Reflow Solderen: De Moderne Printplaat Bindingstechniek

Wat is Reflow Solderen?

Het proces van reflow solderen omvat het bevestigen van componenten aan metalen pads op een printplaat met soldeerpasta, en het daarna aan een uniforme warmte blootstellen. Wanneer uniforme warmte toegepast wordt op de componenten en de printplaat, kunnen de tijdelijke verbindingen permanente soldeerverbindingen worden. Reflow solderen kan gebruikt worden met traditionele doorboortechnologie (through-hole), hoewel het de hoofdmethode is voor het verbinden van surface mount devices (SMDs). Het doel van het reflow solderproces is om de printplaat en componenten aan een uniform warmteniveau te blootstellen dat de soldeerpasta laat smelten zonder de elektronica te beschadigen. Reflow solderen omvat typisch vier duidelijke stadia, elk met een ander warmteniveau.

Traditioneel vs. Reflow Solderen

Traditioneel solderen omvat doorgaans through-hole technologie, waar componentenleidingen door een printplaat worden gestoken en vervolgens afzonderlijk verwarmd worden terwijl soldeer toegepast wordt. Dit type solderen kan tijdrovend zijn, en het toepassen van overmatige warmte op een individueel component kan schadelijk zijn. Het is ook moeilijk of onmogelijk om traditionele methoden te gebruiken met surface mount technology (SMT), waar elk component bovenop de printplaat zit.

Soldeerpasta en Toepassing

Soldeerpasta is een mengsel dat bestaat uit flux en poederachtig soldeer. Naast het fungeren als een oxideerder, kan de flux in reflow solderen ook helpen een SMD op zijn plaats te binden totdat warmte toegepast wordt. De pasta wordt soms door traditionele dispensermethoden toegepast, hoewel het vaak op de print gestempeld wordt met een schabloon (stencil) om correcte plaatsing te garanderen. Problemen met de initiële toepassing van soldeerpasta kunnen leiden tot apparaatfouten later.

Vier Thermische Stadia

Nadat de soldeerpasta en componenten op een print aangebracht zijn, wordt deze meestal in een reflow oven geplaatst en aan vier duidelijke temperatuurprofielen blootgesteld:

1. Preheat: De temperatuur wordt tussen 1,0 en 3,0 °C per seconde verhoogd (ongeveer 1,8 tot 5,4 °F). Deze preheat is meestal de langste van de vier stadia, en kan instrumentaal zijn in het laten verdampen van vluchtige stoffen in de flux zonder componenten te beschadigen door thermische schok.
2. Thermale gelijksoort (soak): Meestal tussen één en twee minuten lang, laat de flux oxidatie van de printplaat of componenten verwijderen.
3. Reflow (solder smelting): Tijd boven liquidus (TAL), het soldeer smelt als de maximum temperatuur bereikt is. De metalen pads op de printplaat en de leidingen op elke SMD bereiken dezelfde temperatuur, waardoor sterke soldeerbindingen vormen.
4. Afkoeling: Na een vaste tijd begint de finale afkoelingsfase. Het laten afkoelen van componenten op een goed gecontroleerde manier kan thermische schok voorkomen en een succesvol reflow solderproces garanderen.