We kunnen geassembleerde printplaten (Printed Circuit Boards Assemblies (PCBA’s)) Reflow-solderen door gebruik te maken van convectieovens, infrarood ovens maar ook doormiddel van Vapor Phase ovens. Deze laatste zien we vaak bij bedrijven die prototypes maken of veel verschillende soorten PCBA’s produceren.
Bij het Vapor-Phase (dampfase) solderen gebruikt men de condenserende damp van een kokende vloeistof om de printplaat (PCB), componenten en soldeerpasta te verwarmen tot boven het smeltpunt van de Reflow-temperatuur. Dit is de temperatuur net boven het smeltpunt van de soldeerpasta.
Vapor Phase temperatuur voorbeeld loodvrij
In principe werkt dit als volgt: de PCBA wordt in de damp over de kokende vloeistof neergelaten met behulp van ofwel een lift ofwel een transportband, waar deze verblijft totdat Reflow bereikt is. Na Reflow wordt de PCBA via het transportsysteem of de lift verwijderd uit de damp waarna de soldeerverbinding zal stollen en de PCBA verder zal afkoelen. Deze laatste stap kan ook geregeld worden met de besturing van het verwarmingselement.
Vapor Phase-solderen wordt gebruikt voor zowel SMD als PTH (Plated Through Hole) toepassingen en is oorspronkelijk ontwikkeld voor het solderen van backplane-printplaten met behulp van soldeer preforms. De aangebrachte pasta op het doorgemetalliseerde gat is vaak te weinig om de hele doormetallisering te vullen met soldeer. Er wordt aan de bovenkant een soldeer preform bij de pasta gelegd om de juiste soldeerhoeveelheid te krijgen zodat het gat welgevuld is en de tin langs de uitloper uitvloeit.
Het grote voordeel van Vapor-Phase solderen is dat men de componenten en PCB niet kan oververhitten. De maximale temperatuur is het kookpunt van de gebruikte vloeistof. Voor loodvrij solderen heeft men vloeistoffen ontwikkeld met een kookpunt van 235C° tot en met 250C°. Deze vloeistoffen kunnen gebruikt worden voor de normale loodvrij legeringen.
Een nadeel van de eerste Vapor-Phase machines was dat men niet veel kon regelen. Afhankelijk van de thermische massa van de PCB en de component aansluitingen kreeg men korte en lange soldeertijden (dwell-time). Met de nieuwere Vapor-Phase machines is deze regeling wel mogelijk zodat we met deze machines ook verschillende tijd-temperatuurgrafieken (TTP) kunnen instellen. De hoogte van de PCBA kan worden geregeld in de damp. In onderstaande grafiek ziet men een voorbeeld van een Soak profiel. In bepaalde gevallen kan Vapor-Phase solderen veel voordelen hebben ten opzichte van andere Reflow-soldeer methodes.
