So sánh giữa hàn sóng (wave soldering) và hàn đối lưu (reflow soldering)

Hàn sóng (Wave Soldering) và hàn đối lưu (Reflow Soldering) là hai phương pháp hàn phổ biến trong sản xuất bảng mạch in (PCB), mỗi phương pháp phù hợp với từng loại linh kiện và quy mô sản xuất khác nhau. Trong khi hàn sóng chủ yếu được sử dụng cho linh kiện xuyên lỗ (THT) với tốc độ cao và chi phí thấp, thì hàn đối lưu lại tối ưu cho linh kiện dán bề mặt (SMT) với độ chính xác cao và khả năng kiểm soát nhiệt độ tốt hơn. Việc lựa chọn công nghệ hàn phù hợp sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất sản xuất, đảm bảo chất lượng mối hàn và đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của từng loại thiết bị điện tử.

Hàn sóng và hàn đối lưu là gì? 

Hàn sóng (wave soldering) là quá trình hàn trong đó mặt dưới của bảng mạch PCB được đưa qua một dòng thiếc hàn nóng chảy, liên tục được bơm tuần hoàn trong bể chứa. Phương pháp này giúp hàn chắc chắn các chân linh kiện vào bảng mạch nhờ dòng chảy ổn định của thiếc lỏng.

Hàn đối lưu (reflow soldering) được thực hiện bằng cách phủ kem hàn lên bề mặt PCB, sau đó đặt linh kiện vào vị trí tương ứng. Toàn bộ bảng mạch sau đó được nung nóng trong lò reflow, làm tan chảy kem hàn để tạo liên kết bền vững giữa linh kiện và mạch in.

So sánh quy trình hàn sóng và hàn đối lưu

Các thiết bị chính trong quá trình hàn sóng và hàn đối lưu

Ưu điểm của phương pháp hàn sóng và hàn đối lưu

Ưu điểm của phương pháp hàn sóng (wave soldering) 

Tối ưu cho lắp ráp linh kiện xuyên lỗ: Hàn sóng là phương pháp lý tưởng để lắp ráp các linh kiện xuyên lỗ, đảm bảo các chân linh kiện được hàn chắc chắn với bảng mạch. Nhờ khả năng tiếp xúc đồng đều với làn sóng thiếc nóng chảy, phương pháp này giúp tạo ra các mối hàn có độ bền cao, phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi độ tin cậy lâu dài.

Tiết kiệm thời gian sản xuất: Quy trình hàn sóng diễn ra liên tục và nhanh chóng, cho phép hàn nhiều linh kiện cùng một lúc mà không cần xử lý từng mối hàn riêng lẻ. Điều này giúp đẩy nhanh tiến độ sản xuất, đặc biệt là đối với các dây chuyền lắp ráp quy mô lớn.

Giảm thiểu nguy cơ cong vênh PCB: Nhờ cơ chế gia nhiệt đồng đều và nhất quán, hàn sóng giúp hạn chế hiện tượng cong vênh bảng mạch trong quá trình hàn. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các PCB lớn hoặc có cấu trúc phức tạp, giúp đảm bảo độ chính xác khi lắp ráp.

Chi phí sản xuất hợp lý: So với hàn đối lưu, hàn sóng có chi phí vận hành thấp hơn do quá trình hàn diễn ra nhanh chóng và ít yêu cầu công đoạn phức tạp. Điều này giúp tối ưu chi phí sản xuất, đặc biệt phù hợp với các doanh nghiệp sản xuất quy mô lớn.

Đảm bảo chất lượng mối hàn bền vững: Phương pháp hàn sóng có khả năng tạo ra các mối hàn chắc chắn và đồng đều, nhờ vào quá trình tiếp xúc toàn bộ bảng mạch với làn sóng thiếc nóng chảy. Điều này giúp tăng cường độ bám dính của thiếc hàn, đảm bảo kết nối điện ổn định và độ bền cơ học cao.

Ưu điểm của phương pháp hàn đối lưu (reflow soldering)

Kiểm soát nhiệt độ chính xác, nâng cao chất lượng hàn: Hàn đối lưu cho phép kiểm soát nhiệt độ một cách chính xác trong suốt quá trình hàn, giúp đảm bảo các mối hàn đạt độ ổn định cao mà không làm ảnh hưởng đến linh kiện. Nhờ vào sự điều chỉnh nhiệt độ theo từng giai đoạn, phương pháp này giúp hạn chế nguy cơ quá nhiệt hoặc thiếu nhiệt, từ đó giảm thiểu lỗi hàn và đảm bảo tính đồng nhất giữa các mối hàn trên bảng mạch.

Tối ưu cho linh kiện kích thước nhỏ và thiết kế mật độ cao: Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ linh kiện dán bề mặt (SMD – Surface Mount Device), hàn đối lưu trở thành lựa chọn lý tưởng cho các bảng mạch điện tử có thiết kế phức tạp, mật độ linh kiện cao. Phương pháp này giúp tối ưu không gian PCB, tạo điều kiện thuận lợi cho việc thu nhỏ kích thước thiết bị điện tử mà vẫn đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.

Đảm bảo tính đồng nhất và giảm thiểu lỗi hàn: Nhờ vào quá trình gia nhiệt đồng đều trong lò hàn đối lưu, các mối hàn có kích thước ổn định và đồng nhất trên toàn bộ bảng mạch. Điều này giúp giảm thiểu các lỗi thường gặp như hàn lạnh (cold solder) hoặc hàn không đủ thiếc, đảm bảo kết nối điện tốt và tăng độ bền cho mạch in. Ngoài ra, phương pháp này giúp cải thiện đáng kể tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn, giảm thiểu tình trạng phải sửa chữa hoặc loại bỏ mạch lỗi.

Giảm ứng suất nhiệt, bảo vệ linh kiện tốt hơn: So với hàn sóng, hàn đối lưu tạo ra ít ứng suất nhiệt hơn do quá trình gia nhiệt diễn ra có kiểm soát và theo từng giai đoạn. Điều này giúp giảm nguy cơ nứt vỡ, biến dạng hoặc hư hỏng linh kiện do thay đổi nhiệt độ đột ngột. Nhờ vậy, phương pháp này đặc biệt phù hợp với các linh kiện điện tử nhạy cảm, góp phần nâng cao độ tin cậy của sản phẩm trong thời gian dài.

So sánh một số đặc điểm kỹ thuật giữa phương pháp hàn sóng và hàn đối lưu

Ứng dụng của phương pháp hàn sóng (wave soldering) và hàn đối lưu (reflow soldering)

Ứng dụng của phương pháp hàn sóng (wave soldering)

Hàn sóng là giải pháp tối ưu cho sản xuất bảng mạch in (PCB) với số lượng trung bình, đáp ứng nhu cầu sản xuất hàng loạt mà vẫn đảm bảo hiệu suất cao và chi phí hợp lý.

Các hệ thống điều khiển trong ô tô thường sử dụng nhiều linh kiện xuyên lỗ để đảm bảo độ bền và khả năng chống rung động. Hàn sóng giúp tạo ra các mối hàn chắc chắn, đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng nghiêm ngặt trong ngành công nghiệp ô tô.

Các thiết bị viễn thông, như trạm phát sóng và bộ khuếch đại tín hiệu, thường yêu cầu bảng mạch lớn và có nhiều linh kiện qua lỗ. Hàn sóng giúp đảm bảo tính đồng nhất và độ bền cao cho các thiết bị này.

Trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp, bảng điều khiển cần có độ tin cậy cao và khả năng hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt. Hàn sóng giúp tạo ra các kết nối bền vững, nâng cao tuổi thọ và hiệu suất của hệ thống điều khiển công nghiệp.

Ứng dụng của phương pháp hàn đối lưu (reflow soldering) 

Hàn đối lưu được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các thiết bị điện tử như máy tính bảng, máy ảnh kỹ thuật số, đồng hồ thông minh, và các sản phẩm công nghệ khác. Công nghệ này giúp nâng cao độ chính xác của quá trình hàn, đặc biệt là đối với các linh kiện có kích thước nhỏ.

Các thiết bị di động như điện thoại thông minh và máy tính bảng có thiết kế phức tạp với mật độ linh kiện cao. Hàn đối lưu giúp tạo ra các mối hàn nhỏ gọn, đồng đều, đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy của sản phẩm.

Các bo mạch chủ (motherboard), card đồ họa, ổ cứng SSD và các linh kiện máy tính khác đều yêu cầu công nghệ hàn tiên tiến để đảm bảo hiệu suất và tính ổn định lâu dài. Hàn đối lưu giúp kết nối chính xác các linh kiện nhỏ với hàng trăm điểm hàn trên một bảng mạch duy nhất.

Các hệ thống hỗ trợ lái xe như camera quan sát, radar và cảm biến LiDAR trong xe hơi đòi hỏi bảng mạch có độ chính xác cao và khả năng chịu được điều kiện môi trường khắc nghiệt. Hàn đối lưu giúp đảm bảo các mối hàn có độ bền cao, góp phần nâng cao tính an toàn và hiệu suất của hệ thống ADAS.