Hàn sóng là gì? Các kỹ thuật hàn sóng trong sản xuất điện tử?

Hàn sóng là một quy trình quan trọng và phổ biến trong sản xuất điện tử, nhằm kết nối các linh kiện điện tử với bảng mạch in một cách hiệu quả. Trong bài viết này, cùng RX Tradex đi sâu tìm hiểu về khái niệm hàn sóng là gì và các kỹ thuật hàn sóng trong sản xuất điện tử hiện nay. 

1. Hàn sóng là gì?

Hàn sóng là một phương pháp quan trọng trong sản xuất điện tử, được sử dụng để kết nối các linh kiện điện tử với bảng mạch in (PCB) bằng cách sử dụng nhiệt độ cao để tan chảy hàn và tạo ra kết nối điện dẫn. Quá trình này được thực hiện dưới lớp chất hàn nóng chảy, tạo ra một dòng sóng hàn. 

Hàn sóng được sử dụng phổ biến trong việc kết nối cả linh kiện xuyên lỗ và linh kiện gắn trên bề mặt của bảng mạch in. Trong trường hợp linh kiện xuyên lỗ, các linh kiện được đặt vào vị trí trên bảng mạch in và sau đó bảng mạch được đưa qua sóng hàn để hàn chúng vào bảng mạch.

2. Các kỹ thuật hàn sóng trong sản xuất điện tử hiện nay

2.1. Hàn sóng bằng sóng chì

Hàn sóng bằng sóng chì được xem là một trong những phương pháp hàn truyền thống và phổ biến nhất trong sản xuất điện tử, đặc biệt trong việc kết nối các linh kiện có chân thông qua lỗ đeo mạch in. Quá trình hàn này được sử dụng để kết nối các linh kiện điện tử với mạch in PCB.

Nguyên lý của kỹ thuật hàn sóng bằng sóng chì được thực hiện dựa vào một lớp hợp kim chứa chì và các kim loại khác được nung chảy để tạo thành một dòng chảy lỏng, gọi là “sóng chì”. Các linh kiện điện tử được đặt trên bề mặt của PCB và được đưa qua sóng chì nóng. Do nhiệt độ cao, sóng chì tan chảy và tạo ra các kết nối dẫn điện chắc chắn giữa linh kiện và mạch in.

Quy trình hàn sóng bằng sóng chì thường được thực hiện trong một môi trường bảo vệ hoặc dưới lớp flux (hồ quang) để ngăn ngừa oxi hóa và bảo vệ bề mặt của PCB và linh kiện. Sau khi hoàn thành quá trình hàn sóng, mạch in PCB thường được làm mát và làm sạch để loại bỏ dư lượng chì và hồ quang.

2.2. Hàn sóng bằng hồ quang

Hàn sóng bằng hồ quang, hay còn được gọi là hàn sóng bằng sóng cảm ứng. Trái ngược với phương pháp hàn sóng bằng sóng chì, phương pháp này không sử dụng chì để tạo ra kết nối, mà thay vào đó, sử dụng một hồ quang (flux) và sóng nhiệt từ một bức xạ cảm ứng để nung chảy các liên kết kim loại.

Quy trình này sử dụng một lớp hồ quang lên các bề mặt cần được hàn của PCB và các linh kiện điện tử. Khi mạch in và linh kiện được đặt chính xác, chúng được đưa qua một vùng nhiệt độ cao tạo ra bởi một bức xạ cảm ứng, thường là từ một sóng điện từ hoặc làm từ dây sợi gây kích hoạt hồ quang, làm cho chúng tan chảy và tạo ra một môi trường lỏng giúp các liên kết kim loại nung chảy và kết nối với nhau.

Một trong những ưu điểm lớn của hàn sóng bằng hồ quang là khả năng hàn các linh kiện có kích thước nhỏ hoặc có cấu trúc phức tạp mà không cần sử dụng chì, từ đó giảm thiểu hoặc loại bỏ hoàn toàn rủi ro về chì. Ngoài ra, việc sử dụng hồ quang giúp loại bỏ các tác nhân gây ô nhiễm môi trường từ chì và giảm thiểu hậu quả khí thải có hại cho sức khỏe con người và môi trường.

Tuy nhiên, hàn sóng bằng hồ quang cũng có một số hạn chế, bao gồm khả năng kiểm soát nhiệt độ và thời gian tiếp xúc không linh hoạt như hàn sóng bằng chì, và đôi khi có thể yêu cầu các quy trình làm mát và làm sạch phức tạp hơn sau khi hoàn thành quá trình hàn.

2.3. Hàn sóng bằng laser

Hàn sóng bằng laser là một phương pháp hàn được thực hiện bằng cách sử dụng tia laser để tạo ra nhiệt độ cao tại điểm hàn. Phương pháp này thường được sử dụng để hàn các linh kiện có kích thước nhỏ và độ chính xác cao, đồng thời cung cấp khả năng kiểm soát cao về độ sâu và độ rộng của điểm hàn.

Quy trình hàn sóng bằng laser được thực hiện bằng cách sử dụng một máy phát laser để tạo ra tia laser có độ tập trung cao và năng lượng đủ để nung chảy các liên kết kim loại. Khi tia laser được hướng vào vị trí cần hàn, nó tạo ra nhiệt độ cao tại điểm tiếp xúc, làm cho các vật liệu nung chảy và kết nối với nhau.

Một số ưu điểm của hàn sóng bằng laser bao gồm:

• Độ chính xác cao: Laser có thể được điều chỉnh để tạo ra các điểm hàn với kích thước và hình dạng chính xác, phù hợp với yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng.
• Khả năng hàn các linh kiện nhỏ: Do độ tập trung cao của tia laser, phương pháp này thích hợp cho việc hàn các linh kiện có kích thước nhỏ và độ chính xác cao như chip và vi mạch tích hợp.
• Kiểm soát nhiệt độ: Laser có thể được kiểm soát chính xác để tạo ra nhiệt độ cần thiết cho quá trình hàn, giúp đảm bảo sự ổn định và đồng đều của kết nối.

Tuy nhiên, cũng có một số hạn chế cần xem xét khi sử dụng phương pháp hàn sóng bằng laser, bao gồm chi phí thiết bị cao, đặc biệt là cho các ứng dụng sản xuất hàng loạt, cũng như khả năng ảnh hưởng của ánh sáng laser đến các vật liệu nhạy cảm. Đối với một số vật liệu, như các vật liệu dẫn điện tốt, có thể cần sử dụng chất kết dính hoặc hồ quang để giảm thiểu tác động của tia laser lên môi trường xung quanh.

2.4. Hàn sóng bằng cảm biến nhiệt

Hàn sóng bằng cảm biến nhiệt là một phương pháp sử dụng cảm biến nhiệt để đo và kiểm soát nhiệt độ trong quá trình hàn sóng. Các cảm biến nhiệt được đặt ở các vị trí chiến lược trên bề mặt bảng mạch in (PCB) hoặc gần các linh kiện cần hà giúp đo lường nhiệt độ hiện tại và điều chỉnh các thông số của quá trình hàn nhằm đảm bảo nhiệt độ đạt mức cần thiết để hàn mạch và linh kiện một cách chính xác và ổn định.

Sử dụng cảm biến nhiệt trong quá trình hàn sóng giúp điều chỉnh và kiểm soát nhiệt độ một cách tự động và chính xác, giảm thiểu nguy cơ hỏng hóc và đảm bảo chất lượng của sản phẩm cuối cùng.

3. Tại sao hàn sóng quan trọng trong sản xuất điện tử?

Hàn sóng là một phương pháp hàn quan trọng trong sản xuất điện tử với nhiều ưu điểm đáng chú ý có thể kể đến như việc mang lại hiệu suất cao trong quá trình kết nối các linh kiện điện tử, giúp tăng cường độ tin cậy và hiệu suất của sản phẩm. Bên cạnh đó, phương pháp hàn này cũng giúp tiết kiệm chi phí lao động và thời gian sản xuất, từ đó nâng cao năng suất và giảm chi phí.

Hàn sóng cũng đảm bảo độ tin cậy cao cho các kết nối điện tử, giúp sản phẩm vận hành ổn định và bền vững. Khả năng xử lý linh hoạt của hàn sóng cho phép kết nối các linh kiện điện tử có kích thước và hình dạng đa dạng, từ đơn giản đến phức tạp. Đồng thời, việc sử dụng hàn sóng cũng giúp bảo vệ môi trường làm việc và con người bởi không tạo ra khói, bụi và chất thải độc hại.

4. Tổng kết

Với bài viết trên đây, RX Tradex đã đưa ra một cái nhìn tổng quan về hàn sóng là gì trong và các kỹ thuật hàn sóng phổ biến hiện nay. Để không bỏ lỡ các xu hướng và kiến thức sản xuất hàng đầu trong ngành, quý doanh nghiệp có thể tham gia sự kiện NEPCON Việt Nam để có cơ hội khám phá những xu hướng mới nhất trong ngành sản xuất điện tử, cập nhật các sản phẩm và thiết bị công nghiệp mới và cùng tham gia các buổi hội thảo công nghệ, trình diễn sản phẩm tiêu biểu trong ngành.