Tìm hiểu về hàn sóng Wave Soldering

Hàn sóng là một kỹ thuật hàn quan trọng trong công nghiệp sản xuất điện tử, đặc biệt được sử dụng để gắn kết linh kiện xuyên lỗ (THT – Through-Hole Technology) với bảng mạch in (PCB – Printed Circuit Board). Kỹ thuật này xuất hiện từ lâu và vẫn được ứng dụng phổ biến trong các dây chuyền sản xuất lớn nhờ tính tự động hóa cao, tốc độ nhanh và chi phí hợp lý.

Hàn Sóng Là Gì?

Hàn sóng là một phương pháp hàn trong đó bảng mạch in (PCB) đã lắp các linh kiện được di chuyển qua một làn sóng hàn nóng chảy liên tục. Sóng hàn này được tạo ra bằng cách bơm hàn nóng chảy từ bể chứa và giữ nó ở nhiệt độ cao.

Khi mặt dưới của PCB tiếp xúc với sóng hàn, các chân linh kiện xuyên lỗ được nhúng vào chất hàn nóng chảy, tạo nên mối hàn chắc chắn giữa chân linh kiện và pad đồng trên PCB.

Hàn sóng thường được sử dụng trong sản xuất hàng loạt nhờ tính đồng đều và tốc độ cao. Kỹ thuật này chủ yếu áp dụng cho các linh kiện xuyên lỗ, như:

• Điện trở
• Tụ điện
• Đầu nối
• Các thiết bị công suất lớn

Mục Đích và Vai Trò Của Hàn Sóng

Mục đích chính của kỹ thuật hàn sóng là tạo các kết nối cơ học và điện ổn định giữa linh kiện và bảng mạch. Đây là phương pháp hiệu quả trong quy trình sản xuất công nghiệp, đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng khắt khe với chi phí hợp lý.

Vai trò của hàn sóng:

1. Tăng năng suất sản xuất: Quá trình tự động hóa giúp giảm thời gian và công sức.
2. Đảm bảo chất lượng mối hàn: Tạo ra các mối hàn đồng nhất, giảm thiểu lỗi kỹ thuật.
3. Tiết kiệm chi phí: Giảm giá thành trong sản xuất hàng loạt.
4. Hỗ trợ linh kiện xuyên lỗ: Duy trì khả năng kết nối chắc chắn với các linh kiện có kích thước lớn.

Quy Trình Hàn Sóng

Quy trình hàn sóng bao gồm các bước chính sau:

1. Chuẩn Bị PCB và Linh Kiện

• Linh kiện xuyên lỗ được lắp đặt lên bảng mạch theo đúng thiết kế.
• Bảng mạch được cố định để đảm bảo linh kiện không bị xê dịch trong quá trình hàn.

2. Áp Dụng Chất Hoạt Hóa (Flux)

• Flux là chất hóa học giúp loại bỏ các lớp oxit trên bề mặt đồng của PCB và chân linh kiện.
• Flux còn giúp cải thiện độ bám dính của chất hàn, giảm thiểu lỗi như hàn không ăn hoặc tạo cầu hàn.

3. Gia Nhiệt Trước (Preheating)

• PCB được gia nhiệt từ từ để tránh sốc nhiệt khi tiếp xúc với chất hàn nóng chảy.
• Giai đoạn này cũng giúp bay hơi bớt phần dung môi trong flux và làm khô bảng mạch.

4. Hàn Sóng

• PCB được di chuyển qua bể hàn nóng chảy, nơi chất hàn tạo thành sóng liên tục.
• Các mối hàn được hình thành khi chân linh kiện tiếp xúc với chất hàn.

5. Làm Mát

• Sau khi hàn, PCB được làm mát để cố định các mối hàn và đảm bảo độ bền cơ học.

Ưu Điểm Của Hàn Sóng

1. Tăng Năng Suất: Xử lý nhiều PCB trong thời gian ngắn.
2. Chất Lượng Cao: Các mối hàn có độ đồng đều và ổn định cao.
3. Chi Phí Thấp: Phù hợp với sản xuất hàng loạt, giảm chi phí lao động.
4. Hiệu Quả Với Linh Kiện Lớn: Đặc biệt thích hợp với linh kiện xuyên lỗ.

Nhược Điểm Của Hàn Sóng

1. Không Phù Hợp Với Linh Kiện Gắn Bề Mặt (SMT): Khó đáp ứng yêu cầu với các linh kiện nhỏ và phức tạp.
2. Tiêu Tốn Năng Lượng: Bể hàn cần được duy trì ở nhiệt độ cao liên tục.
3. Yêu Cầu Bảo Trì Định Kỳ: Hệ thống hàn sóng cần được vệ sinh và bảo dưỡng để đảm bảo hoạt động ổn định.

So Sánh Hàn Sóng và Hàn Chảy Lại (Reflow Soldering)

Ứng Dụng Của Hàn Sóng

• Thiết bị điện tử công nghiệp: Máy móc, bộ điều khiển công nghiệp.
• Sản xuất hàng tiêu dùng: TV, radio, máy giặt, thiết bị dân dụng.
• Lĩnh vực ô tô: Bảng điều khiển và các hệ thống điện trong xe.
• Quốc phòng và viễn thông: Các thiết bị điện tử lớn cần độ bền cao.

Kết Luận

Hàn sóng là một kỹ thuật hàn truyền thống nhưng vẫn đóng vai trò không thể thay thế trong sản xuất công nghiệp, đặc biệt với các linh kiện xuyên lỗ. Với ưu điểm về năng suất và chi phí thấp, hàn sóng vẫn là lựa chọn hàng đầu trong sản xuất hàng loạt.

Việc hiểu rõ quy trình, ưu nhược điểm và ứng dụng của hàn sóng sẽ giúp các kỹ sư và nhà sản xuất điện tử lựa chọn được phương pháp hàn phù hợp, đáp ứng yêu cầu về chất lượng và hiệu quả sản xuất.