Golfsoldeeroven en reflowoven
Wat is golflassen, wat is reflowlassen? Waar moet je op letten bij de productie ervan?
Golflassen verwijst naar het smelten van soldeermateriaal (lood-tinlegering), dat door een elektrische of elektromagnetische pomp in de gewenste golfvorm kan worden gebracht. Ook kan dit gebeuren door stikstof in het soldeerbad te injecteren, waardoor de printplaat met voorgemonteerde componenten door de golfvorm kan worden geleid. Op deze manier wordt een zachte soldeerverbinding tot stand gebracht tussen de mechanische en elektrische uiteinden van de componenten of pinnen en de pads van de printplaat. Afhankelijk van de geometrie van de gebruikte golfvorm, kunnen er verschillende soorten golflassystemen worden ontwikkeld.
Golflasproces: Plaats het onderdeel in het bijbehorende gat → voorbehandeling met flux → voorbakken (temperatuur 90-1000 °C, lengte 1-1,2 m) → golflassen (220-2400 °C) → verwijder de overtollige plugvoetjes → inspectie.
Het reflow-soldeerproces realiseert de mechanische en elektrische verbinding tussen het soldeeruiteinde of de pin van het op het oppervlak gemonteerde component en de pad van de printplaat door het opnieuw smelten van de pasta-achtige soldeer die vooraf op de pad van de printplaat is aangebracht.
Golflassen is een nieuwe lastechnologie die inspeelt op het groeiende milieubewustzijn. Vroeger werd hiervoor een tin-loodlegering gebruikt, maar lood is een zwaar metaal dat zeer schadelijk is voor de menselijke gezondheid. Daarom is er nu een loodvrij proces. Dit proces maakt gebruik van een *Sn, Ag, Cu-legering* en een speciale flux. De lastemperatuur vereist een steeds hogere voorverwarmingstemperatuur. Bovendien is een koelzone nodig nadat de printplaat de laszone heeft verlaten. Dit dient enerzijds om thermische schokken te voorkomen, anderzijds om eventuele ICT-problemen te voorkomen.
Waarom N2-bescherming?
Door de toename van de assemblagedichtheid heeft de opkomst van de Fine Pitch-assemblagetechnologie geleid tot stikstofgevulde reflow-soldeerprocessen en -apparatuur. Dit heeft de kwaliteit en opbrengst van het reflow-solderen verbeterd en is de ontwikkelingsrichting van reflow-solderen geworden. Stikstof-reflow-solderen heeft de volgende voordelen:
Voorkom reductie van oxidatie
Het verhogen van de bevochtigingskracht bij het lassen en het versnellen van de bevochtigingssnelheid.
De uitvinding kan de productie van tinbolletjes verminderen, brugvorming voorkomen en een goede laskwaliteit opleveren.
Het is met name belangrijk om de vermelde laskwaliteit te bereiken door soldeerpasta met een lager actief fluxgehalte te gebruiken. Tegelijkertijd kan de prestatie van de soldeerverbinding worden verbeterd en de kleurverandering van het basismateriaal worden verminderd. Het nadeel hiervan is echter dat de kosten aanzienlijk stijgen. Deze kostenstijging neemt toe met de hoeveelheid stikstof; wanneer een zuurstofgehalte van 1000 ppm en 50 ppm in de oven moet worden bereikt, is de stikstofbehoefte verschillend. De huidige fabrikanten van soldeerpasta zetten zich daarom in voor de ontwikkeling van wasvrije soldeerpasta die goed kan worden gelast in een atmosfeer met een hoog zuurstofgehalte, waardoor het stikstofverbruik wordt verminderd.
Voor de introductie van stikstof in het reflow-soldeerproces is een kosten-batenanalyse noodzakelijk. De voordelen omvatten onder andere een hogere productopbrengst, verbeterde kwaliteit en lagere kosten voor herwerk of reparatie. Een volledige analyse toont vaak aan dat de introductie van stikstof de uiteindelijke kosten niet verhoogt, maar juist voordelen oplevert.
De meeste ovens die momenteel worden gebruikt, zijn van het type met geforceerde heteluchtcirculatie, waarbij het beheersen van het stikstofverbruik lastig is. De uitvinding biedt verschillende methoden om het stikstofgasverbruik te verminderen. Een daarvan is het verkleinen van de openingen van de inlaat en uitlaat van de oven. Het belangrijkste is om de ongebruikte delen van de inlaat en uitlaat af te sluiten met bijvoorbeeld een schot of een rolgordijn. Een andere methode is het toepassen van het principe dat een hete stikstoflaag lichter is dan lucht en daardoor minder snel mengt. Bij het ontwerpen van de oven wordt de verwarmingskamer hoger geplaatst dan de inlaat en uitlaat, waardoor een natuurlijke stikstoflaag in de verwarmingskamer ontstaat. Dit vermindert de benodigde hoeveelheid bij te vullen stikstofgas en zorgt voor behoud van de vereiste zuiverheid.
Toepassingsvoorbeeld van instrumentcorrelatie
Diagram van de regeling van het zuurstofgehalte en de stikstofstroom.
Werkstroom
