La relazione tra il profilo di temperatura del forno a rifusione SMT e i motivi di saldatura della pasta saldante

I. Introduzione
Nel campo della produzione elettronica, il forno a rifusione è un'apparecchiatura fondamentale utilizzata per saldare componenti elettronici su circuiti stampati. Il profilo della temperatura, che rappresenta la variazione della temperatura all'interno del forno di rifusione nel tempo, ha un impatto decisivo sulla qualità della saldatura. Questo articolo approfondirà il processo di variazione del profilo di temperatura del forno a rifusione e, attraverso un'analisi approfondita di ciascuna fase, aiuterà i lettori a comprendere e controllare meglio il processo di saldatura.

II. Panoramica del profilo di temperatura del forno a rifusione
Il profilo di temperatura del forno a rifusione comprende tipicamente quattro fasi principali: preriscaldamento, immersione, rifusione e raffreddamento. Ogni fase ha requisiti specifici di temperatura e tempo per garantire la qualità della saldatura. Di seguito descriveremo il processo di variazione di queste quattro fasi una per una.

III. Fase di preriscaldamento
La fase di preriscaldamento è la fase iniziale del profilo di temperatura del forno di rifusione e il fondamento del processo di saldatura. Durante questa fase, il circuito entra gradualmente nel forno di rifusione e la temperatura inizia a salire lentamente.

1. Riscaldamento iniziale
   Dopo che la scheda elettronica è entrata nel forno di rifusione, entra prima in contatto con la zona di riscaldamento iniziale all'interno del forno. La temperatura qui è solitamente più bassa, con l'obiettivo di acclimatare gradualmente il circuito stampato e i suoi componenti all'ambiente ad alta temperatura, evitando che improvvisi sbalzi di temperatura danneggino i componenti. A questo punto, il profilo della temperatura mostra una tendenza graduale al rialzo, con un tasso di aumento della temperatura relativamente lento.

2. Evaporazione dell'umidità
   Man mano che la temperatura aumenta gradualmente, l'umidità sul circuito inizia ad evaporare. Questo è un processo essenziale perché l'umidità può espandersi rapidamente e generare pressione di vapore ad alte temperature, danneggiando potenzialmente i componenti. Pertanto, la fase di preriscaldamento richiede un tempo sufficiente per garantire la completa evaporazione dell'umidità. Durante questa fase, la pendenza del profilo della temperatura può aumentare leggermente, poiché è necessario più calore per accelerare l'evaporazione dell'umidità.

3. Volatilizzazione del solvente
   Il flusso sul circuito stampato contiene oltre all'umidità anche alcuni componenti solventi. Nella fase successiva del preriscaldamento, man mano che la temperatura aumenta ulteriormente, anche questi solventi iniziano a volatilizzare. Il ruolo principale del flusso è quello di assistere la saldatura in una migliore bagnatura e scorrimento durante il processo di saldatura. Pertanto, durante la volatilizzazione del solvente, è necessario assicurarsi che i principi attivi presenti nel flusso non vengano eccessivamente consumati per garantire la qualità della saldatura. In questo momento, la pendenza del profilo di temperatura può aumentare per fornire calore sufficiente ad accelerare la volatilizzazione del solvente.

IV. Fase di immersione
La fase di immersione è una delle fasi cruciali del profilo di temperatura del forno a rifusione e determina la qualità della saldatura. Durante questa fase, il circuito rimane a temperatura costante per un periodo di tempo per garantire che la lega di saldatura si sciolga completamente e formi un collegamento stabile con i componenti.

1. Fusione della saldatura
   Quando la temperatura raggiunge il punto di fusione della saldatura, la saldatura inizia a sciogliersi. Questo è un processo essenziale poiché determina la formazione e la resistenza della connessione dei punti di saldatura. Nella fase iniziale della fase di immersione, la pendenza del profilo di temperatura può diminuire o rimanere stabile per garantire che la saldatura si sciolga gradualmente a una temperatura costante.

2. Bagnatura e diffusione
   Quando la saldatura si scioglie, inizia a bagnarsi e a diffondersi sui pin dei componenti e sulle piazzole di saldatura sul circuito. Questo processo richiede tempo sufficiente per garantire che la saldatura scorra completamente e riempia tutti gli spazi vuoti. Nelle fasi intermedie e successive della fase di immersione, la pendenza del profilo di temperatura può rimanere stabile o aumentare leggermente per garantire che la saldatura continui a bagnarsi e diffondersi a una temperatura costante.

3. Rimozione dello strato di ossido
   Durante il processo di saldatura, gli strati di ossido sui pin dei componenti e sulle piastre di saldatura del circuito possono influire negativamente sulla qualità della saldatura. Pertanto, nella fase successiva della fase di immersione, è necessario garantire che la lega di saldatura possa rimuovere adeguatamente questi strati di ossido. Ciò si ottiene solitamente aggiungendo agenti riducenti (come l'idrogeno attivo). Durante questa fase, la pendenza del profilo di temperatura può rimanere stabile o diminuire leggermente per garantire che l'agente riducente possa funzionare pienamente.

IV. Fase di ritenzione del calore
La fase di ritenzione del calore è una delle fasi critiche nel profilo termico del forno di rifusione, determinando la qualità della saldatura. Durante questa fase, il circuito viene mantenuto a temperatura costante per un periodo di tempo per garantire che la saldatura sia completamente fusa e formi un collegamento sicuro con i componenti.

1. Fusione della saldatura
   Quando la temperatura raggiunge il punto di fusione della saldatura, la saldatura inizia a sciogliersi. Questo è un processo essenziale poiché determina la formazione e la resistenza della connessione dei punti di saldatura. Nella fase iniziale della fase di ritenzione del calore, la pendenza del profilo della temperatura del forno può diminuire o rimanere stabile per garantire che la saldatura si sciolga gradualmente a una temperatura costante.

2. Bagnare e Spalmare
   Quando la saldatura si scioglie, inizia a bagnarsi e a diffondersi sui pin dei componenti e sulle piazzole del circuito. Questo processo richiede tempo sufficiente per garantire che la saldatura scorra completamente e riempia tutti gli spazi vuoti. Nelle fasi intermedie e successive della fase di ritenzione del calore, la pendenza del profilo della temperatura del forno può rimanere invariata o aumentare leggermente per garantire che la saldatura continui a bagnarsi e a diffondersi a una temperatura costante.

3. Rimozione dello strato di ossido
   Durante il processo di saldatura, gli strati di ossido sui pin dei componenti e sui pad del circuito possono influenzare negativamente la qualità della saldatura. Pertanto, nella fase successiva della fase di ritenzione del calore, è necessario garantire che la saldatura possa rimuovere adeguatamente questi strati di ossido. Ciò si ottiene solitamente aggiungendo agenti riducenti (come l'idrogeno attivo). Durante questa fase, la pendenza del profilo della temperatura del forno può rimanere stabile o diminuire leggermente per garantire che l'agente riducente possa funzionare pienamente.

V. Fase di riflusso
La fase di rifusione è un'altra fase critica nel profilo di temperatura del forno di rifusione, poiché determina la forma finale e la qualità dei punti di saldatura. Durante questa fase, la temperatura raggiunge il suo picco e inizia a diminuire gradualmente, e la saldatura inizia a solidificarsi e a formare una connessione sicura.

1. Picco di temperatura
   Nella fase iniziale della fase di riflusso, la temperatura raggiunge il suo picco. Questo è il punto di temperatura più alta durante il processo di saldatura e un momento cruciale in cui la saldatura è completamente fusa. In questo momento, la pendenza del profilo della temperatura del forno potrebbe aumentare bruscamente per raggiungere la temperatura di picco. Quindi, man mano che il calore si trasferisce gradualmente dal circuito stampato ad altre parti della camera del forno (come le pareti e il fondo), la temperatura inizia a diminuire gradualmente.

2. Solidificazione della saldatura
   Man mano che la temperatura diminuisce, la saldatura inizia a solidificarsi gradualmente. Questo è un processo importante poiché determina la forma finale e la resistenza della connessione dei punti di saldatura. Nelle fasi intermedie e successive della fase di rifusione, la pendenza del profilo della temperatura del forno può diminuire gradualmente o rimanere stabile per garantire che la saldatura si solidifichi gradualmente a una temperatura costante. Durante questa fase è necessario evitare velocità di raffreddamento eccessivamente elevate per evitare difetti di saldatura come saldature a freddo e cricche.

VI. Fase di raffreddamento
La fase di raffreddamento è la fase finale del profilo di temperatura del forno di rifusione e la fine del processo di saldatura. Durante questa fase, il circuito esce gradualmente dall'ambiente ad alta temperatura e si raffredda naturalmente a temperatura ambiente.

1. Raffreddamento naturale
   Nella fase iniziale della fase di raffreddamento, la scheda del circuito è ancora a una temperatura relativamente elevata, che richiede un calo graduale della temperatura per evitare danni ai componenti o deformazione della scheda. Durante questo periodo, la pendenza del profilo della temperatura del forno può diminuire gradualmente per fornire un tempo di raffreddamento sufficiente affinché la scheda a circuiti possa raffreddarsi gradualmente fino alla temperatura ambiente.

2. Dissipazione del calore residuo
   Man mano che la scheda si raffredda gradualmente fino alla temperatura ambiente, anche il calore residuo al suo interno inizia a dissiparsi. Si tratta di un processo lento che richiede tempo sufficiente per garantire che il circuito sia completamente raffreddato a temperatura ambiente per evitare problemi nella lavorazione successiva, come deformazioni causate dallo stress termico. Durante questa fase, la pendenza del profilo della temperatura del forno può rimanere stabile o diminuire leggermente per fornire un tempo di raffreddamento sufficiente affinché la scheda elettronica possa raffreddarsi completamente a temperatura ambiente.

VII. Correlazione tra il principio di saldatura della pasta saldante e il profilo della temperatura del forno a rifusione
Il principio della saldatura con pasta saldante prevede l'applicazione della pasta saldante sul circuito stampato e la fusione della saldatura ad alte temperature per formare un composto di lega con la superficie dei dispositivi collegati, creando una connessione sicura durante il processo di raffreddamento. I cambiamenti nel profilo della temperatura del forno di rifusione influiscono direttamente sull'efficacia della saldatura con pasta saldante.

1. Innanzitutto, durante le fasi di preriscaldamento e ritenzione del calore, la pendenza del profilo di temperatura del forno controlla la velocità di evaporazione dei solventi nella pasta saldante e il grado di fusione della saldatura. Il preriscaldamento e la ritenzione del calore adeguati assicurano che la saldatura si sciolga completamente e formi una buona connessione con i pad e i pin dei componenti. Un preriscaldamento o una ritenzione del calore insufficienti possono provocare una fusione incompleta o un flusso irregolare della saldatura, con conseguente riduzione della qualità della saldatura.

2. In secondo luogo, durante la fase di riflusso, la pendenza del profilo di temperatura del forno determina la velocità di fusione e flusso della saldatura. Una pendenza eccessivamente ripida che comporta un rapido aumento della temperatura può causare uno scioglimento troppo rapido della lega di saldatura e la produzione di spruzzi. Al contrario, una pendenza troppo bassa che porta ad un lento aumento della temperatura può impedire alla lega di saldatura di fondersi completamente o di scorrere in modo uniforme. Pertanto, il controllo preciso della temperatura e del tempo durante la fase di riflusso è fondamentale per garantire la qualità della saldatura.

3. Infine, durante la fase di raffreddamento, la pendenza del profilo di temperatura del forno influisce sulla velocità di solidificazione e sulla qualità della saldatura dei giunti saldati. Una velocità di raffreddamento adeguata garantisce una rapida solidificazione e un collegamento sicuro dei giunti di saldatura. Una velocità di raffreddamento eccessivamente rapida può causare difetti come crepe o deformazioni nei giunti di saldatura. Pertanto, è essenziale controllare ragionevolmente la temperatura e il tempo durante la fase di raffreddamento per migliorare la qualità della saldatura.