Các tiêu chí lựa chọn lò hàn reflow cho dây chuyền sản xuất SMT

Lò hàn reflow là thiết bị quan trọng trong quy trình sản xuất bảng mạch PCB, đặc biệt là linh kiện dán bề mặt (SMD). Việc lựa chọn lò hàn phù hợp không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của mối hàn mà còn tác động đến hiệu suất của dây chuyền sản xuất và chi phí vận hành. Bài viết dưới đây sẽ phân tích các tiêu chí lựa chọn lò hàn reflow cũng như xu hướng phát triển trong lĩnh vực này giúp doanh nghiệp tối ưu hóa quy trình sản xuất SMT.

Các tiêu chí lựa chọn lò hàn reflow

Việc lựa chọn ra loại lò reflow phù hợp có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng hàn, tối ưu hiệu suất sản xuất và tiết kiệm chi phí vận hành. Dưới đây là những tiêu chí quan trọng cần cân nhắc khi lựa chọn lò hàn reflow:

Lò hàn reflow

Hiện nay, có ba loại lò hàn reflow phổ biến, mỗi loại đều có đặc điểm và ứng dụng riêng, cụ thể như sau:

• Lò hàn reflow đối lưu khí nóng: Đây là loại được dùng phổ biến nhất hiện nay, cơ chế hoạt động sử dụng luồng khí nóng để làm nóng đồng đều bảng mạch PCB và linh kiện. Dòng lò đối lưu phù hợp với nhiều loại linh kiện và thiết kế PCB bởi nó giúp giảm thiểu nguy cơ quá nhiệt cục bộ.
• Lò hàn reflow hồng ngoại: Sử dụng bức xạ hồng ngoại để làm nóng bảng mạch PCB. Thiết bị này có nhược điểm dễ gây quá nhiệt cục bộ, đặc biệt với PCB có linh kiện phản xạ nhiệt không đồng đều.
• Lò hàn reflow sử dụng khí nitơ: Khí nitơ được bổ sung vào môi trường hàn để làm giảm quá trình oxy hóa và cải thiện độ bền của mối hàn. Lò hàn này thường được ứng dụng trong các quy trình yêu cầu mối hàn chất lượng cao như sản xuất thiết bị y tế, hàng không, quân sự.

Thương hiệu lò hàn reflow của Tamura – Máy hàn reflow Tamura TNR15-225LH

Sau đây là bảng so sánh chi tiết các dòng máy hàn reflow phổ biến:

Tiêu chí	Lò hàn đối lưu (Convection)	Lò hàn hồng ngoại (IR)	Lò hàn hơi nước (Vapor Phase)
Nguyên lý hoạt động	Sử dụng luồng khí nóng để nung chảy kem hàn	Sử dụng tia hồng ngoại để làm nóng PCB	Sử dụng hơi chất lỏng đặc biệt để làm nóng PCB
Ưu điểm	Kiểm soát nhiệt độ tốt, phổ biến nhất	Nhanh chóng, tiết kiệm năng lượng	Không gây sốc nhiệt, phù hợp với linh kiện nhạy cảm
Nhược điểm	Tiêu thụ năng lượng cao, cần bảo trì định kỳ	Phân bố nhiệt không đều, dễ gây lỗi hàn	Chi phí đầu tư cao, tốc độ chậm hơn
Ứng dụng	Phù hợp với hầu hết các dây chuyền SMT	Dùng cho PCB đơn giản, sản lượng nhỏ	Dùng trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao

Số vùng gia nhiệt

Lò hàn có nhiều vùng nhiệt giúp việc kiểm soát nhiệt độ chính xác hơn trong từng giai đoạn hàn gồm: Vùng gia nhiệt ban đầu, ngâm nhiệt, reflow và làm mát.

• Có thể lựa chọn vùng nhiệt phù hợp với loại PCB và yêu cầu sản xuất, có thể là 4, 6, 8, 10 hoặc nhiều hơn.
• Lò hàn có nhiều vùng nhiệt sẽ giúp nhiệt độ được phân bổ đồng đều, tránh tình trạng linh kiện bị sốc nhiệt.

Hệ thống kiểm soát nhiệt độ

• Hệ thống điều khiển tỷ lệ – tích phân – vi phân (PID) giúp điều chỉnh nhiệt độ chính xác, đảm bảo lò hàn hoạt động ổn định theo từng giai đoạn hàn.
• Cảm biến nhiệt độ đa điểm giúp việc giám sát nhiệt độ của PCB trong suốt quá trình hàn, kịp thời phát hiện các sai lệch để điều chỉnh.
• Kiểm soát nhiệt độ tốt sẽ giảm thiểu lỗi hàn, hạn chế tình trạng hàn không ngấu hoặc cháy linh kiện.

Máy đo nhiệt độ lò hàn reflow MALCOM RCP-600 giúp kiểm soát nhiệt độ lò hàn

Khả năng tương thích với PCB

• Khoang hàn phải có độ lớn phù hợp với kích thước PCB cần sản xuất, tránh tình trạng PCB quá lớn hoặc quá nhỏ so với vùng gia nhiệt gây ra lỗi nhiệt.
• Lò hàn cần hỗ trợ được nhiều loại PCB khác nhau gồm: PCBFR4 tiêu chuẩn, PCB nhôm cho LED và PCB sử dụng vật liệu nhạy nhiệt như polyimide.
• Đối với sản xuất đa dạng sẽ cần loại lò hàn có thể tùy chỉnh thông số nhiệt linh hoạt để phù hợp với từng loại bo mạch.

Tiết kiệm năng lượng

• Công nghệ tái chế nhiệt giúp tận dụng nhiệt dư, giảm thiểu điện năng tiêu thụ.
• Cấu trúc cách nhiệt tốt giúp duy trì được nhiệt độ ổn định, hạn chế tình trạng thất thoát nhiệt và giảm chi phí vận hành.
• Lò hàn reflow giúp tiết kiệm năng lượng, giảm thiểu tổng chi phí sản xuất, đặc biệt quan trọng với các nhà máy có quy mô lớn.

Các thương hiệu lò hàn Reflow phổ biến hiện nay

Các tiêu chí lựa chọn lò hàn reflow trong khâu chọn lò hàn phù hợp không chỉ dựa trên các thông số kỹ thuật mà còn xét đến độ uy tín của thương hiệu để đảm bảo chất lượng sản xuất, độ bền và khả năng kiểm soát nhiệt độ chính xác. Sau đây là một số thương hiệu lò hàn reflow hàng đầu được rất nhiều doanh nghiệp trong ngành sản xuất điện tử tin dùng:

• Heller: Đây là thương hiệu lâu đời, chuyên sản xuất lò hàn refow đối lưu khí nóng với hệ thống kiểm soát nhiệt độ chính xác, giúp đảm bảo mối hàn đồng đều và giảm thiểu lỗi hàn. Thương hiệu Heller được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất linh kiện điện tử tiêu dùng, ô tô và công nghiệp.
• BTU: Thương hiệu tích hợp công nghệ tiết kiệm năng lượng, giảm chi phí vận hành. Được tích hợp hệ thống kiểm soát khí nitơ giúp giảm oxy hóa mối hàn và cải thiện độ tin cậy, phù hợp với nhà máy yêu cầu chất lượng hàn cao và sản xuất hàng loạt.
• ERSA: Nổi bật với công nghệ hàn không chì, đáp ứng được các tiêu chuẩn RoHS, có thiết kế tối ưu giúp giảm thiểu tiêu hao năng lượng mà vẫn duy trì chất lượng hàn ổn định. Thương hiệu này phù hợp với các nhà máy sản xuất thiết bị y tế, quân sự và điện tử tiêu dùng cao cấp.
• Rehm: Là thương hiệu tiên phong trong công nghệ tái chế nhiệt giúp tối ưu hóa mức tiêu thụ điện năng. Sở hữu hệ thống kiểm soát nhiệt độ hiện đại giúp đảm bảo tính nhất quán của mối hàn trên toàn bộ PCB, phù hợp với các nhà máy sản xuất quy mô lớn, hiệu suất cao và tiết kiệm chi phí vận hành.
• Tamura: Đây là thương hiệu nổi tiếng đến từ Nhật Bản, được nhiều doanh nghiệp tin dùng trong ngành sản xuất điện tử nhờ ưu thế độ bền cao, vận hành ổn định và phù hợp với sản xuất công suất lớn. Lò hàn Tamura đáp ứng được các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt, ứng dụng chủ yếu trong công nghệ ô tô, viễn thông và các thiết bị công nghiệp.

Các tiêu chuẩn kỹ thuật quan trọng khi chọn lò hàn reflow

Các tiêu chí lựa chọn lò hàn reflow không chỉ dừng lại ở tính năng mà còn phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thật. Sau đây là một số tiêu chuẩn quan trọng:

Tiêu chuẩn về chất lượng mối hàn

• Tiêu chuẩn IPC-7530: Là tiêu chuẩn hướng dẫn về thiết lập và kiểm soát đường cong nhiệt hàn reflow giúp tối ưu quá trình hàn.
• Tiêu chuẩn IPC J-STD-001: Yêu cầu về kỹ thuật cho quá trình hàn điện tử, quy định chất lượng mối hàn đạt chuẩn và quy trình hàn.

Tiêu chuẩn an toàn và môi trường

• RoHS: Đây là quy định về sử dụng hợp kim hàn không chì nhằm bảo vệ môi trường.
• REACH: Tiêu chuẩn kiểm soát hóa chất độc hại trong sản xuất linh kiện điện tử.
• CE Marketing: Chứng nhận an toàn cho phép thiết bị điện tử được lưu hành tại châu Âu.

Tiêu chuẩn hiệu suất và độ ổn định

• SMEMA: Là tiêu chuẩn đảm bảo khả năng kết nối giữa lò hàn reflow và các thiết bị SMT khác trong dây chuyền sản xuất.
• ISO 9001: Hệ thống tiêu chuẩn quản lý chất lượng, đảm bảo cho quá trình sản xuất ổn định và tối ưu hóa hiệu suất.

Lò hàn reflow cần đảm bảo hiệu suất làm việc và đáp ứng được các tiêu chuẩn của mối hàn (Ảnh: Internet)

Xu hướng công nghệ mới trong lò hàn reflow

Công nghệ SMT ngày càng phát triển kéo theo các cải tiến trong lò hàn reflow để nâng cao chất lượng hàn, tiết kiệm năng lượng và tối ưu sản xuất.

Lò hàn reflow thông minh tích hợp AI

• Công nghệ AI tự động tối ưu hóa đường cong nhiệt giúp điều chỉnh nhiệt độ theo thời gian thực.
• Hệ thống phân tích dữ liệu thông minh giúp phát hiện và điều chỉnh lỗi hàn một cách nhanh chóng.

Công nghệ hàn reflow sử dụng khí Nitơ

• Giảm thiểu được quá trình oxy hóa giúp nâng cao độ bền của mối hàn.
• Được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực đòi hỏi độ tin cậy cao như y tế, hàng không vũ trụ, ô tô.

Hệ thống giám sát nhiệt độ trực tuyến

• Tích hợp cảm biến nhiệt độ đa điểm theo dõi liên tục nhiệt độ PCB.
• Dữ liệu truyền về hệ thống điều khiển để điều chỉnh tức thì giúp giảm thiểu lỗi hàn do sai lệch nhiệt độ.

Công nghệ tái chế nhiệt

• Tận dụng nhiệt thừa từ quá trình hàn giúp tiết kiệm năng lượng.
• Giảm được chi phí vận hành và bảo vệ môi trường.

Hệ thống điều khiển tự động và IoT

• Kết nối với hệ thống quản lý sản xuất (MES) để giám sát hiệu suất của lò hàn.
• Điều chỉnh thông số hàn từ xa bằng nền tảng IoT giúp tăng độ linh hoạt trong sản xuất.

>>> Có thể bạn quan tâm: So sánh máy hàn sóng và hàn reflow

Kết luận

Việc lựa chọn lò hàn reflow phù hợp không chỉ giúp cải thiện chất lượng sản phẩm mà còn tối ưu hóa được chi phí sản xuất. Các tiêu chí lựa chọn lò hàn reflow như công suất, vùng nhiệt, kiểm soát nhiệt độ, hệ thống kiểm soát khí,… cần được xem xét kỹ lưỡng. Đồng thời, doanh nghiệp cần cập nhật các xu hướng công nghệ mới nhất trong lò hàn reflow để có thể ứng dụng giúp nâng cao năng suất, giảm thiểu lỗi hàn và gia tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường.

Jasmine Wu – Hapoin