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64 PCB giugno 2011 ▶ PRODUZIONE - TECNOLOGIA VAPOR PHASE Saldatura refl ow a condensazione Il processo di saldatura a condensazione di vapore, conosciuta anche come rifusione vapor phase, offre ottimi risultati in termini di effi cienza e qualità. Se viene abbinato anche l’utilizzo del vuoto si arriva all’eccellenza, eliminando i void e le evaporazioni esplosive di fl ussante di Davide Oltolina La continua ricerca del risultato qualitativamente ineccepibile, garanzia di un prodotto a dabile nel tempo, richiede un processo di saldatura a dabile in ogni sua parte. Rehm, rappresentata in Italia da DPI, ha riversato la sua lunga esperienza nel settore della saldatura a rifusione nella nuova linea di forni vapor phase della serie CondensoX. Nella realizzazione della nuova linea sono stati privilegiati vari fattori quali sono stati privilegiati vari fattori quali sti di gestione. quello relativo alla precisione del pro lo termico, mantenendo all’interno di +2 °C la di erenza di temperatura misurabile tra i punti disseminati sull’intera super cie del pcb. La ricerca del risultato qualitativo trova la sua massima esasperazione con l’opzione del vuoto, che assicura la mancanza di void anche nelle saldatura con elevata massa termica, pur nella semplicità di utilizzo e mantenendo quanto più bassi possibili i costi di gestione. Al centro della fase di progetto del CondensoX sono stati pcb termicamente di cili da saldare, con componenti sensibili tanto alla temperatura quanto all’umidità (MSD), con masse termiche importanti posizionati accanto a componenti di piccola dimensione, con componenti particolari quali QFN e LGA o dispositivi MID (Molded Interconnected Device). Il processo in pratica Utilizzando una camera a vuoto totalmente ermetica, con il Vacuum System del forno Condenso è possibile raggiungere il valore di vuoto di 2 mbar durante il processo di riscaldamento, e senza che avvenga movimentazione delle schede durante il processo di saldatura, dal preriscaldo a tutto il processo completo, no al ra reddamento, il che signi ca che non vi è alcun rischio di scivolamento, rotazione o sollevamento dei componenti. In aggiunta all’utilizzo del vuoto durante la fase di saldatura vera e propria è possibile impostare una fase di prevacuum che ha il bene co scopo di agevolare la fuoriuscita dei vapori di ussante dai giunti in formazione e di agevolare l’immissione del Galden nella realizzazione del pro lo termico. Il forno Condenso utilizza inoltre un sistema trasportatore orizzontale per introdurre le schede all’interno del sistema, nella camera di rifusione dove verranno creati i vapori del liquido tecnico, usualmente il Galden. Avere la garanzia che le schede assemblate siano ferme durante il processo
Senza vuoto Con vuoto di rifusione, anche durante la fase di stato liquido della pasta saldante, assicura un risultato qualitativamente indiscutibile. In questo Rehm si è voluta di erenziare rispetto ai sistemi vapor phase tradizionali che richiedono un continuo movimento verticale delle schede durante l’esecuzione del pro lo, introducendo un plus di processo. Non movimentando il pcb tra la fase di saldatura e la creazione del vuoto, non c’è perdita di calore, garantendo così tempi brevi di stato liquido in presenza di vuoto, tempi che ricadono all’interno degli 80 secondi per temperature superiori ai 217 °C. Come risaputo i vuoti sono cavità che si creano all’interno del giunto di saldatura a causa dei gas che non riescono a fuoriuscire, una loro cospicua presenza indebolisce meccanicamente il giunto ed ostacola la capacità di trasportare, per dissiparlo, il calore generato dal componente. Nei forni CondensoX il processo di vacuum può essere attivato direttamente nel punto in cui viene raggiunta la temperatura desiderata; inoltre i livelli di vuoto possono essere controllati in qualsiasi momento voluto, ritenuto il Superfi cie di contatto a un massimo del 99% Capacità di riempimento migliorata di micro via e di giunti THD Limitazione dei void (particolarmente importanti negli assemblati di potenza a semiconduttore) Bagnabilità migliorata Vantaggi della tecnologia di processo con vuoto più idoneo nel raggiungere le necessarie condizioni operative capaci di evitare la formazione sia dei void che delle evaporazioni esplosive del ussante. Un’ulteriore variabile di processo consiste nella quantità di liquido inerte che viene vaporizzato durante la saldatura; modulando la quantità di Galden immesso si controlla la rampa di salita del pro lo termico, che raggiunge come valore massimo di temperatura quello del punto di ebollizione del liquido prescelto. Questo è uno dei capisaldi della tecnologia vapor phase, che permette di mettere al riparo scheda e componenti da problemi di sovratemperatura. L’operatore può regolare la temperatura del pro lo di re ow con un livello eccezionalmente elevato di accuratezza, a step di 0,2 °C/sec. Quando il liquido raggiunge la sua temperatura di ebollizione, vaporizza, Questo porta a creare un ambiente in cui i vapori di Galden occupano l’intero volume della camera di rifusione, eliminando l’aria e con questa l’ossigeno presente, creano parallelamente la condizione di saldatura in atmosfera inerte. Quando il vapore avvolge il pcb gli si condensa sopra per via della di erenza di temperatura esistente; durante il passaggio di stato dalla fase vapore alla fase liquida viene ceduto calore, lo stesso che porta in rifusione la pasta saldante. Garanzie qualitative elevate e costi di gestione moderati Grazie al totale blocco ermetico della camera di rifusione è e ettuato in modo e ciente il riciclo e la pulizia del liquido tecnico utilizzato in saldatura, con la totale rimozione dei residui indesiderati ( ussante, impurità, ecc.). Quando il vapore è estratto dalla camera viene rapidamente ra reddato; una volta condensato è poi ltrato, imprigionando le impurità in appositi ltri, operazione che rende il liquido pronto per essere riutilizzato nel successivo processo di saldatura. Le schede al termine del ciclo di saldatura lasciano la camera di processo completamente asciutte perché il calore accumulato è su ciente a far evaporare il Galden che è condensato sul pcb, questo permette di realizzare un consumo medio veramente basso, che si traduce in un vantaggioso risparmio economico gestione. Quando il pcb è fuori dalla camera di rifusione è ra reddato da un getto d’aria, ma è possibile scegliere di ra reddarlo ulteriormente e uniformemente riducendo la temperatura dell’aria di ra reddamento mediante uno scambiatore ad acqua. La funzione di rilevamento wireless di temperatura consente all’utente di controllare in continua l’andamento del processo, per veri care in qualsiasi momento se il pro lo termico è rimasto all’interno della speci - ca. Il CondensoX può essere equipaggiato anche con un sistema di telecamere, una funzionalità disponibile solo sui forni vapor phase Rehm che consente all’operatore di visualizzare il processo di saldatura sul monitor del PC. DPI www.elettronicadpi.it PCB giugno 2011 65
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