10 Pointes de soudure
Par Maureen Brown – Ingénieur du service technique, Kester Solder
1) Commencez par le bon matériel
a) Utilisez toujours les meilleurs outils et matériaux d'assemblage disponibles.
Il y a toujours de nouvelles innovations de produits à considérer.
Par exemple, la dernière pâte à souder peut faciliter
le travail d'un ingénieur SMT. Les innovations de nouveaux produits peuvent entraîner des temps d'inactivité plus longs
ou des temps de relaxation/récupération. La résilience environnementale et
la durée de conservation prolongée sont d'autres domaines d'amélioration. La robustesse du profil et
l'impression à grande vitesse ont également été intégrées dans les nouveaux
produits de pâte à braser.
b) N'hésitez pas à faire un « show down » pour comparer des produits
ou du matériel. Si vous commencez avec les bons outils, alors il y a
est plus probable que le résultat final sera favorable.
2) Entreposage et manutention
a) Lorsque vous obtenez le bon matériel, traitez-le bien. La technologie actuelle
permet de stocker la pâte à souder non ouverte dans
des conditions de température ambiante. Cependant, la meilleure pratique de fabrication consiste à réfrigérer
la pâte à braser dès sa réception. La pâte à souder est un mélange de
flux de pâte et de poudre à souder. Le flux est essentiellement un produit chimique qui
élimine les oxydes métalliques et favorise la propagation de la soudure.
Lorsque le flux et le métal sont mélangés pour faire de la pâte à souder, le flux
éliminera les oxydes métalliques comme décrit. Pour ralentir cette réaction
et prolonger la durée de vie de la pâte à braser, il convient de
réfrigéré.Lorsque la pâte à souder est nécessaire, il faut la laisser
se réchauffer naturellement à température ambiante. Il est préférable de
retirer la pâte à souder du réfrigérateur 18 à 24 heures avant
l'utilisation prévue. Il est fortement déconseillé d'accélérer ce processus en plaçant la
pâte à souder sur le four de refusion ou dans un environnement chaud. Le réchauffement
rapide de la pâte à souder modifiera les
propriétés physiques et peut favoriser des défauts tels que l'affaissement
et le pontage. Enfin, lorsque vous travaillez avec des cartouches ou des seringues de
pâte à souder, rangez-les verticalement avec les pointes vers le bas.
3) Test de la boule de soudure
a) La pâte à souder a été reçue et
laissée sur le quai de réception pendant un
week-end chaud. Est-il mauvais? La soudure
la pâte a été laissée sur le
plancher de fabrication pendant une durée inconnue. Est
-ce bon ? L'un des meilleurs
tests liés aux performances pour juger de la facilité d'utilisation de la pâte à souder est un
test de boule de soudure
modifié .
Ce test est très simple
et révèle beaucoup d'informations
sur l'état de la
pâte à braser. Appliquez un petit point de
pâte à souder sur un substrat insoudable puis refusionnez. Les substrats insoudables
sont la céramique, le verre et le FR-4. Le dépôt de pâte à souder
après refusion doit former une grosse boule de soudure avec un bain de
flux. Cela indique que le flux est suffisamment actif pour
éliminer efficacement l'oxydation de surface de la poudre de soudure et permettre
la soudure refond et fusionne pour former une boule unique. Si de l'humidité
est emprisonnée à l'intérieur ou si la pâte à souder a été mal
stockée et manipulée, la soudure peut former une boule avec de nombreuses
boules plus petites à une fraction de la taille dans le bain de flux. Cela
indique que si la pâte à souder est utilisée pour l'assemblage, les défauts
sont importants. (Voir Figure 1.)
4) Profil
a) Le profilage n'est pas la
tâche la plus passionnante dans l'assemblage électronique,
mais il aide à
réduire les défauts potentiels. Tous
les profils de refusion se composent d'une
zone de réchauffage, d'une zone de trempage,
d'une zone de refusion et d'une zone de refroidissement
. Chacune de ces zones
est importante pour qu'un
joint de soudure réussi soit
formé. La manipulation de l'une
de ces zones altérera l'
intégrité et l'apparence d'
un joint de soudure.
b) La zone de préchauffage est définie
à l'extrémité inférieure par la
température ambiante et à l'extrémité supérieure par environ
140-150°C. L'objectif principal est d'éliminer le
support de solvant du dépôt de pâte à souder. Le taux de rampe est assez
rapide et ne doit pas dépasser les recommandations du fabricant de composants
de 2,5 à 3,0 ºC/sec. Si
le taux de rampe est plus élevé, les composants
peuvent subir un choc thermique,
un gauchissement de la carte peut être induit
et la pâte à souder peut
s'affaisser. Lorsque la zone de préchauffage se termine, la
zone de trempage commence. La zone de trempage est
généralement délimitée par 150°C et
la température de liquidus de l'alliage,
pour Sn63Pb37 la température de liquidus
est de 183°C. La zone de trempage
Figure 1 : a deux fonctions principales. Le premier est
Solderball Test
Alors que l'industrie continue de s'éloigner de
la technologie à trou traversant, la technologie de montage en surface (SMT) est devenue
la technique d'assemblage de masse la plus populaire en électronique.
SMT offre de nouveaux défis et aventures aux ingénieurs à
conquérir. L'industrie a mis à disposition de nombreuses
ressources pour une soudure réussie pour SMT. Considérez ces
suggestions pour surmonter les obstacles.
Exemple
préféré
24 SEPTEMBRE 2000 INSIDELINE
pour égaliser thermiquement
l'ensemble, et le
second est d'activer
le flux. L'activation du
flux permet essentiellement
au flux de pâte de
"nettoyer chimiquement" l'
oxydation de surface des
finitions de surface sur
la
carte de circuit imprimé et les fils des composants ainsi que la poudre de soudure
pour favoriser le mouillage. Ceci est accompli en environ
60 à 90 secondes. Vient ensuite la zone de refusion. La zone de refusion est généralement
caractérisée lorsque la poudre de soudure change de phase
d'un solide à un liquide (également connu sous le nom de temps au-dessus du liquidus
température de l'alliage). La température maximale est
d'environ 30 à 40 °C au-dessus de la température de liquidus de l'alliage. L'objectif principal
de la zone de refusion est de former une liaison métallurgique http://improvehearingnaturally.com entre
les fils du composant, la soudure et les plages sur la
carte de circuit imprimé. Un temps excessif dans la zone de refusion peut conduire
à des joints sombres, ternes et granuleux. Un temps insuffisant dans la
zone de refusion peut entraîner des interconnexions faibles. La dernière est la zone de refroidissement
. La zone de refroidissement commence lorsque l'alliage se solidifie. La température
de l'ensemble ne doit pas décroître trop rapidement ; cela
peut entraîner un choc thermique des composants. Encore une fois, suivez les
recommandations du fabricant du composant.
5) Compatibilité
a) N'essayez pas de mélanger et assortir les flux chimiques. Utilisez tous
les produits No Clean ou tous les produits solubles dans l'eau. Les flux
chimiques solubles dans l'eau sont très actifs par nature par rapport aux
formulations No Clean. En raison de cette différence inhérente, les opérateurs
peuvent être attirés par les produits de flux solubles dans l'eau. Les flux chimiques No Clean
sont conçus pour contenir des résidus non conducteurs
et non corrosifs, tandis que les flux chimiques solubles dans l'eau
sont conducteurs et corrosifs. Si un flux soluble dans l'eau était utilisé
sur un assemblage No Clean, cela constituerait un
problème de fiabilité important pour l'assemblage et devrait être résolu immédiatement.
Tout résidu résultant de l'utilisation de flux solubles dans l'eau doit
être complètement retiré de l'assemblage.
6) Suggestions d'impression
a) L'impression est le premier processus d'assemblage en surface. Quelques
suggestions générales d'impression sont proposées pour réduire les défauts et
optimiser les rendements. Le diamètre du cordon de la pâte à souder doit
être approximativement de la même taille qu'un cigare (environ
1,3 cm de diamètre). Lorsque la raclette glisse sur le pochoir,
la pâte à souder devant la raclette doit rouler.
Cela aidera à remplir et à niveler correctement les ouvertures
avec de la pâte à souder en plus d'obtenir
des dépôts de pâte à souder constants. Les pâtes à souder traditionnelles nécessitaient un pétrissage pour établir
un bon rouleau, alors que les formulations actuelles ne possèdent pas
cet attribut. Le colmatage des ouvertures est un autre problème
dans le processus d'impression qui est une cause fondamentale commune de
nombreux défauts. Les formules innovantes de pâte à souder se libèrent proprement
de la paroi des ouvertures du pochoir. La pâte à souder adhérant
et séchant dans les ouvertures réduit la quantité de pâte
transférée ou déposée, ce qui entraîne une occurrence plus élevée de défauts
sous forme d'insuffisants ou d'ouvertures.
7) Éviter les situations
d'humidité et de température élevée
a) La pâte à souder peut être un mélange délicat de nombreux produits chimiques pour
donner une rhéologie et une consistance spécifiques. Les fortes fluctuations environnementales
altèrent les propriétés physiques telles que la viscosité et
Lorsque l'humidité commence à grimper au-dessus de 60 à 70 % d'humidité relative, la
pâte à souder peut emprisonner ou absorber l'humidité, ce qui diminuera
l'adhérence et favorisera la soudure. Une indication courante sera
que la pâte à souder adhère à la raclette et forme un rideau
au lieu de se détacher de la raclette. D'un autre côté,
si l'humidité est inférieure à 25-35% HR, la pâte à souder se dessèchera
rapidement et la durée de vie du pochoir diminuera, ce qui entraînera
des déchets supplémentaires. Si la pâte à souder sèche, les ouvertures du
pochoir se bouchent également facilement. L'activité, le tack et la viscosité sont
toutes des propriétés de la pâte à souder qui sont modifiées lorsque les
conditions environnementales vont à l'extrême, et l'inclinaison est d'ajouter
quelque chose à la pâte à souder pour raviver le matériau. Ceci est
fortement déconseillé. La pâte à souder ne réagit pas de la même
manière et est imprévisible avec les ajouts. Si l'
usine de fabrication est sujette à ces conditions difficiles, assurez-vous que la
pâte à souder sélectionnée est robuste ; passez en revue le conseil n ° 1. Les formulations récentes
de pâte à braser sont conçues pour résister à l'environnement.
8) Applications de refusion double face
a) Comme l'industrie électronique est portée par des produits finaux plus
légers, plus rapides et moins coûteux, les applications de refusion double face
se multiplient. Cette application peut être simplifiée
avec quelques conseils utiles. Une astuce courante consiste à biaiser le dessus
préchauffeurs du four de refusion légèrement plus chauds que les
préchauffeurs inférieurs. Cela dirigera plus de chaleur vers le haut
de l'assemblage que vers le bas. Lors de cette tentative, le
gradient de température ne doit pas dépasser plus de 15-20 ºC, au
cas où le four ne serait pas en mesure de se stabiliser. Si cette pointe est utilisée, le même
alliage peut être utilisé pour les deux côtés de l'assemblage. Lors de la refusion
du deuxième côté de l'assemblage, vous devrez peut-être coller
des composants afin qu'ils ne tombent pas de l'assemblage.
9) Dépannage
a) Au fur et à mesure que l'expérience avec un processus spécifique augmente, les défauts seront
réduits et un expert émergera. Il existe de nombreuses façons de
trouver la cause première d'un défaut ou d'une panne. Énumérez les possibilités
et éventuellement isolez le problème. Utilisez
des techniques de dépannage organisées pour résoudre rapidement le problème. Impliquez
d'autres départements pour faciliter le processus de dépannage. L'ingénierie
et le dépannage sont généralement bien réalisés avec
des équipes qui fonctionnent bien.
10)Assistance
a) N'ayez pas peur de demander de l'aide. Il existe plusieurs
sources de dépannage, de résolution de problèmes et
de forums de questions générales disponibles. La communauté des assembleurs électroniques
est un groupe utile et très instructif. Les fournisseurs de soudure ont
des ingénieurs de service technique qui sont disponibles pour répondre aux questions.
Une autre très bonne source est les forums. Les forums Internet
par l'intermédiaire de la Surface Mount Technology Association (SMTA)
et de l'Institute for Interconnecting and Packaging Electronic
Circuits (IPC) sont composés de professionnels et de consultants de l'industrie
désireux de partager leur expérience.