Định Nghĩa và Phương pháp Hàn Buồng Nhiệt – Reflow Soldering.

Định Nghĩa Hàn Buồng Nhiệt

Hàn Buồng Nhiệt là một quá trình hàn sử dụng một chất trợ hàn (kem hàn). Chất này sẽ gắn tạm thờimột hoặc hàng nghìn linh kiện điện nhỏ vào các miếng tiếp xúc (chân pad) của bảng mạch PCB, sau đó, toàn bộ tổ hợp được gia nhiệt. Kem hàn sẽ chuyển thành trạng thái nóng chảy và tạo ra các mối hàn vĩnh viễn. Việc làm nóng có thể được thực hiện bằng cách chuyển tổ hợp qua lò nung đối lưu hoặc dưới đèn hồng ngoại, hoặc, có thể hàn các khớp riêng lẻ bằng bút khò.

Ứng dụng của Hàn buồng nhiệt

Hàn buồng nhiệt với lò đối lưu công nghiệp dài thường được dùng gắn trên bề mặt bảng mạch in hoặc PCB. Mỗi phân đoạn của lò có nhiệt độ được điều chỉnh theo yêu cầu nhiệt cụ thể cụ thể của từng cụm lò. Lò Reflow dùng để hàn các bộ phận gắn trên bề mặt của PCB, hoặc dùng cho các bộ phận mạ xuyên lỗ. Loại buồng hàn chuyên dụng để gắn các bộ phận lên bề mặt này ngoài ứng dụng trên còn được dùng để định khung các bộ phận bằng cách lấp đầy keo hàn vào các lỗ xuyên và chèn các dây dẫn vào bộ phận dán. Tuy nhiên, phương pháp phổ biến hơn là hàn sóng, hàn các bộ phận thông qua nhiều lỗ chì.

Hàn đối lưu(Reflow Soldering) có thể được sử dụng trên các bảng có chứa hỗn hợp các thành phần SMT và mạ xuyên lỗ (PTH). Khi sử dụng bảng chứa hỗn hợp này, nếu hàn đối lưu xuyên lỗ sử dụng mặt nạ hàn (Paste Stencil) đã được xử lý đặc biệt thì có thể giảm bớt công đoạn lắp ráp bằng cách loại bỏ bước hàn sóng ra khỏi quá trình lắp ráp, điều này giúp làm giảm chi phí lắp ráp. Các hợp kim hàn không chì như SAC đặt ra thách thức đối với giới hạn điều chỉnh hồ sơ nhiệt độ lò. Đồng thời, các linh kiện xuyên lỗ chuyên dụng phải được hàn bằng các dây hàn tay. Các dây này không chịu được điều kiện nhiệt độ cao truyền vào bảng mạch khi chuyển động trên băng tải buồng hàn. Việc hàn chảy các bộ phận có lỗ xuyên bằng cách sử dụng keo hàn trong quy trình hàn đối lưu được gọi là hàn xâm nhập.

Mục tiêu của quá trình hàn

Mục tiêu của quá trình hàn lại là để chất hàn đạt đến nhiệt độ eutectic mà tại nhiệt độ này, hợp kim hàn chuyển sang trạng thái lỏng hoặc nóng chảy. Ở phạm vi nhiệt độ cụ thể này, hợp kim nóng chảy thể hiện tính chất bám dính. Hợp kim hàn nóng chảy hoạt động nhiều như nước. Chúng có đặc tính của sự gắn kết và độ bám dính. Với lượng từ thông đủ, ở trạng thái lỏng, hợp kim hàn nóng chảy sẽ thể hiện một đặc tính gọi là “làm ướt”.

Làm ướt là một tính chất của hợp kim khi trong phạm vi nhiệt độ eutectic cụ thể của nó. Làm ướt là điều kiện cần thiết cho sự hình thành các mối hàn đáp ứng tiêu chí “chấp nhận được” hoặc “mục tiêu”. Trong khi “không tuân thủ” được coi là khiếm khuyết theo IPC.

Nhiệt độ lò phản xạ

Hồ sơ nhiệt độ lò phản xạ phù hợp với các đặc điểm của một bảng mạch cụ thể. Cấu hình nhiệt độ cho một bảng mạch cụ thể sẽ cho phép hàn lại dòng hàn trên các bề mặt liền kề. Nếu không quá nóng và làm hỏng các thành phần điện vượt quá khả năng chịu nhiệt của chúng. Trong quy trình hàn nóng chảy thông thường, thường có bốn giai đoạn, được gọi là “vùng”. Chúng được chia ra: làm nóng trước, ngâm nhiệt, hồi lưu và làm mát.