Como efetuar a soldadura por refluxo em PCB de dupla face?

Porque é que a soldadura por refluxo de PCB de dupla face é um desafio no fabrico de eletrónica?

Em produtos electrónicos de elevado desempenho, como smartphones e dispositivos de controlo industrial, placa de circuito impresso de dupla face tornaram-se a norma. No entanto, a soldadura de dupla face apresenta dois grandes desafios:

1. Complexidade da gestão térmica - Durante a soldadura do segundo lado, o primeiro lado é reaquecido, o que pode causar a separação de componentes ou a falha da junta de soldadura.
2. Dilema da seleção de processos - Os processos de pasta de solda e cola vermelha têm prós e contras, exigindo uma análise cuidadosa com base na disposição dos componentes.

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Comparação em profundidade dos dois principais processos de soldadura

Opção A: Processo de pasta de solda de dupla face (ideal para componentes de alta densidade)

Melhor para:

• PCBs com BGAs, QFNs ou outros ICs de precisão em ambos os lados
• Componentes leves em geral

Principais etapas:

1. Lado A: Imprimir a pasta de solda → Colocar os componentes → Solda de refluxo (temperatura de pico 245°C)
2. Arrefecer até à temperatura ambiente, depois virar o PCB
3. Lado B: Imprimir pasta de solda → Colocar componentes → Utilizar um perfil de temperatura escalonado (reduzir a temperatura de pico em 5-10°C)

Vantagens:

• Elevada fiabilidade da junta de soldadura
• Adequado para produção em massa automatizada

Riscos:

• Componentes grandes podem desprender-se durante a segunda refusão
• É necessário um controlo preciso da temperatura para a soldadura do segundo lado

Opção B: Processo híbrido de pasta de solda + cola vermelha (solução para componentes grandes)

Melhor para:

• Um dos lados tem grandes conectores/capacitores electrolíticos
• Estruturas mistas com diferenças de peso significativas

Processo inovador:

1. Lado da pasta de solda (Lado A): Soldadura por refluxo padrão
2. Lado vermelho da cola (Lado B): "Print-Place-Cure" (método de três passos):

• Precisão de impressão da cola vermelha: ±0,1mm
• Temperatura de cura: 120-150°C (muito inferior ao ponto de fusão da pasta de solda)
• Soldadura por onda opcional para maior fiabilidade

Notas técnicas:

• A cola vermelha deve estar a uma distância mínima de 0,3 mm das almofadas de soldadura
• Prolongar o tempo de cura em 30% para evitar uma fraca aderência

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• Otimizar o perfil de temperatura

• Primeiro lado: Curva padrão Ramp-Soak-Spike (RSS) (taxa de aquecimento de 2-3°C/s)
• Segundo lado:Utilizar a curva Ramp-to-Spike (RTS) (tempo de pré-aquecimento alargado)

• Diretrizes de disposição de componentes

• Colocar os componentes pesados do mesmo lado
• Escalonamento de BGAs de dupla face para evitar a concentração de tensões térmicas

• Critérios de seleção de pasta de solda

• Segundo lado: Utilizar pasta de solda de baixa temperatura (por exemplo, Sn42/Bi58)
• Viscosidade da cola vermelha:>50.000 cps

• Parâmetros críticos do equipamento

• Inclinação do transportador do forno de refluxo: 5-7°
• Taxa de arrefecimento: 4-6°C/s

• Actualizações da tecnologia de inspeção

• Utilizar o SPI 3D para a inspeção da espessura da pasta de soldadura
• Microscopia acústica obrigatória após a segunda refusão

Problemas comuns e soluções de engenharia

Questão 1: Deslocação do componente QFN durante o segundo refluxo

• Solução: Aplicar adesivo de alta temperatura após a soldadura do primeiro lado
• Parâmetros:Utilizar adesivo com tolerância de cura >200°C

Problema 2: Queda de componentes durante a soldadura por onda (lado da cola vermelha)

• Melhorias:

1. Pós-cura com UV após aplicação de cola vermelha
2. Pré-aquecer a 100°C antes da soldadura por onda

Questão 3: Vazamento excessivo em juntas BGA

• Otimização de processos:
• Aumentar o tempo de descongelação da pasta de solda para 8 horas
• Utilizar refluxo assistido por azoto (O₂ <500ppm)

Tendências futuras dos processos

1. Soldadura a baixa temperatura: Ligas de solda Sn-Bi com aquecimento por impulsos
2. Controlo inteligente da temperatura: Otimização de perfis em tempo real com base na aprendizagem automática
3. Junção híbrida: Soluções combinadas de pasta de solda + adesivo condutor

Aplicando sistematicamente estas técnicas-chave, os engenheiros podem alcançar rendimentos de primeira passagem superiores a 99,5%.Recomendamos a implementação de sistemas de monitorização de janelas de processo para otimização contínua em ambientes de produção.