Dans le monde complexe de la fabrication électronique, les technologies de brasage serve constituent la base d'un assemblage fiable des cartes de circuits imprimés. Parmi les méthodes les plus courantes, on trouve le brasage par refusion et le brasage à la vague, chacun ayant des mécanismes, des applications et des caractéristiques de performance distincts. Pour les fabricants et les ingénieurs, il est essentiel de comprendre les différences entre ces deux procédés afin d'optimiser la qualité de la production, l'efficacité et la rentabilité. Ce guide présente leurs principales distinctions et vous aide à déterminer quelle technologie répond le mieux à vos besoins de fabrication spécifiques.
a.Fonctionnement du soudage par refusion :
b.Comment fonctionne le soudage à la vague :
Le brasage à la vague, en revanche, est un procédé de brasage en vrac principalement destiné aux composants de la technologie THT (through-hole technology). Le processus commence par l'application de flux sur la face inférieure du circuit imprimé, soit par pulvérisation, soit par mousse, soit par immersion, afin d'éviter l'oxydation pendant le brasage.
Après l'application du flux, le circuit imprimé entre dans une zone de préchauffage pour activer le flux et minimiser le choc thermique lors du contact avec la soudure en fusion. L'étape clé consiste à faire passer le circuit imprimé au-dessus d'une vague continue de soudure en fusion (maintenue à 250-270°C pour les alliages sans lead) générée par un système de pompe.
Lorsque le circuit imprimé se déplace sur la vague, la soudure en fusion monte à travers les trous de passage, formant des filets autour des composants lead et créant des joints de soudure fiables. L'excédent de soudure s'écoule lorsque la carte sort de la vague, et la soudure se solidifie lorsque le circuit imprimé refroidit, achevant ainsi le processus.
Les variantes modernes, comme le brasage sélectif à la vague, ciblent des zones spécifiques du circuit imprimé, ce qui permet une application plus précise et une compatibilité avec les circuits à technologie mixte contenant à la fois des composants à travers le trou et des composants montés en surface.
2.Compatibilité des composants
3. contrôle des processus et précision
a. Facteurs de contrôle du brasage par refusion
Le brasage par refusion nécessite un contrôle méticuleux de plusieurs variables pour garantir des résultats de qualité :
- Dépôt de pâte à braser : La précision de l'impression au pochoir a un impact direct sur la qualité des joints, des facteurs tels que l'épaisseur du pochoir, la taille de l'ouverture et la pression d'impression nécessitant un étalonnage précis.
- Profilage de la température : Les zones du four doivent être soigneusement ajustées pour répondre aux exigences de la pâte à braser, avec des taux de chauffage généralement limités à 2-3°C par seconde pour éviter d'endommager les composants.
- Placement des composants : Un décalage de seulement 0,1 mm peut entraîner des défauts de soudure dans les composants à pas fin, ce qui nécessite un équipement de prélèvement et de placement de haute précision.
Les fours de refusion avancés sont dotés d'un système de contrôle de la température en boucle fermée et d'atmosphères d'azote pour réduire l'oxydation, ce qui permet d'obtenir des résultats cohérents, même pour les circuits imprimés à haute densité comportant des milliers de joints de soudure.
b.Facteurs de contrôle du brasage à la vague
La qualité du brasage à la vague dépend de différents paramètres critiques :
- Couverture du flux : Une application uniforme est essentielle pour éviter l'oxydation ; une quantité insuffisante de flux leads entraîne le séchage des joints, tandis qu'une quantité excessive de flux peut provoquer une contamination.
- Paramètres de l'onde : La hauteur, la vitesse et la température de l'onde doivent être optimisées en fonction de la conception du circuit imprimé. Une onde trop élevée provoque un pontage entre les lead adjacents, tandis qu'un temps de contact insuffisant entraîne des joints froids.
- Vitesse du convoyeur : généralement comprise entre 0,5 et 1,5 mètre par minute, la vitesse détermine le temps de contact de la soudure (généralement de 2 à 4 secondes) et doit être adaptée à la complexité de la carte.
Systèmes de brasage sélectif à la vague améliorent la précision en utilisant des buses programmables pour cibler des zones spécifiques, ce qui permet une application contrôlée de la soudure, même sur les circuits imprimés comportant des composants sensibles.
4. profils de défauts et contrôle de la qualité
a.Défauts courants du soudage par refusion
Les procédés de refusion sont susceptibles de présenter des défauts spécifiques liés à la gestion thermique et à la manipulation des matériaux :
- Tombée : Les petits composants (en particulier les résistances et les condensateurs) se redressent en raison d'une application inégale de la pâte à braser ou d'un chauffage inégal.
- Boules de soudure : Minuscules sphères de soudure sur la surface du circuit imprimé, causées par un excès de pâte, un mauvais alignement du pochoir ou un préchauffage insuffisant.
- Mouillage insuffisant : Mauvaise adhérence entre la soudure et les plots, souvent due à des couches d'oxyde qui n'ont pas été éliminées par le flux.
- Bridging (pontage) : Soudure reliant des pastilles adjacentes, particulièrement problématique dans les circuits intégrés à pas fin.
Ces défauts sont gérés grâce à un contrôle rigoureux du processus, y compris des systèmes d'inspection de la pâte à braser et une surveillance de la température en temps réel.
b.Défauts courants de soudure à la vague
Les défauts du soudage à la vague sont généralement liés à l'écoulement de la soudure et à la manipulation de la carte :
- Pontage : Excès de soudure reliant des trous de passage adjacents, nécessitant une réparation manuelle.
- Joints froids : Joints ternes, granuleux et de mauvaise conductivité électrique, causés par une chaleur insuffisante ou une activation insuffisante du flux.
- Sauts de soudure : Joints manquants en raison de trous obstrués, d'un flux inadéquat ou d'un mauvais contact avec les ondes.
- Inclusions de crasse : Particules de soudure oxydées piégées dans les joints, les affaiblissant et causant des problèmes de fiabilité.
Les machines de brasage à la vague modernes atténuent ces problèmes grâce à des caractéristiques telles que l'inertage à l'azote, des systèmes de flux améliorés et des technologies de profilage de la vague.
5. Scénarios d'application
a.Meilleures utilisations du soudage par refusion
Le brasage par refusion est la technologie de choix dans les :
- Électronique grand public : smartphones, tablettes, vêtements et ordinateurs portables équipés de composants SMD à haute densité.
- Télécommunications : Équipements 5G, routeurs et réseaux device avec des circuits intégrés complexes.
- Électronique automobile : Systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS) et systèmes d'infotainment avec des composants miniaturisés.
- Appareils médicaux devices : Moniteurs portables et équipements de diagnostic nécessitant des assemblages fiables et compacts.
b.Meilleures utilisations du soudage à la vague
Le brasage à la vague excelle dans les applications suivantes :
- Contrôles industriels : Motorisations, alimentations et panneaux de contrôle avec des composants robustes à trous traversants.
- Électronique automobile : Modules de distribution d'énergie et connecteurs de capteurs nécessitant des joints robustes.
- Aérospatiale et défense : Systèmes à haute fiabilité avec composants à trous traversants pour une meilleure résistance aux vibrations.
- Appareils électroménagers : Cartes de contrôle pour les appareils électroménagers avec un mélange de connecteurs traversants et de composants discrets.
