Cos’è la saldatura a rifusione?

Il processo di saldatura a rifusione prevede il fissaggio di componenti a piazzole metalliche su un circuito stampato con pasta saldante e quindi il riscaldamento dell’intera unità. Quando viene applicato un calore uniforme ai componenti e al circuito, le connessioni temporanee possono diventare saldature permanenti. La saldatura a rifusione può essere utilizzata con la tradizionale tecnologia a foro passante, sebbene sia il metodo principale per il collegamento di dispositivi a montaggio superficiale (SMD). Lo scopo del processo di saldatura a rifusione è di sottoporre il circuito stampato e i componenti a un livello uniforme di calore che fonderà la pasta saldante senza danneggiare l’elettronica. La saldatura a rifusione include tipicamente quattro fasi distinte, ognuna delle quali comporta un diverso livello di calore.

La saldatura tradizionale prevede in genere la tecnologia a foro passante, in cui i cavi dei componenti vengono fatti passare attraverso un circuito stampato e quindi riscaldati individualmente quando viene applicata la saldatura. Questo tipo di saldatura può richiedere molto tempo e l’applicazione di calore eccessivo a un singolo componente può essere dannosa. È anche difficile o impossibile utilizzare i metodi tradizionali con la tecnologia a montaggio superficiale (SMT), in cui ogni componente si trova sulla parte superiore del circuito.

La pasta saldante è un composto costituito da fondente e saldatura in polvere. Oltre ad agire come agente ossidante, il flusso nella saldatura a rifusione può anche aiutare a legare un SMD in posizione fino all’applicazione del calore. La pasta viene talvolta applicata attraverso metodi di erogazione tradizionali, sebbene spesso sia stampata sulla lavagna utilizzando uno stencil per garantire il corretto posizionamento. Problemi con l’applicazione iniziale della pasta saldante possono portare a guasti del dispositivo in seguito.

Dopo che la pasta saldante e i componenti sono stati applicati a una scheda, questa viene generalmente posta in un forno di rifusione e quindi sottoposta a quattro distinti profili di temperatura. Il processo di saldatura a rifusione di solito inizia con un preriscaldamento iniziale, in cui la temperatura verrà aumentata tra 1.0 e 3.0 gradi Celsius (circa 1.8-5.4 gradi Fahrenheit) ogni secondo. Questo preriscaldamento è solitamente il più lungo dei quattro stadi e può essere determinante per consentire ai volatili nel flusso di evaporare senza danneggiare i componenti a causa dello shock termico. Il secondo stadio termico dura tipicamente da uno a due minuti e può consentire al flusso di rimuovere qualsiasi ossidazione dalla scheda o dai componenti.

Il riflusso della saldatura si verifica in genere durante la terza parte del processo di riscaldamento e raffreddamento. Questo periodo può essere noto come tempo sopra il liquidus (TAL), poiché la saldatura si scioglie quando viene raggiunta la temperatura massima del processo. A questo punto, le piazzole metalliche sulla scheda del circuito e i cavi su ciascun SMD avranno raggiunto la stessa temperatura, consentendo la formazione di forti legami di saldatura. Dopo un determinato periodo di tempo, può iniziare la fase di raffreddamento finale. Consentire ai componenti di raffreddarsi in modo ben controllato può prevenire shock termici e garantire un processo di saldatura a rifusione di successo.