Reflow Soldering - لحیم‌کاری با ذوب مجدد
- تعریف کوتاه فنی
- ریفلو (Reflow) یک فرآیند لحیم‌کاری در مونتاژ بردهای الکترونیکی است که طی آن خمیر لحیم (Solder Paste) با استفاده از حرارت کنترل‌شده، ذوب شده و پس از سرد شدن، اتصالات الکتریکی و مکانیکی بین پایه قطعات SMD و پدهای PCB ایجاد می‌شود.
- معادل فارسی
- لحیم‌کاری بازپخت یا لحیم‌کاری با ذوب مجدد
- نام‌های دیگر
- Reflow Process، Reflow Assembly، Reflow Oven Soldering، لحیم‌کاری کوره‌ای، فرآیند ریفلو
در این روش ابتدا خمیر لحیم با استفاده از شابلون (Stencil) روی پدهای PCB چاپ می‌شود. سپس قطعات SMD توسط دستگاه Pick and Place در محل دقیق خود قرار می‌گیرند.
برد وارد کوره ریفلو (Reflow Oven) می‌شود و از چند ناحیه دمایی عبور می‌کند. با افزایش کنترل‌شده دما، خمیر لحیم ذوب شده و پایه قطعات به پدهای برد متصل می‌شوند. پس از کاهش دما و انجماد لحیم، اتصالات نهایی شکل می‌گیرند.
مراحل اصلی فرآیند Reflow:
- Preheat (پیش‌گرمایش): دمای برد به‌تدریج افزایش پیدا می‌کند تا تنش حرارتی کاهش یابد.
- Soak (یکنواخت‌سازی دما): دمای برد برای مدت مشخصی در محدوده تعیین‌شده نگه داشته می‌شود تا دمای قطعات و برد یکنواخت‌تر شود و فلاکس فعال گردد.
- Reflow (ذوب لحیم): دما از نقطه ذوب آلیاژ لحیم عبور می‌کند و خمیر لحیم ذوب می‌شود.
- Cooling (سردسازی): دمای برد کاهش می‌یابد و لحیم منجمد شده و اتصالات نهایی تشکیل می‌شوند.
پروفایل دمایی دقیق به نوع آلیاژ لحیم، قطعات و مشخصات سازنده خمیر لحیم وابسته است.
کاربرد
- مونتاژ قطعات SMD روی بردهای مدار چاپی.
- لحیم‌کاری قطعات با پایه‌های ریز مانند QFN، QFP و BGA.
- تولید انبوه بردهای الکترونیکی.
- ایجاد اتصالات لحیمی یکنواخت و تکرارپذیر.
- مونتاژ بردهای چندلایه و مدارهای الکترونیکی پیچیده.
- اتصال قطعات به PCB در خطوط تولید خودکار (SMT).
نکات طراحی PCB
- توزیع یکنواخت مس: توزیع نامتعادل سطح مس در برد می‌تواند باعث اختلاف دمایی در فرآیند ریفلو شود.
- طراحی پدها (Pad Design): ابعاد و شکل پدها باید مطابق دیتاشیت قطعه و استانداردهای طراحی مونتاژ انتخاب شوند.
- فاصله قطعات: فاصله مناسب بین قطعات باید برای جلوگیری از ایجاد پل لحیم (Solder Bridge) و سهولت مونتاژ در نظر گرفته شود.
- جلوگیری از Tombstoning: طراحی نامتقارن پدها و اختلاف انتقال حرارت می‌تواند باعث بلند شدن یک سمت قطعات دوپایه مانند مقاومت و خازن شود.
- توجه به Thermal Relief: اتصال پدها به نواحی مسی بزرگ باید به‌گونه‌ای باشد که انتقال حرارت هنگام لحیم‌کاری کنترل شود.
- توجه به Via در پد: استفاده از Via-in-Pad بدون در نظر گرفتن روش پرکردن و مسدودسازی آن ممکن است باعث خروج لحیم از پد و ایجاد عیب مونتاژ شود.
- توجه به تحمل حرارتی قطعات: قطعات انتخاب‌شده باید توانایی تحمل پروفایل دمایی فرآیند Reflow را داشته باشند.
اصطلاحات مرتبط
- Reflow Oven کوره ریفلو
- Reflow Profile پروفایل دمایی ریفلو
- Solder Paste خمیر لحیم
- Stencil شابلون چاپ خمیر لحیم
- Pick and Place دستگاه جانمایی قطعات
- Preheat پیش‌گرمایش
- Soak مرحله یکنواخت‌سازی دما
- Time Above Liquidus (TAL) زمان بالاتر از دمای ذوب
- Peak Temperature حداکثر دما
- Cooling Rate نرخ سرد شدن
- SMT فناوری نصب سطحی
- Tombstoning بلند شدن یک سمت قطعه
- Solder Bridge پل لحیم
- Voiding ایجاد حفره در اتصال لحیمی
- Thermal Shock شوک حرارتی
- Wetting ترشوندگی
نکته مهم: Reflow با Wave Soldering متفاوت است. در ریفلو، خمیر لحیم از قبل روی پدها قرار می‌گیرد و با حرارت ذوب می‌شود؛ اما در لحیم‌کاری موجی، سطح زیرین برد با موجی از لحیم مذاب تماس پیدا می‌کند.