordeel is dat het gebruikt kan worden voor het solderen van componenten die niet opnieuw gevormd kunnen worden, zoals doorsteekcomponenten . Veel vermogenscomponenten worden nog steeds op deze manier verpakt en golfsolderen is de enige manier om ze te verwerken. Het werkt ook met krachtige ECAD-tools zoals Cadence's Allegro PCB Editor. Deze software helpt bij de plaatsing en lay-out van componenten, evenals bij het inkleuren van golfsoldeerpunten.

Hand solderen

Een ander voordeel van golfsolderen is dat het een sneller assemblageproces is dan reflowsolderen. Dit betekent dat grotere printplaten in minder tijd kunnen worden geproduceerd; golfsolderen is echter minder geschikt voor printplaten met een groot aantal doorvoergaten en SMD-componenten. Aan de andere kant is golfsolderen veel sneller dan reflowsolderen en daarom de voorkeursmethode voor grootschalige printplaatproductie.

Een ander voordeel van golfsolderen is dat het perfecte soldeerverbindingen oplevert. Soldeerslak is extreem laag. Het soldeerproces vermindert ook het geluidsniveau.