リフロー溶接は電子製造分野において重要な溶接技術であり、主に表面実装部品（SMD）をプリント回路基板（PCB）に溶接するために用いられる。
一、動作原理
リフローはんだ付けの核心原理は、予めPCBのパッドにはんだペーストを印刷してから、部品をパッドに置き、PCBがリフローはんだ炉を通過すると、はんだペーストが高温で溶融し、冷却で凝固することにより、信頼性の高い電気的接続を形成することである。
昇温段階
•PCBがリフロー炉に入ると、温度が徐々に上昇する。この段階では主に半田ペースト中の溶媒を揮発させ、半田助剤を活性化させる。例えば、この過程では、温度は室温から150℃前後に徐々に上昇する可能性があり、時間は約60 ~ 90秒続き、具体的な時間と温度曲線は異なる半田ペーストの配合と部品の要求によって異なる可能性があります。
リフローフェーズ
•これは重要な溶接段階であり、温度は上昇し続け、半田ペーストを溶融状態にする。一般的に、錫鉛半田の溶融温度は183℃前後であり、鉛フリー半田の溶融温度はやや高く、例えば、錫銀銅合金（SAC）半田の溶融温度は約217℃である。このとき、液状の半田は表面張力により、部品ピンとPCBパッドと十分に接触して濡れ、良好な半田点を形成する。還流段階の時間は通常30〜60秒である。
れいきゃくだんかい
•溶接が完了した後、PCBは迅速に冷却し、溶接点を凝固させる必要がある。急速冷却は溶接点の組織を細分化し、溶接点の機械的性能と電気的性能を向上させるのに役立つ。冷却速度は一般的に3〜5℃／秒程度に制御され、最終的にPCB温度を室温付近に戻す。
二、設備構成部分
かねつシステム
•リフロー炉の加熱システムは通常、複数の加熱ゾーンから構成され、各加熱ゾーンは独立して温度を制御することができる。一般的な加熱方法には熱風加熱と赤外線加熱があります。
•熱風加熱は加熱後の空気循環によって熱を伝達し、PCBの熱を均一にすることができる。例えば、いくつかの大型のリフロー炉は強力な熱風循環装置を備えており、PCBの隅々まで熱が均一に分布することを確保することができる。
•赤外線加熱は赤外線の放射特性を利用して、PCBと部品に直接熱を伝達する。この方法は加熱速度が速いが、赤外線源の分布が均一でないとPCBが局所的に過熱する可能性がある。そのため、一部のハイエンドのリフロー溶接装置では、赤外線加熱と熱風加熱を組み合わせて、最適な加熱効果を達成します。
トランスファシステム
•転送システムは、PCBを設定した速度と方向にリフロー炉を通過する責任がある。搬送速度の安定性と正確性は溶接品質に大きな影響を与える。一般に、搬送速度は異なる生産リズムと溶接要求に適応するために一定の範囲内で調整することができる。
•搬送レールの幅はPCBのサイズに合わせて調整することもできます。同時に、転送中にPCBがずれてしまうのを防止するために、転送システムには位置決め装置が装備されており、PCBが各加熱領域と溶接領域を正確に通過できることを確保している。
温度制御システム
•温度制御システムはリフロー炉の重要な部分である。加熱ゾーンとPCBの近くに設置された温度センサによってリアルタイムで温度を監視し、予め設定された温度曲線に基づいて加熱システムの電力を制御することで、温度の正確な制御を実現します。
•先進的な温度制御システムは温度曲線のプログラミングと記憶を実現でき、ユーザーが異なる溶接プロセスの要求に応じて呼び出すのに便利である。また、品質トレーサビリティとプロセス最適化のために温度データを記録し、分析することもできます。
つうふうシステム
•リフローはんだ付けの過程で、はんだペースト中の溶媒揮発物、フラックス揮発物などの有害ガスが発生する。換気システムの役割は、これらの有害ガスを速やかに炉外に排出するとともに、炉内の空気の流通を維持し、溶接環境の安定を確保することである。
•通風システムは一般的に、送風機、通風ダクト、フィルタ装置を含む。ろ過装置は一部の有害粒子と異臭をろ過し、環境への汚染を減らすことができる。
つうふうシステム
•リフローはんだ付けの過程で、はんだペースト中の溶媒揮発物、フラックス揮発物などの有害ガスが発生する。換気システムの役割は、これらの有害ガスを速やかに炉外に排出するとともに、炉内の空気の流通を維持し、溶接環境の安定を確保することである。
•通風システムは一般的に、送風機、通風ダクト、フィルタ装置を含む。ろ過装置は一部の有害粒子と異臭をろ過し、環境への汚染を減らすことができる。
三、リフロー溶接の利点
高精度溶接
•非常に正確な溶接を実現することができ、0201（英国製、長さ0.02インチ、幅0.01インチ）パッケージの抵抗、容量などの微小な表面実装部品に対して、リフロー溶接は良好な溶接品質を保証することができる。これは、リフロー溶接の温度と時間の制御が比較的正確であり、半田ペーストを適切な条件下で溶融と凝固させ、高品質の半田スポットを形成することができるからである。
高い生産性
•リフロー溶接は自動化度の高い溶接方式であり、連続的な量産を実現することができる。手作業溶接に比べて溶接速度が速く、大量のPCBの溶接を短時間で完了することができる。例えば、近代化された電子生産ラインでは、リフロー炉は1時間に数十個以上のPCBを処理することができ、生産効率を大幅に向上させることができる。
良好な溶接品質の一致性
•溶接プロセス全体は制御された環境下で行われ、正確な温度制御と安定した伝送システムによって溶接パラメータの一致性を保証することができるため、リフロー溶接は各溶接点の品質が安定していることを保証することができる。これは、スマートフォン、コンピュータボードなどの電子製品の生産など、大規模で高品質な電子製品を生産するために重要です。
