Le brasage par refusion est largement utilisé pour la fabrication d'assemblages de circuits imprimés. Il assure une soudure homogène pour une grande variété de composants et de tailles de pastilles. De plus, il est très facile à contrôler et à surveiller. Les industries utilisent le brasage par refusion depuis de nombreuses années pour la fabrication d'assemblages de circuits imprimés. Dans ce guide, nous expliquerons ce qu'est le brasage par refusion, son fonctionnement, les défauts courants du brasage par refusion et le comparerons au brasage à la vague. Poursuivons notre lecture.
Qu'est-ce que la soudure par refusion ?
Le brasage par refusion est une méthode utilisée pour fixer des composants montés en surface sur un circuit imprimé. Le processus commence par l'application de pâte à braser sur les pastilles prévues à cet effet sur le circuit imprimé. Les composants sont ensuite placés sur la pâte, puis l'assemblage est chauffé dans un four de refusion. Lorsque la température augmente, la pâte à braser fond, créant ainsi des connexions électriques et mécaniques solides entre les composants et les circuits imprimés.
Avantages de l'utilisation du soudage par refusion
Le soudage par refusion permet de réaliser plusieurs connexions simultanément. Cela évite la déconnexion des fils pendant la soudure des fils voisins. Le soudage par refusion améliore également la qualité du circuit imprimé et offre de nombreux autres avantages, tels que :
- Amélioration de la mouillabilité des joints de soudure et des composants montés en surface.
- Amélioration de la soudabilité d'une grande variété de composants électroniques.
- Amélioration de l'intégrité des joints pour les applications électroniques cruciales.
- Décoloration réduite de la planche.
- Élimination des résidus de flux carbonisés sur les éléments chauffants et les cartes.
- Réduction de la formation de brume blanche due à l'oxydation de la colophane ou du flux d'étain
- Performances optimisées des pâtes à faible résidu et sans nettoyage.
- Flexibilité accrue du processus pour s'adapter à une grande variété de conditions de fonctionnement.
Procédé de soudage par refusion dans la fabrication de circuits imprimés : 6 étapes
La soudure par refusion dans la fabrication de circuits imprimés comprend plusieurs étapes. Nous les aborderons une par une.
Pâte à braser
Tout d'abord, nous appliquons la pâte à braser sur la carte. Nous l'appliquons uniquement sur les zones à souder. Nous utilisons une machine à pâte à braser et un masque de soudure pour ce faire. Une fois la pâte à braser appliquée, nous pouvons passer à l'étape suivante.
Choisir et placer
Après avoir appliqué la pâte à braser, nous pouvons ensuite mettre en place les composants. Nous utilisons généralement une machine automatisée pour la prise et le placement des composants. En effet, le placement manuel est impossible en raison du grand nombre de composants et de la précision requise. Il est toutefois nécessaire de manipuler les composants avec précaution.
Préchauffer
Il est nécessaire d'amener régulièrement les cartes à la température requise. Une vitesse de chauffe trop élevée peut endommager les composants ou la carte elle-même. De plus, une vitesse de chauffe trop élevée peut empêcher certaines zones de la carte d'atteindre la température requise. À l'inverse, une vitesse de chauffe trop lente peut empêcher la carte d'atteindre la température requise.
Trempage thermal
Une fois la température de la carte atteinte, nous passons à l'étape suivante, souvent appelée « trempage thermique ». C'est là que nous maintenons la carte à la température requise. Cette opération a trois objectifs :
• Pour s'assurer que s'il y a des zones qui n'ont pas atteint la température requise, elles peuvent le faire à cette étape.
• Pour éliminer les substances volatiles et les solvants de la pâte à souder.
• Pour activer le flux.
Refoulement
L'étape de refusion est celle du processus de brasage où la température est la plus élevée. Lors de cette étape, la brasure fond et crée les joints de soudure nécessaires. Le flux activé assure la liaison métallurgique en réduisant la tension superficielle à la jonction des métaux impliqués. Cela permet aux billes de poudre de braser de fondre et de se combiner.
Refroidissement
Après l'étape de refusion, il est nécessaire de refroidir les cartes de manière à éviter toute contrainte sur les composants. Une vitesse de refroidissement adaptée permet d'éviter les chocs thermiques et la formation excessive d'intermétaux. Nous utilisons généralement une plage de températures comprise entre 30 et 100 °C pour le refroidissement des cartes. Cette plage de températures permet un refroidissement rapide, favorisant ainsi la formation d'un grain très fin, permettant ainsi à la brasure de former une soudure mécanique solide.
Défauts courants de soudure par refusion à surveiller
Comme tout procédé de fabrication, le brasage par refusion présente des défauts. Nous allons examiner brièvement quelques défauts courants et comment les éviter.
Éclaboussures de soudure
Les projections de soudure se produisent lorsque la pâte à souder adhère au masque de soudure de manière irrégulière. Elles sont dues à une mauvaise utilisation du fluxant. Elles peuvent également résulter de la présence de polluants à la surface des circuits imprimés. Elles peuvent être évitées en utilisant une quantité suffisante de fluxant et doivent être évitées à tout prix, car elles peuvent provoquer un court-circuit.
La soudure saute
Un manque de soudure est un joint de soudure mal humidifié. Il se produit lorsque la soudure n'atteint pas une pastille, ce qui provoque un circuit ouvert. Ce phénomène est dû à des erreurs de fabrication ou de conception. Pour éviter les manques de soudure, il est important de répartir uniformément la pâte à braser.
Billes de soudure
Les billes de soudure sont un défaut fréquent en soudure par refusion. Il s'agit de petites sphères de pâte à souder qui se fixent sur une résine, un conducteur ou une surface stratifiée. Ces problèmes peuvent survenir pour diverses raisons, telles qu'une mauvaise plage de températures de refusion, l'utilisation de composants électroniques rouillés, une mauvaise application de la pâte à souder et une conception de circuit imprimé peu fiable.
Solde affamé
Un joint manquant de soudure est un joint dont la quantité de soudure est insuffisante pour former une connexion viable. Cela résulte généralement d'un chauffage insuffisant, ce qui peut entraîner une panne du circuit entier. Il arrive qu'un joint manquant de soudure fonctionne normalement au début, mais finisse par tomber en panne lorsque des fissures apparaissent. Vous pouvez réparer un joint manquant de soudure en le réchauffant simplement et en ajoutant de la pâte à braser.
On confond souvent les joints manquant de soudure avec les joints manquants. Or, il ne s'agit pas de la même chose. Les joints manquants sont des joints où la soudure ne peut pas atteindre la surface ou former une connexion mécanique en raison d'un mauvais mouillage. Un joint manquant de soudure est un joint où la quantité de soudure est insuffisante pour établir une connexion électrique.
Pierre tombale
Pierre tombale des PCB Ce défaut se produit lorsqu'un côté d'un composant se décolle de la pastille. La soudure devrait commencer le processus de mouillage en se fixant sur les deux pastilles. Cependant, si la soudure ne parvient pas à terminer le processus de mouillage sur une pastille, un côté du composant risque de basculer. Cela ressemble à une pierre tombale classique, d'où le nom de ce défaut.
Le phénomène de tombstone peut être dû à tout élément susceptible de faire fondre la pâte à braser d'un plot avant l'autre. Les causes les plus courantes sont l'épaisseur inégale des pistes connectées au plot ou l'absence de conception de décharge thermique. Si les composants sont volumineux, ils peuvent glisser dans la pâte à braser, ce qui peut les bloquer en forme de tombstone.
Pontage de soudure
De nombreux problèmes peuvent survenir lors de l’utilisation de petits composants et pontage de soudure occupe la première place à cet égard. Le pontage de soudure se produit lorsque deux ou plusieurs joints de soudure se connectent accidentellement. Cela se produit généralement à cause de l'utilisation de pannes de soudure larges ou volumineuses et d'une application excessive de pâte à souder. Il est souvent difficile de joindre un pont de soudure, car ces derniers sont parfois microscopiques. Si un pont de soudure n'est pas détecté, il peut provoquer un court-circuit et brûler ou endommager les composants.
On peut réparer un pont de soudure en maintenant le fer à souder au milieu. Cela fera fondre la soudure et permettra de la faire passer à travers pour rompre le pont. On peut utiliser une ventouse si le pont de soudure est trop large.
Coussinets surélevés
Les pastilles soulevées sont des pastilles de soudure qui se détachent de la surface d'un circuit imprimé. Cela se produit généralement en raison d'une chaleur excessive ou d'une force importante exercée sur la soudure. Il est difficile de travailler avec de telles pastilles, car elles sont très fragiles et peuvent se détacher de la surface. Il est donc conseillé de bien fixer la pastille sur le circuit imprimé avant de tenter de la souder.
Soudure par refusion ou soudure à la vague : quelle est la différence ?
Il existe deux procédés différents utilisés pour assembler un PCB : le soudage par refusion et le soudage à la vague, chacun adapté à différents types de composants et à différents besoins de fabrication.
Dans le domaine le plus répandu, le brasage par refusion est principalement utilisé pour le montage de composants montés en surface. C'est une excellente méthode pour les composants petits, délicats et à haute densité.
D'autre part, la soudure à la vague est un procédé conventionnel pour à travers les composants de trou Le circuit imprimé est traversé par une vague de soudure fondue pour souder les broches du composant aux pastilles. Si la soudure par refusion permet une plus grande précision pour les composants à pas fin, la soudure à la vague est plus efficace pour la production à grande échelle de composants traversants, notamment en combinaison avec soudure sélective pour les assemblages de composants mixtes.
En un mot, lors du choix de la technique de soudure, le type de composants sur le PCB, la complexité de l'assemblage et le volume de production souhaité déterminent le choix de ces méthodes.
Conclusion
Le soudage par refusion est un procédé qui requiert une expertise et un équipement de pointe. Un contrôle précis de la température et une manipulation soigneuse sont essentiels pour garantir des soudures solides et fiables. Une installation adéquate et des techniciens qualifiés sont essentiels pour éviter les défauts et obtenir des résultats optimaux. MOKO Technology dispose de 8 lignes d'assemblage CMS automatiques et d'une installation de soudage par refusion de pointe. Grâce à notre vaste capacité de production et à nos techniciens hautement qualifiés, vous pouvez nous faire confiance pour gérer la complexité du soudage par refusion avec précision. Si vous ne disposez pas des ressources nécessaires pour réaliser correctement le soudage par refusion de vos circuits imprimés ou si vous ne souhaitez tout simplement pas vous lancer dans cette opération sophistiquée, n'hésitez pas à nous contacter.
