Confronto tra saldatura ad onda e saldatura a rifusione

May 13, 2023

Poiché l'elettronica contemporanea abbraccia la leggerezza, l'aumento dell'efficienza e l'alta velocità, anche ogni anello del processo di produzione è conforme a questa filosofia, compreso l'assemblaggio del circuito stampato (PCB). La saldatura ha giocato un ruolo essenziale nel determinare il successo dei prodotti elettronici, poiché i collegamenti elettrici derivano da saldature precise. Rispetto alla saldatura manuale, la saldatura automatica è stata ampiamente scelta per i suoi meriti di elevata precisione e velocità e per le esigenze di grandi volumi e di elevato rapporto costo-efficacia. Essendo le principali tecnologie di saldatura per l'assemblaggio, la saldatura ad onda e la saldatura a rifusione sono state ampiamente applicate all'assemblaggio di alta qualità; tuttavia, le differenze tra le due tecnologie continuano a confondere molti, e anche quando ciascuna dovrebbe essere utilizzata è vaga.

Prima del confronto formale tra la saldatura ad onda e la saldatura a rifusione, è fondamentale comprendere le differenze tra saldatura, saldatura e brasatura (Figura 1). In breve, la saldatura si riferisce al processo in cui due metalli simili vengono fusi per essere uniti. La brasatura si riferisce al processo in cui due pezzi di metallo vengono legati insieme riscaldando e fondendo un riempitivo, o una lega, ad alta temperatura. La saldatura è in realtà una brasatura a bassa temperatura e il suo riempitivo è chiamato saldatura.

Quando si tratta di assemblaggio PCB, la saldatura viene applicata tramite pasta saldante. La saldatura con pasta saldante che contiene sostanze pericolose come piombo, mercurio, ecc. è chiamata saldatura al piombo, mentre la saldatura con pasta saldante senza sostanze pericolose è chiamata saldatura senza piombo. La saldatura con piombo o senza piombo dovrebbe essere scelta in base alle esigenze specifiche dei prodotti per i quali i PCB assemblati saranno progettati per funzionare.

Come suggerisce il nome, la saldatura ad onda viene utilizzata per unire PCB e parti attraverso un'"onda" liquida formata come risultato dell'agitazione del motore. Il liquido è in realtà stagno disciolto. Viene eseguito in una saldatrice ad onda (Figura 2).

Il processo di saldatura ad onda è composto da quattro fasi: spruzzatura del flusso, preriscaldamento, saldatura ad onda e raffreddamento.

Spruzzatura del flusso. La pulizia delle superfici metalliche è l'elemento fondamentale che garantisce le prestazioni di saldatura, a seconda delle funzioni del flusso di saldatura. Il flusso di saldatura svolge un ruolo cruciale nella corretta implementazione della saldatura. Le funzioni primarie del flusso di saldatura includono l'eliminazione dell'ossido dalla superficie metallica delle schede e dei pin dei componenti; proteggere i circuiti stampati dall'ossidazione secondaria durante il processo termico; ridurre la tensione superficiale della pasta saldante; e trasmettere calore.

Preriscaldamento. In un pallet lungo una catena simile a un nastro trasportatore, i circuiti stampati viaggiano attraverso un tunnel termico per effettuare il preriscaldamento e attivare il flusso.

Saldatura ad onda. Man mano che la temperatura aumenta costantemente, la pasta saldante diventa liquida con un'onda formata dai bordi che viaggiano sopra. I componenti possono essere incollati saldamente sulle schede.

Raffreddamento. Il profilo di saldatura ad onda si conforma ad una curva di temperatura. Quando la temperatura raggiunge il picco nella fase di saldatura ad onda, viene ridotta, creando così una zona di raffreddamento. Dopo essere stata raffreddata a temperatura ambiente, la scheda verrà assemblata con successo.

Poiché i circuiti stampati vengono posizionati su un pallet pronti per essere sottoposti alla saldatura a onda, il tempo e la temperatura sono strettamente associati alle prestazioni di saldatura. Per quanto riguarda tempo e temperatura, è necessaria una saldatrice ad onda professionale, mentre la competenza e l'esperienza dell'assemblatore di PCB sono raramente facili da ottenere poiché dipendono dall'applicazione di tecnologie aggiornate e dalla focalizzazione sul business.

Se la temperatura è impostata su un valore troppo basso, il fondente non verrà fuso correttamente, riducendo la capacità di reagire e dissolvere l'ossido e lo sporco sulla superficie del metallo. Inoltre, la lega non verrà generata dal flusso e dal metallo se la temperatura non è sufficientemente elevata. Dovrebbero essere presi in considerazione altri fattori come la velocità della portante della banda, il tempo di contatto dell'onda, ecc.

In generale, anche se viene utilizzata la stessa attrezzatura di saldatura a onda, diversi assemblatori offrono un'efficienza produttiva diversa a causa dei metodi operativi e della portata delle conoscenze su come utilizzare la macchina.