リフロー炉
リフロー炉とは
リフロー オーブンは、表面実装技術 (SMT) を使用して電子部品をプリント基板 (PCB) に実装するために使用される電子加熱装置です。電子機器製造業界は、電子デバイスの構造が簡単になるという利点があるため、SMT を業界標準として維持しています。リフロー炉はさまざまなサイズとタイプがあります。市販のリフローオーブンの価格は数千ドルから数万ドルの範囲です。自家製リフローオーブンを構築するオプションによりコストが削減されます。ただし、機能と耐久性の両方が制限されます。
リフローオーブンの発明により、電子部品をプリント回路基板に手動ではんだ付けする際に過剰な時間がかかるという問題が解決されました。最新の対流リフロー オーブンは高い熱伝達効率を特徴としており、以前のモデルに比べてプロファイルが短く、より安定した均一な加熱が可能になります。
リフロー炉のメリット
正確な温度制御
より多くの温度ゾーンにより、はんだ付けプロセス中の加熱速度と冷却速度をより細かく制御できます。この精度により、敏感な部品や PCB に損傷を与えることなく、コンポーネントが正しくはんだ付けされることが保証されます。
均一加熱
10 の温度ゾーンにより、熱分布が非常に均一になり、コンポーネントや PCB への熱ストレスのリスクが軽減されます。これにより、はんだ接合部の亀裂や剥離などの欠陥を防ぐことができます。
多用途性
さまざまなコンポーネントや PCB には、特定のはんだ付けプロファイルが必要な場合があります。温度ゾーンが増えると、さまざまなはんだ付けのニーズに合わせてカスタム プロファイルを作成する際の柔軟性が高まります。
強化されたプロセス制御
各ゾーンは必要に応じて個別に制御、監視、調整できるため、より厳密なプロセス制御と一貫した結果が得られます。これにより、欠陥が最小限に抑えられ、製品全体の品質が向上します。
エネルギー効率
加熱および冷却段階の制御が改善され、加熱要素が最適化され、不必要な電力消費が削減されるため、エネルギーが節約されます。
ダウンタイムの削減
温度ゾーンの数が増えると、温度移行に必要な時間が短縮され、生産サイクルが短縮され、ダウンタイムが削減されます。
私たちを選ぶ理由
販売市場
当社は、米国、韓国、インド、ドイツ、トルコをはじめ、その他 20 か国以上で大きな市場シェアを誇っています。インド (デリー、ムンバイ、ダマン)、トルコ、エジプトなどの現地エンジニアが優れた利便性を提供します。
技術特許
私たちは専門的かつ効率的な技術開発と革新に重点を置いています。当社は 9 件の発明特許、112 件の実用特許、および 12 件のソフトウェア著作権を保有しています。さらに、ETON は 250、000 CPH の速度が可能な最速の自動ピックアンドプレース マシンを発明しました。
私たちの証明書
当社には、CE 証明書、CCC 証明書、SIRA 証明書など、いくつかの重要な証明書があります。これらの各証明書は、品質と安全性に対する当社の取り組みを示しています。
当社のサービス
ETON は、プリセール、オンセール、アフターセールス、テクニカル サポートなどの包括的なサービスを提供します。当社のプロフェッショナルサービスチームには豊富な経験があり、お客様の質問に確実に対応します。私たちは常にあなたに最高のサポートを提供できるよう努めます!
リフロー炉の種類
赤外線 (IR) オーブン
赤外線オーブンは、赤外線を使用して PCB アセンブリを加熱します。この高効率な加熱方法により、エネルギーがはんだペーストとコンポーネントに直接伝達され、迅速な加熱プロセスが実現します。ただし、IR オーブンでは、さまざまな材料の吸収特性により加熱が不均一になる可能性があり、PCB アセンブリ全体で温度変動が生じる可能性があります。赤外線オーブンは通常、対流式オーブンよりも安価ですが、加熱が不均一になる可能性があるため、現代の電子機器製造ではあまり使用されていません。
対流式オーブン
対流オーブンは加熱された空気を使用して熱を PCB アセンブリに伝達します。これらのオーブンはさらに、強制空気対流オーブンと気相リフロー オーブンの 2 つのサブカテゴリーに分類できます。強制空気対流オーブンは、ファンを使用して PCB アセンブリの周囲に熱風を循環させ、均一な加熱を提供し、温度変動のリスクを最小限に抑えます。気相リフロー オーブンは、高沸点の特殊な液体などの伝熱媒体を使用して、PCB アセンブリを均一に加熱します。液体が蒸発すると熱が PCB アセンブリに伝達され、その結果、高度に制御された均一な加熱プロセスが実現します。対流式オーブンは一般に IR オーブンよりも高価ですが、優れた温度制御と均一な加熱が可能なため、現代の電子機器製造に好まれています。
リフロー炉の選び方
見た目とボリュームを見てください。
リフロー炉は高温作用による表面はんだ付けです。 PCB をリフロー炉に長く入れるほど、はんだ付けの効果は向上します。したがって、リフロー炉の容積が大きくなるほど、加熱ゾーンは長くなります。
内タンクを見てください。
生産プロセスの改善と継続的な革新を経て、国内のリフロー炉はすでにかなりの技術的基盤を備えていますが、炉ライナーなどの優れた製品のコストは上昇する必要があります。以下の ETA Lyra リフロー オーブンの内部タンクの写真をご覧ください。
加熱部分を見てください。
蓋を持ち上げて上部の炉を開けるだけです。発熱体が見えます。一般に、小型で経済的なリフローオーブンは、熱を発生させるために加熱チューブを使用するため、外形サイズによって制限されます。加熱管には 2 つのタイプがあります。1 つはヒートシンク付き、もう 1 つは研磨ロッド付きです。
伝送と輸送の状況を見てください。
リフロー炉の工程も丁寧に行われています。動作中、メッシュベルトは非常に安定しており、ぐらつきません。コンベアが振動すると、はんだ接合部のズレや吊り橋、冷間圧接などの溶接不良の原因となります。
電子 PCB 基板、シートおよびエレメントの外観は継続的に小型化する必要があるため、従来の溶接方法ではニーズを満たすことができなくなっています。ハイブリッド集積回路基板アセンブリでは、リフローはんだ付けが採用され、アセンブリ溶接部品は主にチップコンデンサ、チップインダクタ、SMTトランジスタ、ダイオードなどであり、SMTの発展に伴い全体の技術が向上し、SMT部品にはさまざまなSMT部品が登場し、 SMT技術の一部として、リフローはんだ付けプロセス技術と装置はそれに対応するように拡張され、その用途はますます広くなり、ほぼすべての電子製品の分野に適用されています。
リフローはんだ付けは、PCB はんだパッド上に事前に分散されたペーストはんだを再溶融することにより、表面実装コンポーネントのはんだ端またはピンと PCB はんだパッドの間の機械的および電気的接続を実現します。リフローはんだ付けはコンポーネントを PCB 基板に溶接することであり、リフローはんだ付けはデバイスを表面実装することです。リフローはんだ付けは、はんだ接合部上の熱風流の役割に基づいており、SMD溶接を達成するための物理的反応の下で固定された高温気流内のコロイドフラックスが発生します。溶接機内をガスが循環して高温になるため、「リフローはんだ付け」と呼ばれています。
はんだペーストの塗布
はんだ合金粒子とフラックスの混合物であるはんだペーストは、コンポーネントが取り付けられる PCB 上のパッドに塗布されます。
コンポーネントの配置
抵抗器、コンデンサ、集積回路、その他の電子部品などの表面実装部品は、PCB 上のはんだペースト上に配置されます。
予熱
コンポーネントを備えた PCB はリフローオーブンで徐々に加熱されます。この予熱段階は、はんだペーストから水分や溶剤を除去し、アセンブリをはんだ付けする準備をするのに役立ちます。
はんだ付け
アセンブリがリフロー オーブンを通過するにつれて、さまざまな温度ゾーンを通過します。最終的にはリフロー ゾーンに到達し、そこではんだペーストが溶けて、コンポーネントのリード/パッドと PCB の間に確実な接続が形成されます。
冷却
はんだ付け後、アセンブリはリフローオーブンの冷却ゾーンを通過し続け、はんだが固化して電気接続が形成されます。
リフローオーブンの 5 つの段階
最初の最も長い段階は回路の予熱であり、回路を所定の温度までゆっくりと上げる必要があります。熱分布は均一でなければなりません。均一でないと基板が歪む可能性があります。温度は 1 秒あたり華氏約 3-5 度しか上昇しないため、この段階は数分間続くことがあります。
希望の予熱点に達すると、基板は 2 番目のチャンバーに移動し、その温度で 60-120 秒間熱浸漬されます。これにより均一な熱分布が保証されるだけでなく、はんだペースト内の化学物質が活性化され、はんだがマイクロビーズになるのを防ぎます。
リフローはんだ付けプロセスの中心はここで行われ、回路基板が最高温度まで急速に加熱されてはんだが完全に溶けて回路基板に接着されます。ここではいくつかの加熱方法を使用できますが、依然として従来の対流ベーキングが最も一般的です。
4 番目のチャンバーは基板を急速に冷却し、温度を華氏 86 度まで下げます。冷却は加熱よりも速く、急速に冷却するとはんだの結晶構造の形成が促進され、下にある基板との優れた接合が形成されます。
すべての製造センターに洗浄プロセスが含まれているわけではありませんが、含めるべきです。現在では、IPC などの標準化機関によって一般的に受け入れられています。ほとんどのはんだペーストは、「きれいではない」と考えられるものであっても、化学残留物を残します。さらに、製造プロセス中に微細な砂がボード上に侵入した可能性があります。
リフロー オーブン:主な機能と考慮事項
01
温度プロファイル制御
リフロー オーブンは複数の加熱ゾーンを通じて正確な温度制御を提供するため、メーカーはさまざまなはんだペースト、コンポーネント、PCB 設計に合わせてカスタマイズされた温度プロファイルを作成できます。
02
雰囲気制御
一部のリフローオーブンには、窒素ガスを導入するなどしてオーブン内の雰囲気を制御するオプションが備わっています。これは、特に敏感なコンポーネントや鉛フリーはんだ付けプロセスの場合、酸化を軽減し、はんだ接合の品質を向上させるのに役立ちます。
03
コンベア速度制御
コンベアシステムの速度を調整してはんだ付けプロセスを最適化し、適切な加熱と各ゾーンでの適切な時間を確保し、トゥームストーンやはんだブリッジなどの欠陥を回避できます。
04
熱プロファイリング
メーカーは多くの場合、熱プロファイリング システムを使用して、リフロー オーブンを通過する際の PCB の温度特性を監視および分析します。このデータは、プロセスの一貫性を確保し、潜在的な問題を特定し、はんだ接合の品質を向上させるためにリフロー プロファイルを最適化するのに役立ちます。
はんだペースト
はんだ付けが必要な基板にはんだペーストを塗布します。はんだペーストは、はんだ付けに必要な領域にのみ追加してください。ソルダーマスクやソルダーペーストマシンを使用して、必要な部分のみに塗布できます。
選んで配置する
基板にはんだペーストを塗布し、必要な部品を配置します。精度が必要で手動配置ができない場合は、ピック アンド プレイス マシンを使用してください。
リフローはんだ付けステージ
リフローはんだ付け段階は、温度変化によりいくつかの個別のステップで構成されます。リフロートンネルの温度を適切に制御することで、はんだ接合部が適切に取り付けられるようになります。以下の 4 つのステージが使用されます。
予熱
ボードを必要な温度に加熱します。熱を加えすぎると、基板が熱応力によって損傷する可能性があります。赤外線はんだ付けの場合、温度上昇率は2～3℃です。場合によっては、摂氏 1 度あたりまでの温度上昇率を使用することもできます。
サーマルソーク
この次の段階は、基板の温度がサーマル ソーク領域に入るときです。ここでは、すべての領域が均等に加熱されるように温度を維持します。もう 1 つは、はんだペーストを除去することです。熱が維持されないと、シャドーイング効果が発生する可能性があります。
リフロー
リフローは、はんだ付けの最高温度 (鉛フリー (Sn/Ag) はんだの場合は 240 ～ 250 ℃) に達したときに発生します。その後、はんだが溶けてはんだ接合部が形成されます。このリフロープロセスには、金属が接合する部分の表面張力を低下させるフラックスが含まれます。これにより冶金学的結合が達成され、個々のはんだ粉末が結合して溶けることが可能になります。
冷却
冷却は、基板やコンポーネントに損傷を与えたりストレスをかけたりしない方法で、リフロープロセスの直後に行われます。完成後、適切に冷却することで過剰な金属間化合物の形成や熱衝撃を防ぎます。これらの一般的な温度の範囲は摂氏 30-100 度です。これらの温度により冷却速度が速くなり、確実なはんだが形成され、機械的に安全な接合が提供されます。
リフロー炉
リフロー炉は、PCB アセンブリの生産に使用される大型の機械です。多くの種類のリフロー オーブンは、大規模なアセンブリと小規模なアセンブリの両方にはんだ付け機能を提供します。プロトタイプおよびリワーク領域には、小型のリフロー装置を使用できます。オーブンはその設計により、狭い作業エリアでもうまく機能します。
PCB/コンポーネントのフットプリント設計
PCB/コンポーネントのフットプリント設計は、アセンブリのリフローの程度に影響します。トラックのサイズはコンポーネントの設置面積に関係します。コンポーネントの設置面積の片側のサイズが異なる場合、熱の不均衡が発生します。 PCB 設計でより大きな銅領域が使用される場合、銅のバランスが発生する可能性があります。製造プロセスを支援するために、PCB をパネルに組み込むことができますが、これにより銅の不均衡が生じる可能性があります。
リフロー炉使用時の安全上の注意
安全保護作業服を着用してください
装置を操作または保守するときは、必ず安全保護作業服を着用してください。
メンテナンスのため電源とエアの供給を停止します
メンテナンスを行う前に、装置の電源を切り、空気の供給を遮断してください。
輸送中の安定性
輸送中は、急激な動きにより機器が損傷する可能性があるため、揺れや振動に注意してください。
安全スイッチの任意の解除はありません
安全スイッチを勝手にキャンセルしたり、機械の安全機能を損なったりしないでください。
警告ラベルの遵守
すべての警告ラベルに細心の注意を払い、機器上で警告ラベルを無作為に再配置しないでください。
故障時の運転禁止
装置に欠陥や危険が隠れている状態で操作してはなりません。
配線または断線による電源遮断
配線や取り外しの作業は電源を切ってから行ってください。
機器の移動のための電源切断とプラグの取り外し
装置を移動する場合は、必ず電源が切れていることを確認し、電源プラグを抜いてください。
高電圧コンポーネントに関する注意
Ser シリーズ リフロー オーブン内の高電圧コンポーネントには細心の注意を払ってください。重大な危害や死亡事故を防ぐため、操作中は直接接触を避けてください。
リフロー炉メンテナンス時の保護
リフロー炉内の断熱材はメンテナンス時のみ露出します。繊維を吸い込まないよう注意し、保護マスク、手袋、作業服の使用などの安全対策を順守してください。
可動部品に触れないようにする
運転中はチェーン、スプロケット、プーリーなどの可動部には触れないでください。メンテナンス中は可動部品を慎重に取り扱い、可能な限り電源を切ってください。
発熱体に関する注意
火傷やその他の潜在的な結果を防ぐために、発熱体に直接触れないよう注意してください。
リフロー炉市場の動向と開発の方向性は？
熱均一性の向上
リフローオーブンの性能において最も重要な特徴の 1 つは、熱均一性です。オーブン技術の進歩により、チャンバー内の熱分布が改善され、PCB 全体にわたって一貫したはんだ付け品質が保証されます。メーカーは、より正確な温度制御を実現するために加熱技術を継続的に改良しています。これは、今日使用されているますます複雑化および小型化した電子部品にとって不可欠です。
スマートテクノロジーの統合
リフロー炉ではスマートなテクノロジーの統合が一般的になってきており、はんだ付けプロセスのリアルタイム監視や制御などの機能が可能になります。これらのスマート オーブンには、リモート診断、調整、データ分析を可能にするセンサーと接続テクノロジーが装備されています。これにより、はんだ付けプロセスの信頼性と効率が向上するだけでなく、ダウンタイムとメンテナンスコストの削減にも役立ちます。
エネルギー効率に重点を置く
エネルギー効率はあらゆる業界で重要な傾向にあり、リフロー オーブン市場も例外ではありません。新しいモデルは、高性能を維持しながら消費電力を削減するように設計されています。これは、絶縁の改善、より効率的な発熱体、各 PCB の特定の要件に従って加熱プロファイルを最適化する高度なソフトウェアによって実現されます。エネルギー効率の高いリフローオーブンは、運用コストを削減するだけでなく、環境フットプリントの削減にも貢献します。
鉛フリーおよびグリーンはんだ付けプロセス
環境規制とグリーン製造プロセスへの需要の高まりにより、鉛フリーはんだ材料の採用が進んでいます。リフローオーブンは、鉛フリーはんだが正しく流れるために必要な高温に到達できなければなりません。したがって、メーカーは、コンポーネントや基板自体の完全性を損なうことなく、このような高温で動作できるオーブンを開発しています。
窒素雰囲気の使用
リフロー炉で窒素雰囲気を使用することは増加傾向にあり、はんだ付けプロセス中の酸化を低減することではんだ付け品質の向上に役立ちます。窒素リフローオーブンは、より高品質のはんだ接合を生成し、はんだ欠陥の発生を減らすことができます。この傾向は、自動車産業や航空宇宙産業で使用されるような信頼性の高いエレクトロニクスの製造にとって特に重要です。
コンパクトなモジュール設計
電子製造施設はスペースの制約に直面することが多いため、より小規模な生産ラインに適合できるコンパクトなリフロー オーブンの需要が高まっています。モジュール設計も一般的になってきており、メーカーはモジュールを追加することで生産能力を簡単に拡張または変更できます。これらのスペース効率が高く拡張性の高いソリューションは、変化する生産需要に迅速に適応する必要があるメーカーにとって理想的です。
搬送機構の進化
リフローオーブン内のコンベアシステムは、加熱ゾーンを通る PCB のシームレスな搬送にとって非常に重要です。最近の技術革新は、複数の基板サイズをより効率的かつ高精度に処理できるように、これらのメカニズムを改善することに重点を置いています。高度なコンベア システムは、基板の反りを最小限に抑え、熱に均一にさらされるように設計されています。これは、複雑な基板や実装密度の高い基板にとって特に重要です。
深センイートン自動化機器有限公司は、SMT 高速ピック アンド プレース マシンおよび SMT 周辺オートメーション機器の研究開発、生産、販売、サービスに重点を置いた大手製造およびプロセス ソリューション プロバイダーです。 ETONは、SMT高速ピックアンドプレース機部門、精密ソルダーペーストステンシル印刷機部門、高速精密塗布装置部門、SMT周辺自動化装置部門を擁しています。 ETON は、9 件の発明特許、112 件の実用特許、12 件のソフトウェア著作権を含む、多数の知的財産技術を取得しています。
私たちの証明書
CE 証明書、CCC 証明書、SIRA 証明書
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よくある質問
当社は、中国の大手リフロー オーブン メーカーおよびサプライヤーの 1 つとしてよく知られています。高品質のリフローオーブンを競争力のある価格で購入したい場合は、当社の工場から見積もりを取得することを歓迎します。
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