Se si confronta il forno a riflusso con la saldatura a onda, si scopre che i forni a riflusso sono generalmente più adatti alle linee SMT, soprattutto quando si lavora con componenti a montaggio superficiale. La saldatura a onda spesso funziona meglio per i componenti a foro passante, ma alcune linee di produzione utilizzano entrambi i metodi. I costi sono importanti.La saldatura a onda può far risparmiare denaro per i grandi volumi di produzionementre i forni a rifusione richiedono investimenti maggiori e stencil specializzati. Per scegliere il metodo giusto, è necessario considerare anche la velocità e i componenti da saldare.

Punti di forza

• La saldatura a rifusione è ideale per i dispositivi a montaggio superficiale (SMD) e le schede ad alta densità. Offre un migliore controllo della temperatura e riduce l'ossidazione, consentendo di ottenere giunti più resistenti.

• La saldatura a onda funziona meglio per i componenti con tecnologia a foro passante (THT). È conveniente per i volumi elevati e fornisce giunzioni affidabili per i componenti più grandi.

• Per la scelta del metodo, considerare il progetto della scheda e i tipi di componenti. Utilizzare il reflow per le schede con componenti SMT superiori a 80% e l'onda per i progetti ad alto contenuto di THT.

• I forni di riflusso richiedono un investimento iniziale più elevato e una maggiore manutenzione. La saldatura a onda ha costi di installazione inferiori e una manutenzione più semplice, che la rendono conveniente.

• Per ridurre al minimo i difetti, ottimizzare il processo di saldatura. Utilizzate i giusti profili di temperatura e materiali di qualità per il riflusso e assicurate una corretta applicazione del flussante per la saldatura a onda.

Metodi di saldatura

Saldatura a riflusso

La saldatura a riflusso è il metodo più comune per il fissaggio dei dispositivi a montaggio superficiale (SMD). alle schede a circuito stampato (PCB). Questo processo utilizza un forno a rifusione per riscaldare la scheda e fondere la pasta saldante, creando connessioni elettriche forti. Ecco come funziona il processo:

1. Applicare la pasta saldante sulle piazzole del PCB.

2. Posizionare i componenti SMD sulla pasta.

3. Spostare la scheda nel forno di rifusione.

4. Il forno riscalda la scheda in più fasi, seguendo un preciso profilo di temperatura.

5. La saldatura si scioglie e forma i giunti.

6. La scheda si raffredda, bloccando i componenti in posizione.

Suggerimento: Le saldature a base di piombo fondono a circa 183 °C, mentre quelle senza piombo richiedono temperature più elevate, fino a 250 °C. Il forno utilizza una fase di rampa, di immersione e di picco per evitare di danneggiare i componenti.

Saldatura a onda

La saldatura a onda funziona meglio per i componenti con tecnologia a foro passante (THT). Con questo metodo, si passa la scheda su un'onda di saldatura fusa. La saldatura scorre attraverso i fori, collegando i conduttori alla scheda. Le fasi principali comprendono:

1. Sciogliere la saldatura in una vasca grande.

2. Pulire i componenti e il PCB.

3. Posizionare il PCB su un trasportatore.

4. Spostare la scheda sull'onda di saldatura.

5. Pulire la scheda dopo la saldatura.

I difetti più comuni nella saldatura a onda includono ponti di saldatura, componenti sollevati e sfere di saldatura. È possibile ridurre questi problemi controllando la temperatura di saldatura, utilizzando una quantità sufficiente di flussante e pulendo bene le superfici.

Principali differenze

La tabella seguente mostra come si confrontano i principali metodi di saldatura:

Quando si confronta Forno a riflusso vs. saldatura a ondaSi nota che il reflow è adatto alle linee SMT, mentre la saldatura a onda è adatta alle linee THT o miste. Ogni metodo ha fasi, attrezzature e casi d'uso specifici.

Forno a riflusso vs. saldatura a onda

Pro e contro

Quando si confronta Forno a riflusso vs. saldatura a ondaSi notano chiare differenze nel funzionamento di ciascun processo e nei vantaggi che offre. La saldatura a riflusso utilizza aria calda o calore infrarosso per fondere la pasta saldante e collegare i componenti a montaggio superficiale. La saldatura a onda utilizza un'onda di saldatura fusa per collegare componenti a foro passante e, talvolta, schede a tecnologia mista.

Ecco una tabella che illustra i principali vantaggi e svantaggi di ciascun metodo:

Si noterà che la saldatura a rifusione consente un migliore controllo della temperatura e riduce l'ossidazione. Ciò consente di ottenere giunti di qualità superiore, soprattutto per i componenti a passo fine. Tuttavia, i costi possono essere più elevati se si necessita di azoto e di una manutenzione più complessa. A volte, con la saldatura a rifusione si possono osservare difetti di tombstoning, ma si ottiene anche una migliore bagnatura e risultati migliori per le schede dense.

La saldatura a onda funziona bene per i pezzi a foro passante e può ridurre i costi di manodopera. Si ottengono giunzioni robuste e un processo rapido per grandi lotti. Tuttavia, questo metodo non è adatto ai pezzi SMT a passo fine. È inoltre possibile che si verifichino ponti, ombreggiature e pulizia supplementare a causa dei residui di flussante.

Nota: Saldatura a onda di solito costa meno da installare rispetto ai forni a riflusso. I forni di riflusso richiedono attrezzature più specializzate e costose, soprattutto per l'assemblaggio ad alte prestazioni.

Quando utilizzare ciascuno di essi

Dovreste scegliere tra il forno di riflusso rispetto alla saldatura a onda in base al progetto della scheda, ai tipi di componenti e alle esigenze di produzione.

• Utilizzate la saldatura a rifusione quando realizzate schede con molti dispositivi a montaggio superficiale. Questo metodo è il standard per la maggior parte delle linee SMT. Ad esempio, i produttori di smartphone utilizzano forni a rifusione per gestire PCB ad alta densità con componenti a passo fine. Hanno bisogno di un controllo preciso della temperatura per proteggere i chip sensibili e vogliono ridurre l'uso della saldatura. In un caso, un'azienda ha visto un 40% aumento della densità dei PCB e un calo dei guasti termici di 60% dopo il passaggio alla saldatura a rifusione.

• Scegliete la saldatura a onda se le vostre schede hanno per lo più parti a foro passante o un mix di THT e alcune SMT. Questo metodo funziona meglio per i progetti di media complessità e per i grandi volumi di produzione. È possibile risparmiare sui costi delle apparecchiature e ottenere giunzioni affidabili per connettori, componenti di grandi dimensioni e dispositivi di alimentazione.

• Per le schede a tecnologia mista, è possibile utilizzare entrambi i metodi. È possibile far passare prima i componenti SMT in un forno a rifusione, quindi utilizzare la saldatura a onda per i componenti a foro passante.

Ecco alcuni punti chiave per aiutarvi a decidere:

• La saldatura a rifusione è più comune per gli assemblaggi SMT, soprattutto nella produzione di grandi volumi.

• La saldatura a onda è meno comune per l'SMT, ma rimane importante per le linee THT e miste.

• I forni di rifusione richiedono un investimento iniziale più elevato, ma offrono risultati migliori per schede complesse e ad alta densità.

• La saldatura a onda è adatta a schede più semplici e consente di mantenere bassi i costi delle attrezzature.

Suggerimento: Se lavorate con componenti SMT a passo fine o se avete bisogno di un'elevata affidabilità, la saldatura a rifusione è di solito la scelta migliore. Per i connettori di grandi dimensioni o i componenti di potenza, la saldatura a onda può essere più indicata.

Quando si confronta il forno a riflusso con la saldatura a onda, è sempre necessario adeguare il metodo alle esigenze del prodotto, al budget e agli obiettivi di produzione.

Fattori decisionali

Compatibilità dei componenti

Quando si sceglie tra metodi di saldaturaè necessario adattare il processo ai propri componenti. I forni di rifusione funzionano meglio per componenti a montaggio superficiale (SMD). Si vedono spesso sui PCB moderni. Ecco i tipi di componenti adatti a ciascun metodo:

• La saldatura in forno a rifusione è ideale per:

  • La maggior parte dei componenti a montaggio superficiale (SMD)

  • Componenti con conduttori sotto il pacchetto, come i QFN e i BGA

• La saldatura ad onda è la migliore per:

  • Dispositivi a foro passantecome i connettori e i condensatori di grandi dimensioni

  • Alcuni dispositivi a montaggio superficiale, in particolare parti passive come resistenze e condensatori

Per la maggior parte dei pezzi a foro passante, si dovrebbe evitare di utilizzare i forni a rifusione. La saldatura a onda li gestisce meglio. Se la scheda utilizza sia parti SMD che a foro passante, potrebbero essere necessari entrambi i metodi.

Efficienza e costi

Volete che la vostra linea di produzione funzioni senza intoppi e rientri nel budget. Quando si confronta il forno a riflusso con la saldatura a onda, occorre considerare i costi di installazione, la velocità e la manutenzione.

I forni di riflusso costano di più per l'acquisto e la manutenzione. I loro sistemi complessi richiedono controlli regolari. Le apparecchiature di saldatura a onda costano meno e richiedono meno manutenzione. Se si prevede una produzione SMT ad alto volume, i forni a rifusione possono far risparmiare tempo per scheda. Per i grandi volumi di THT, la saldatura a onda è efficiente e conveniente.

💡 Suggerimento: Pianificare per costi di manutenzione più elevati se si scelgono i forni a rifusione. Le loro caratteristiche avanzate richiedono maggiore attenzione.

Qualità e affidabilità

Si vogliono giunti di saldatura affidabili e difetti minimi. Ogni metodo ha i suoi problemi di qualità.

• La saldatura a riflusso può causare problemi come tombstoning, ponti di saldatura e voiding. È possibile ridurli ottimizzando i profili di temperatura, utilizzando una buona pasta saldante e rispettando le regole di progettazione dei circuiti stampati.

• La saldatura a onda può causare ponti, ombreggiature o residui di flussante. Un attento controllo del processo e la pulizia aiutano a prevenire questi problemi.

I produttori spesso riscontrano una maggiore affidabilità con la saldatura a rifusione per gli SMD a passo fine. La saldatura a onda offre giunzioni robuste per i componenti a foro passante, ma potrebbe non essere adatta a layout SMT piccoli o complessi.

Nota: un buon controllo del processo e un'ispezione regolare migliorano la qualità di entrambi i metodi.

Raccomandazioni

Il meglio per le linee SMT

Se si gestisce una linea SMT, la saldatura a rifusione offre di solito i risultati migliori. Questo metodo gestisce bene le schede ad alta densità e i componenti a passo fine. È possibile ottenere giunzioni forti e affidabili per la maggior parte dei dispositivi a montaggio superficiale. Per ottenere il massimo dal vostro forno a rifusione, seguite le seguenti indicazioni migliori pratiche:

1. Calibrazione e manutenzione delle apparecchiature di riflusso
   Controllate regolarmente le zone di temperatura del forno, la velocità del convogliatore e il flusso d'aria. In questo modo si mantiene stabile il processo.

2. Scegliere la pasta saldante giusta
   Scegliete la pasta saldante adatta alla vostra applicazione. Osservare il tipo di flussante e la composizione della lega.

3. Ottimizzare la progettazione di PCB per il riflusso
   Progettate le vostre schede tenendo conto della produzione. Utilizzate pad di dimensioni coerenti ed evitate grandi differenze di massa termica.

4. Creare un profilo di riflusso per ogni gruppo
   Impostare un profilo termico personalizzato per ogni layout di PCB. Utilizzare gli strumenti di profilazione per misurare e regolare.

5. Gestire i componenti sensibili all'umidità
   Maneggiare con cura le parti classificate MSL. Conservarli e cuocerli secondo le necessità per evitare difetti come il popcorning.

6. Controllo della pulizia e della manipolazione
   Mantenere pulite le superfici di lavoro. Programmare una pulizia regolare degli stencil per evitare difetti.

7. Usare l'ispezione in linea e i loop di feedback
   Aggiungete l'ispezione AOI e a raggi X per individuare tempestivamente i problemi. Utilizzate il feedback per migliorare il vostro processo.

💡 Suggerimento: La saldatura a rifusione funziona meglio quando la scheda ha più di 80% componenti SMT e necessita di un'elevata densità di posizionamento.

Ideale per linee THT o miste

La saldatura a onda è più adatta quando le schede utilizzano prevalentemente parti a foro passante o un mix di THT e SMT. Questo metodo consente di ottenere giunzioni robuste per connettori di grandi dimensioni e dispositivi di alimentazione. È possibile lavorare rapidamente molte schede, il che lo rende una buona scelta per i grandi volumi di produzione. Ecco alcuni migliori pratiche e punti chiave:

• Preriscaldare il PCB a 100-120°C. Questa fase riduce lo shock termico e aiuta la saldatura a scorrere meglio.

• Applicare un flussante non pulente o solubile in acqua. Un buon flussante migliora la bagnatura e previene l'ossidazione.

• Utilizzare un nastro resistente al calore o un rivestimento conforme. Proteggere le parti SMT dall'onda di saldatura.

• La saldatura a onda può gestire centinaia di schede all'ora. Si ottengono giunzioni affidabili per componenti di grandi dimensioni.

• Questo metodo utilizza una tecnologia collaudata. È possibile seguire le migliori pratiche consolidate per ottenere risultati costanti.

• Per le schede a tecnologia mista, è necessario un processo in due fasi. Questo può aumentare i tempi e i costi di produzione.

• La mascheratura aggiunge complessità e costi. È necessario proteggere le parti sensibili dall'onda di saldatura.

⚠️ Nota: La saldatura a onda può causare shock termici o ponti se non si controlla il processo. Controllare sempre le fasi di mascheratura e preriscaldamento.

Scegliere il metodo giusto

Il metodo di saldatura deve essere adattato alle esigenze della scheda, ai tipi di componenti e agli obiettivi di produzione. Utilizzare la tabella seguente per confrontare i fattori principali:

Al momento di decidere, considerate queste domande:

• Quali sono i tipi di componenti più utilizzati: SMT o THT?

• Quanto è complesso il progetto del PCB?

• Qual è il volume di produzione previsto?

📌 Sintesi: La saldatura a riflusso è la più popolare per le linee SMT moderne e dense. La saldatura a onda rimane una scelta importante per le schede THT e miste. Prima di scegliere, valutate sempre il mix di componenti, la complessità della scheda e il budget a disposizione.

È possibile abbinare la saldatura a riflusso alle linee SMT con schede ad alta densità e componenti sensibili, mentre la saldatura a onda si adatta ai progetti THT o misti. La scelta dipende dai tipi di componenti, dal volume di produzione e dal budget. Considerate la pianificazione dell'assemblaggio, i punti di collaudo e gli standard di qualità come IPC-A-610 e IPC J-STD-001. Se dovete affrontare sfide come il disallineamento o lo shock termico, i servizi di consulenza di esperti come Gruppo di consulenza Ray Prasad o ITM Consulting può aiutarvi a risolvere i problemi complessi delle linee SMT.

FAQ

Qual è la principale differenza tra la saldatura a riflusso e la saldatura a onda?

La saldatura a riflusso utilizza un calore controllato in un forno per fondere la pasta saldante per i componenti a montaggio superficiale. Saldatura a onda fa passare la scheda su un'onda di saldatura fusa, rendendola migliore per i componenti a foro passante.

È possibile utilizzare entrambi i metodi sullo stesso PCB?

Sì, è possibile. Molti produttori utilizzano innanzitutto la saldatura a riflusso per i componenti SMT. Successivamente, utilizzano la saldatura a onda per i componenti a foro passante. Questo approccio funziona bene per le schede a tecnologia mista.

Quale metodo è più veloce per la produzione di grandi volumi?

La saldatura a onda di solito elabora le schede più velocemente in caso di volumi elevati, soprattutto con i componenti a foro passante. La saldatura a rifusione raggiunge questa velocità per le linee SMT-pesanti, ma può richiedere più tempo per l'impostazione.

Come ridurre i difetti in ogni processo?

• Per la saldatura a riflusso:

  • Utilizzare il profilo di temperatura corretto.

  • Scegliere una pasta saldante di alta qualità.

• Per la saldatura a onda:

  • Applicare una quantità sufficiente di flussante.

  • Pulire le schede prima di saldarle.

Un attento controllo del processo consente di evitare i difetti più comuni.