Sulla saldatura ad onda, Volete saldare rapidamente i componenti elettronici sul vostro circuito stampato? Trovate che sia dispendioso in termini di tempo saldarli manualmente con i saldatori? È anche pericoloso inalare il fumo per molto tempo. Quindi, chi non vorrebbe cercare un modo alternativo di saldare? Sei appena stato fortunato perché c’è un altro modo standard di saldare ed è super veloce. Riuscite a indovinare di cosa stiamo parlando? Si tratta di una saldatura a onda!
Questo processo di saldatura ti permetterà di fare diversi circuiti stampati in poco tempo. Quindi, questo articolo è tutto sulla saldatura a onda. Rimanete qui.
1, saldatura ad onda
1.1 Cos’è la saldatura ad onda?
Ai tempi in cui la tecnologia di montaggio superficiale non era completamente sviluppata, la “saldatura ad onda” era una tecnica di saldatura molto famosa. Quasi tutti i PCB usavano la saldatura a onda per il posizionamento dei componenti elettronici. La saldatura a onda è una procedura di saldatura di massa che vi permetterà di fare molti PCB velocemente.
Dovrete passare ogni PCB sopra una pentola di stagno liquefatto. Lì, una pompa creerà un’ondata di saldatura che assomiglierà a un'”onda” in piedi. Questa onda stazionaria passa sopra il circuito stampato, e i componenti elettronici saranno saldati al PCB. Quindi, il contatto tra la saldatura e la serratura fa la magia.
Dopo di che, il circuito stampato viene soffiato con aria o acqua spray per un raffreddamento sicuro. Questo processo di raffreddamento fisserà i componenti al loro posto. Inoltre, la saldatura a onda è di solito fatta in un ambiente di gas schermante, poiché l’uso dell’azoto aiuta a mitigare i difetti di saldatura. La figura 1 mostra i componenti elettronici posizionati sul PCB e tutti pronti per andare sotto la saldatrice.
Immagine 1: Processo di saldatura
1.2. Dettagli tecnici sulla saldatura a onda
Tecnicamente, questo processo di saldatura utilizza un intero contenitore di stagno per eseguire la saldatura. Può passare attraverso temperature elevate, che fondono la sua barra, e si forma lo stagno fuso. Lo stagno liquefatto è preso come “acqua di lago”. Si chiama “onda di livellamento” quando il lago è statico e orizzontale. E, si chiama “onda di spoiler” quando ci sono onde nel lago.
Il circuito stampato può essere considerato come una barca. Galleggerà sul lago agitato o calmo, permettendo allo stagno di attaccare le parti elettroniche alla scheda. Dopo il bagno di stagno, vedrete che si raffredderà rapidamente, e la saldatura farà il suo lavoro. E qual è? Naturalmente, salderà i componenti elettronici al PCB.
Inoltre, bisogna assicurarsi che le temperature siano adeguate durante questo processo. Se il controllo della temperatura non è sufficiente, il circuito può subire uno stress meccanico. Questo, a sua volta, porterà alla perdita di conduttività e alle crepe. E, una bassa temperatura di saldatura può causare uno spessore improprio della saldatura che può portare ulteriormente allo stress della scheda.
1.3 Quando usare la saldatura a onda?
Fortunatamente, la saldatura a onda può essere usata sia per assemblaggi di circuiti stampati a montaggio superficiale che a foro passante. Nel montaggio in superficie, è necessario incollare i componenti elettronici sulla superficie del PCB usando l’attrezzatura di posizionamento. Dopo di che, sarà pronto a passare attraverso l’onda di saldatura liquefatta.
In generale, la saldatura a onda è usata soprattutto per la saldatura di parti elettroniche a foro passante. Quindi, in molte applicazioni su larga scala, dove i componenti a montaggio superficiale sono utilizzati principalmente, è possibile utilizzare la saldatura a riflusso invece della saldatura a onda. Ora vi starete chiedendo cosa sia la saldatura a riflusso? Non preoccupatevi; ci arriveremo a breve.
Tuttavia, potete sempre usare la saldatura a onda per le applicazioni che fanno largo uso di componenti a foro passante. Speriamo che a questo punto conosciate il concetto di base della saldatura a onda. Nel prossimo capitolo, abbiamo descritto il processo di saldatura a onda in dettaglio.
2. Processo di saldatura ad onda
2.1 Saldatrice ad onda
Sul mercato si incontrano molti tipi di saldatrici ad onda. È possibile acquistare saldatrici ad onda di piombo o saldatrici ad onda senza piombo. Dipende tutto da voi. Tuttavia, i principi principali e le parti fondamentali di tutte queste macchine sono simili. Un trasportatore è una parte essenziale che viene utilizzata durante questo processo. Porta i circuiti stampati attraverso varie zone.
Poi, vedrete una pentola della saldatura e una pompa responsabile della generazione dell’onda primaria. Inoltre, avrete anche uno spruzzatore di flussante e un pad di preriscaldamento. Quindi, queste quattro parti principali compongono una saldatrice. La saldatura nelle saldatrici a onda è per lo più composta da una miscela di metalli.
Se la macchina ha una saldatura al piombo, conterrà il 49,5% di piombo, il 50% di stagno e lo 0,5% di antimonio. Tuttavia, nei dispositivi più recenti, i modelli senza piombo sono disponibili a causa delle preoccupazioni per la salute. Così, le leghe stagno-rame-nichel e stagno-argento-rame sono frequentemente usate. La figura 2 illustra una saldatrice a onda.
Immagine 2: saldatrice ad onda
2.2 Temperatura di saldatura ad onda
Attualmente, le leghe di stagno per la saldatura utilizzano regolarmente Sn 60/Pb40 e Sn 63/Pb37. Pertanto, si raccomanda di assicurarsi che la temperatura di funzionamento rimanga intorno ai 260° ± 5°C. Ciononostante, dovreste anche tener conto del peso complessivo del PCB e dei componenti.
In pratica, i componenti pesanti possono essere riscaldati fino a 280°C. I componenti leggeri, che sono sensibili al calore, possono essere riscaldati a una temperatura di 230 °C. Inoltre, sarebbe utile considerare anche il preriscaldamento e la velocità di trasporto. La figura 3 mostra un primo piano della fusione dello stagno.
Immagine 3: Saldatura ad onda
Tuttavia, è meglio cambiare la velocità di trasporto piuttosto che la temperatura dello stagno, perché il cambiamento di temperatura danneggerà la qualità dei giunti di saldatura influenzando la fluidità del contenitore liquefatto. Ad alte temperature di saldatura, il rame comincerà a dissolversi, e questo rovinerà il controllo di qualità della saldatura complessiva.
2.3 Fondente
Durante la saldatura a onda, si dovrebbe applicare il flussante liquido sulla superficie del circuito stampato. Si osserverà che il flussaggio migliorerà la qualità della saldatura dei componenti elettronici. Questi componenti, circuiti stampati e anche in liquido, quando sono immagazzinati, sono esposti all’atmosfera. Questa esposizione può renderli ossidati e quindi influisce sulla qualità della saldatura.
Il flussante rimuove principalmente lo sporco e gli ossidi sulla superficie del metallo. Inoltre, crea anche una pellicola che impedisce all’aria di reagire con la superficie del metallo durante un setup ad alta temperatura. Così, la saldatura non si ossida facilmente. Tuttavia, sarebbe utile se si usasse lo stagno liquefatto per la saldatura durante il processo di saldatura a onda.
Attualmente, il punto di fusione della saldatura senza piombo SAC305 è di circa 217 °C.
E il fondente non può essere esposto a una temperatura così alta per molto tempo. Quindi, se si desidera utilizzare il cambiamento, è necessario aggiungerlo prima che il circuito stampato passi attraverso la soluzione di stagno.
Comunemente, il flussante può essere applicato in due modi. In primo luogo, si può usare un cambiamento schiumoso, e in secondo luogo, lo si può aggiungere a spruzzo. Nel cambio schiumogeno, il flussante si attacca al circuito che lo attraversa. Il principale svantaggio di questo modo è che si può osservare che il cambiamento non è applicato uniformemente. Così, una cattiva saldatura può avvenire nelle aree in cui il flussante non esiste.
Nel metodo a spruzzo, il flussante viene spruzzato attraverso l’ugello al passaggio del circuito. Lo svantaggio di questo metodo è che il cambiamento può essere dato rapidamente attraverso gli spazi vuoti della scheda. E, il flusso può anche inquinare direttamente i componenti elettronici della parte anteriore del circuito. Inoltre, se il cambiamento non viene elaborato e solo lasciato cadere direttamente sulla scheda, si può anche osservare la corrosione della scheda.
2.4 Preriscaldamento
Normalmente, il preriscaldamento prima dell’inizio del processo di saldatura a onde primarie. Può aumentare la temperatura della piastra superiore tra 65 e 121°C con un tasso di riscaldamento compreso tra 2 °C /s e 40 °C /s. Non sarà possibile ottenere i migliori risultati di saldatura se il preriscaldamento è insufficiente. Questo perché il flusso potrebbe non essere in grado di raggiungere ogni parte del PCB. D’altra parte, se si imposta una temperatura molto alta per il preriscaldamento, il flusso “no-clean” può soffrire. Ora, se vi state chiedendo cosa sia esattamente un cambiamento “no-clean”, lo abbiamo spiegato nella prossima sottosezione.
2.5 Pulizia
Il processo di pulizia lava un PCB con acqua deionizzata o con solventi per sbarazzarsi dei resti di flussante. Tuttavia, esiste un tipo di flussante che non ha bisogno di essere pulito. Riuscite a indovinare quale? Sì, certo, i cambi “no-clean”, i loro resti dopo il processo di saldatura, sono benigni.
Ma sarebbe utile fare attenzione: alcune applicazioni non vogliono i flussanti “no-clean”. È solo perché i cambi “no-clean” possono essere suscettibili alle condizioni del processo. Ora che sapete tutto sul processo di saldatura ad onda. Il prossimo capitolo metterà in relazione la saldatura a onda con altri tipi di saldatura.
3, Tipi di saldatura
3.1 Saldatura per immersione vs. Saldatura ad onda
In termini più semplici, la saldatura per immersione è un processo di saldatura con portata limitata. Proprio come la saldatura ad onda, può essere usata sia per assemblaggi di circuiti stampati a montaggio superficiale che a foro passante. Inoltre, la saldatura piove sulle aree metalliche nude del circuito stampato. Così, si osserva una connessione elettrica e meccanica affidabile. Infine, la saldatura per immersione è la versione manuale del processo di saldatura automatica.
3.2 Saldatura a riflusso vs. Saldatura ad onda
La saldatura a riflusso è il modo più famoso di fissare i componenti a montaggio superficiale sul circuito stampato. Avrete bisogno di creare una pasta saldante con il flussante e la polvere di saldatura. E poi, userete quella pasta per fissare i componenti elettronici sulle piazzole di contatto. Riscalderai ulteriormente l’intero pacchetto sotto una lampada a infrarossi o in un forno a riflusso. La saldatura si liquefa e crea connessioni tra i giunti.
Dall’altro lato, puoi anche saldare diversi giunti con una matita ad aria calda. La figura 4 mostra l’assemblaggio del circuito stampato che si sposta nella macchina del forno a riflusso.
Immagine 4: Saldatura ad onda
Ora, vi starete chiedendo quale tecnica dovrebbe essere usata e quando? In generale, la saldatura a onda è più complicata di quella a riflusso. Nella saldatura a onda, il tempo in cui il PCB rimane nell’onda di saldatura e la temperatura del PCB richiedono un attento monitoraggio. Il circuito stampato può essere difettoso se l’ambiente di saldatura non è corretto.
Con la saldatura a riflusso, non è necessario preoccuparsi molto del controllo dell’ambiente.
Ma se questo è vero, devi sapere che la saldatura a onda è più economica e veloce della saldatura a riflusso. In molte applicazioni, la saldatura a onda è l’unico modo utile per saldare i componenti sulla scheda.
Noterete che la saldatura a riflusso è usata soprattutto per applicazioni su piccola scala. Tali applicazioni non hanno bisogno di una produzione di massa affidabile, economica e veloce di PCB. Sorprendentemente, puoi anche usare una combinazione di saldatura a riflusso e a onda. Puoi saldare i componenti su un lato con la saldatura a onde e puoi usare la saldatura a riflusso sull’altro lato.
hanno bisogno di una produzione di massa affidabile, economica e veloce di PCB. Sorprendentemente, si può anche usare una combinazione di saldatura a riflusso e a onde. Potete saldare i componenti su un lato con la saldatura a onde e potete usare la saldatura a riflusso sull’altro lato.
Quindi, queste sono alcune alternative alla saldatura a onde. Tuttavia, c’è ancora un altro tipo di tecnica di saldatura che il prossimo capitolo confronta con la saldatura a onde.
4, saldatura ad onda selettiva
4.1 Saldatrice selettiva
Cosa succede se avete parti sensibili che possono essere danneggiate nel processo di saldatura ad onda o nel forno di riflusso? Cosa suggerisce di fare per evitare le alte temperature? Vorreste tentare la fortuna con la saldatura a onda o a riflusso? Oppure, vorresti un altro modo? Beh, fortunatamente, è qui che entra in gioco la saldatura a onda selettiva.
Sarebbe utile se andaste per la saldatura selettiva quando temete che i vostri componenti elettronici non sopravvivano alla saldatura a riflusso o ad onda. Troverete un’ampia varietà di particolari macchine per la saldatura a onda sul mercato. Ci sono macchine standard inserite ad azoto, macchine di tipo solder pot e molte altre. La figura 5 mostra la saldatrice a onde selettive.
Immagine 5: Saldatura ad onda
4.2 Linee guida per la saldatura ad onda selettiva
Quando compri una saldatrice ad onda selettiva, il software e le linee guida sono in dotazione. In generale, è necessario fare i seguenti tre passi per lavorare:
- 1.È necessario applicare il flusso liquido,
- 2.È necessario assemblare il PCB o preriscaldare,
- 3.È necessario saldare usando un ugello di saldatura “specifico per il sito”.
4.3 Problemi di saldatura selettiva
Nella saldatura selettiva, si possono incontrare i seguenti problemi:
1. Dissoluzione del pad di rame: L’alta temperatura può dissolvere il pad di rame nella saldatura fusa.
2. Palline di saldatura: Si possono formare palle di saldatura a causa dell’incollaggio della maschera di saldatura ad alta temperatura.
3. Ponte di saldatura: La saldatura in eccesso può creare una connessione aggiuntiva tra due pin.
4. Stringhe di saldatura: Resti di saldatura attraverso l’ugello di saldatura possono causarlo.
4.4 Costo della saldatrice ad onda selettiva
Se volete confrontare la saldatrice selettiva con il costo della saldatrice ad onda, sarete contenti di sapere che la saldatura selettiva sarà cinque volte più economica. Sarà a causa del minor fabbisogno di elettricità, del minor consumo di flussante e di stagno, dell’assenza di pulizia, della minore rilavorazione e dell’assenza di nastri protettivi.
Speriamo che ora tu possa decidere la tecnica di saldatura che vuoi usare. Ma prima di prendere la vostra decisione finale, abbiamo anche menzionato i difetti, i costi e i problemi della saldatura a onde nel prossimo capitolo.
5, difetti e problemi di saldatura ad onda
5.1 Difetti e problemi della saldatura ad onda
Se la temperatura e l’ambiente di saldatura non sono adeguatamente controllati, si incontrano i seguenti difetti dopo il processo di saldatura ad onda:
– Cavità
– Crepe
– Scarsa conducibilità
– Spessore inadeguato della saldatura
E questi sono i pochi problemi della saldatura a onda:
– Maggior consumo di elettricità, fondente, stagno e azoto
– Necessità di rilavorazione della saldatura
– Mascheratura extra dei punti sensibili
– Pulizia extra degli assemblaggi saldati maschere di apertura di saldatura ad onda o pallet
Immagine 6: Saldatura ad onda
5.2 Costo della saldatura a onda
Così, ora dopo aver letto tutto l’articolo, potete indovinare i costi di funzionamento di una saldatrice a onde? Si può immaginare per quanto riguarda la saldatura selettiva. A causa dei problemi menzionati sopra e dei difetti, la saldatura a onda può essere cinque volte più costosa.
6. Conclusione
In questa guida, abbiamo spiegato tutto ciò che riguarda il processo di saldatura ad onde. Abbiamo anche menzionato le alternative dei metodi di saldatura. Abbiamo mirato a chiarire tutte le domande che puoi avere riguardo alla saldatura a onde. Ora, puoi facilmente decidere quale forma di saldatura è adatta a te e quando.
Inoltre, puoi contattarci se vuoi produrre PCB o goderti il suo assemblaggio. Puoi anche chiederci informazioni sulle tecniche che usiamo per l’assemblaggio di PCB. Vi guideremo in ogni modo possibile.
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