Le processus de brasage par refusion est une phase critique dans l'assemblage de cartes CMS (Surface Mount Technology), un service dans lequel nous excellons en tant que fournisseur d'assemblages de cartes CMS. Dans ce blog, nous approfondirons les subtilités du processus de brasage par refusion, son importance et la manière dont il s'intègre dans le contexte plus large de l'assemblage de cartes CMS.
Comprendre l'assemblage du conseil d'administration SMT
Avant de nous plonger dans le soudage par refusion, comprenons brièvement l'assemblage des cartes SMT. SMT est une méthode permettant de monter des composants électroniques directement sur la surface d'une carte de circuit imprimé (PCB). Cette technologie a révolutionné l'industrie électronique en permettant la création de circuits imprimés plus petits, plus efficaces et plus denses.
Le processus d'assemblage SMT comporte généralement plusieurs étapes. Tout d’abord, de la pâte à souder est appliquée sur les plots du PCB où les composants seront placés. Cela se fait généralement à l'aide d'un pochoir et d'une raclette. Ensuite, les composants sont placés avec précision sur les tampons recouverts de pâte à souder à l'aide de technologies avancées.Équipement de placement CMS. Cet équipement est conçu pour gérer une large gamme de tailles et de types de composants, depuis les minuscules résistances et condensateurs jusqu'aux circuits intégrés plus grands.
Le rôle du soudage par refusion
Le brasage par refusion est le processus qui transforme la pâte à souder appliquée et les composants placés en une connexion permanente et électriquement conductrice. Il s'agit d'un processus de chauffage soigneusement contrôlé qui fait fondre la pâte à souder, lui permettant de s'écouler et de former une liaison entre les câbles des composants et les plages du PCB.
L'objectif principal du brasage par refusion est de créer des joints de soudure fiables, capables de résister aux contraintes mécaniques, aux variations de température et aux courants électriques pendant toute la durée de vie de l'appareil électronique. Un processus de brasage par refusion bien exécuté garantit une bonne conductivité électrique, une résistance mécanique et une fiabilité à long terme du PCB assemblé.
Les étapes du processus de brasage par refusion
Le processus de brasage par refusion peut être divisé en quatre étapes principales : préchauffage, trempage, refusion et refroidissement.
Étape de préchauffage
L'étape de préchauffage est la phase initiale du processus de refusion. Le but de cette étape est d’augmenter progressivement la température du PCB et des composants jusqu’à un niveau qui les prépare à un chauffage plus intense lors des étapes suivantes. Pendant le préchauffage, les solvants contenus dans la pâte à souder commencent à s'évaporer et le flux commence à s'activer. Le flux est un composé chimique présent dans la pâte à souder qui aide à nettoyer les surfaces métalliques des câbles des composants et des plages de circuits imprimés, en éliminant les oxydes et autres contaminants.
Le taux de préchauffage est soigneusement contrôlé pour éviter les chocs thermiques sur les composants. Un taux de préchauffage typique est compris entre 1 et 3 °C par seconde. La température à cette étape atteint généralement environ 150 à 170°C.
Étape de trempage
L'étape de trempage suit l'étape de préchauffage. Au cours de cette étape, la température est maintenue à un niveau relativement constant pendant une période spécifique, généralement entre 60 et 120 secondes. L'étape de trempage permet à la température à travers le PCB de devenir plus uniforme, garantissant que tous les composants et zones de la carte atteignent une température similaire avant d'entrer dans l'étape de refusion.
Pendant la phase de trempage, le flux continue de nettoyer les surfaces métalliques et la pâte à souder commence à subir des modifications physiques et chimiques. Le flux devient plus actif et les particules de soudure dans la pâte commencent à fritter ensemble, ce qui constitue une étape importante dans la préparation de la soudure à la fusion.
Étape de refusion
L’étape de refusion est la partie la plus critique du processus de brasage par refusion. Dans cette étape, la température est élevée au-dessus du point de fusion de l’alliage de soudure dans la pâte à souder. Pour les alliages de soudure sans plomb les plus courants, le point de fusion est d'environ 217 à 227°C, de sorte que la température maximale dans l'étape de refusion est généralement réglée entre 230 et 250°C.
Lorsque la soudure atteint son point de fusion, elle coule et mouille les surfaces métalliques des câbles des composants et des plots du PCB. L’action mouillante est cruciale pour créer un joint de soudure solide et fiable. La soudure forme une liaison métallurgique avec les surfaces métalliques, créant une connexion électrique et mécanique entre le composant et le PCB.
Le temps au-dessus du point de fusion (TAL) est un paramètre important dans l'étape de refusion. Cela dure généralement entre 30 et 90 secondes. Si le TAL est trop court, la soudure risque de ne pas mouiller complètement les surfaces, ce qui entraînerait des joints de soudure faibles ou incomplets. Si le TAL est trop long, cela peut endommager les composants et le PCB, comme une suroxydation des surfaces métalliques ou une contrainte thermique sur les composants.
Étape de refroidissement
Après l'étape de refusion, le PCB entre dans l'étape de refroidissement. Le but de l’étape de refroidissement est de solidifier la soudure fondue et de former un joint de soudure stable. La vitesse de refroidissement est également soigneusement contrôlée. Une vitesse de refroidissement lente peut entraîner la formation de gros grains de soudure, ce qui peut réduire la résistance mécanique du joint de soudure. D’un autre côté, une vitesse de refroidissement très rapide peut provoquer des contraintes thermiques et des fissures potentielles dans le joint de soudure.
Une vitesse de refroidissement typique est comprise entre 2 et 4°C par seconde. Au fur et à mesure que la soudure refroidit et se solidifie, elle forme une connexion solide et permanente entre le composant et le PCB.
Équipement utilisé pour le soudage par refusion
Il existe plusieurs types d’équipements utilisés dans le brasage par refusion, les plus courants étant les fours de refusion. Les fours à refusion existent dans différentes configurations, telles que les fours infrarouges (IR), les fours à convection et une combinaison des deux (IR - fours à convection).
Les fours infrarouges utilisent le rayonnement infrarouge pour chauffer le PCB et les composants. Ils offrent des taux de chauffage rapides et sont relativement économes en énergie. Cependant, ils peuvent parfois provoquer un échauffement inégal, notamment pour les composants présentant des caractéristiques d'absorption différentes.
Les fours à convection, quant à eux, utilisent de l'air chaud pour transférer la chaleur au PCB. Ils assurent un chauffage plus uniforme, car l'air chaud peut atteindre toutes les parties du PCB et des composants. Les fours à convection sont mieux adaptés aux conceptions de circuits imprimés complexes comportant une large gamme de tailles et de types de composants.
Les fours IR - à convection combinent les avantages du chauffage infrarouge et du chauffage par convection. Ils utilisent le rayonnement infrarouge pour un chauffage initial rapide et la convection pour une répartition plus uniforme de la chaleur.
Contrôle qualité du brasage par refusion
Le contrôle qualité est essentiel dans le soudage par refusion pour garantir la fiabilité et la fonctionnalité des PCB assemblés. Il existe plusieurs méthodes utilisées pour le contrôle qualité dans le processus de brasage par refusion.
L’inspection visuelle est la forme la plus élémentaire de contrôle qualité. Les opérateurs formés examinent visuellement les joints de soudure à la recherche de défauts tels que des ponts de soudure, une soudure insuffisante ou des composants mal alignés. Cependant, l’inspection visuelle peut ne pas permettre de détecter les défauts internes des joints de soudure.
Les systèmes d’inspection optique automatisée (AOI) sont couramment utilisés pour détecter les défauts de surface des joints de soudure. Ces systèmes utilisent des caméras et des algorithmes de traitement d'image pour identifier rapidement et précisément les défauts tels que les vides de soudure, les composants manquants et les fils mal alignés.
L'inspection aux rayons X est utilisée pour détecter les défauts internes dans les joints de soudure, tels que les ponts de soudure cachés ou les vides à l'intérieur des joints de soudure. L'inspection aux rayons X est particulièrement utile pour inspecter les composants aux géométries complexes ou ceux avec des fils cachés, tels que les composants BGA (Ball Grid Array).
L'importance du soudage par refusion dans notre service d'assemblage de cartes CMS
En tant que fournisseur d'assemblages de cartes CMS, nous comprenons le rôle essentiel du brasage par refusion dans la fourniture de PCB de haute qualité à nos clients. Notre état de l'artMachines de sélection et de placementgarantit un placement précis des composants, et nos fours de refusion avancés sont soigneusement calibrés pour fournir les profils de température optimaux pour différentes conceptions de PCB et types de composants.
Nous avons mis en place un processus de contrôle de qualité strict, qui comprend une inspection visuelle, une inspection AOI et une inspection aux rayons X, pour garantir que chaque PCB que nous assemblons répond aux normes de qualité et de fiabilité les plus élevées. Nos techniciens expérimentés sont formés pour surveiller et ajuster les paramètres du processus de brasage par refusion afin d'obtenir les meilleurs joints de soudure possibles.
Conclusion
Le processus de brasage par refusion est une partie complexe mais essentielle de l'assemblage des cartes CMS. C'est le processus qui transforme un ensemble de composants et un PCB en un appareil électronique fonctionnel. En comprenant les différentes étapes du processus de brasage par refusion, l'équipement utilisé et l'importance du contrôle qualité, nous pouvons garantir que notre service d'assemblage de cartes CMS fournit des PCB fiables et de haute qualité.
Si vous avez besoin de services d'assemblage de cartes SMT et souhaitez en savoir plus sur nos capacités, nous vous invitons à nous contacter pour une discussion sur l'approvisionnement. Nous nous engageons à vous fournir les meilleures solutions pour vos besoins de fabrication électronique.
Références
- IPC - A - 610 : Acceptabilité des assemblages électroniques.
- Manuel de pâte à souder par Alpha Assembly Solutions.
- Technologie de soudage par refusion par Heraeus Electronics.
