Impression de stencil pour réussir : Manipulation et stockage de la pâte de brasage

Optimisation de SMT pour une impression réussie sur des dépôts de pâte de brasage ultrafine

Le secteur SMT accepte largement que ~60% des défauts de brasage se produisent sur l'imprimante de stencils. La figure 1 (ci-dessous) décrit un diagramme d'Ishikawa  très chargé illustrant pourquoi cela est le cas. Il y a simplement une grande variété de variables qui influencent le résultat.

Figure 1.

J'aimerais utiliser une expression souvent associée aux sports : « revenir aux fondamentaux (ou bases). » Ce terme est souvent utilisé par un coach lorsqu'une personne ou une équipe commence à montrer une mauvaise exécution de compétences fondamentales. Ce terme peut être utilisé aussi dans le monde du SMT. Ce n'est pas forcément parce que nous avons perdu de vue les fondamentaux et sommes devenus plus négligés dans notre jeu mais parce que les règles du jeu ont changé alors que nous continuons sur la voie de la miniaturisation. Une procédure SMT qui peut avoir fonctionné sans défauts pendant des années peut soudainement faillir lorsqu'elle doit traiter des composants très petits.

Dans les prochains articles du blog, je parlerai de plusieurs variables et proposerai des suggestions sur la façon d'améliorer les taux de réussite, surtout en ce qui concerne les dépôts de brasage à caractéristiques fines.

Manipulation et stockage de la pâte de brasage sera le premier de cette série.

Figure 2.

On oublie souvent l'importance du stockage et de la manipulation de la pâte de brasage. La pâte de brasage a une date d'expiration et est classée comme substance périssable; je la rapprocherais d'un litre de lait. Une analogie intéressante peut être faite : « Pendant combien de temps puis-je laisser un litre de lait sur le comptoir avant qu'il ne se gâte ? » Il est important de noter que même réfrigérés, à un certain stade, le lait comme la pâte de brasage, se « gâteront » (au delà de la date d'expiration). En ce qui concerne la pâte de brasage, le flux « fonctionne » toujours même lorsqu'il est réfrigéré, en éliminant les oxydes de surface des particules de poudre de brasage dans la pâte de brasage elle-même. La réaction est bien plus lente lorsqu'elle est réfrigérée mais elle se produit tout de même. Le produit dérivé de cette réaction est un sel de métal lourd, qui a pour conséquence une augmentation de la viscosité de la pâte de brasage et une baisse de l'activité du flux disponible. Lorsque la pâte de brasage « se gâte » cela donne un rouleau de mauvaise pâte sur le stencil et l'ouverture ultérieure du remplissage ainsi qu'une baisse de l'activité du flux pendant la refusion.

Revenons à note analogie avec le lait...une fois sorti du frigo, pendant combien de temps peut-on le laisser dehors avant qu'il ne tourne ? On peut répondre par une réponse générale convenant à tous les cas. Il faut tenir compte de différentes variables : quelle est la date d'expiration (plus la date est proche, plus il se gâtera vite) ; combien en reste-t-il dans la bouteille ? (une bouteille pleine mettra plus de temps à se gâter qu'une bouteille qui ne contient que peu de lait) ; pendant combien de temps la bouteille est-elle restée ouverte, laissant son contenu exposé à l'air ? ; Combien de fois le bouchon a-t-il été retiré ? ; a-t-il été contaminé par une substance étrangère ou plus ancienne ? (par exemple ajout d'une vieille pâte dans le même conteneur que de la pâte non utilisée, fraîche) ; température de la pièce ? ; et humidité ? ; pour n'en citer que quelques uns. Toute combinaison de ces éléments fait que le contenu se « gâte » à une vitesse encore plus grande.

Je devrais mentionner que l'analogie avec le lait ne fonctionne pas sur plusieurs points. Faire sortir et remettre le lait au réfrigérateur ralentit le processus de dégradation du lait mais accélère celui de la pâte de brasage. Deuxièmement, il est impératif que la pâte de brasage soit ramenée à température ambiante avant son utilisation. Dans les deux cas, la condensation est le problème (voir Figure 2 de la canette de soda). Si la pâte de brasage n'est pas ramenée à température ambiante avant d'ouvrir le conteneur, de l'humidité se condensera sur la pâte de brasage, exactement comme dans une bouteille de lait ou sur une canette de soda qui est sortie du réfrigérateur. Cette humidité accélère le processus de « dégradation » des pâtes de brasage. Une mise à température inadéquate comme mettre la pâte de brasage sur un rebord de fenêtre au soleil ou au-dessus d'un four accélèrera aussi le processus de dégradation.

En résumé, la manipulation de la pâte de brasage forme une très bonne analogie avec le lait. La dégradation de la pâte de brasage affecte la capacité de la pâte de brasage à « s'enrouler » sur le stencil (ou la capacité de distribution en cas d'applications par seringue), empêchant ainsi la capacité de la pâte de brasage à remplir les ouvertures du stencil, ce qui a pour conséquence des dépôts de pâte insuffisants sur les coussinets de la carte à circuit imprimé. Le flux disponible, lorsqu'il est nécessaire, est aussi réduit car l'activité du flux est « consommée » lors de cette réaction chimique ; il y a moins d'activité de flux pour relever les défis du profil de refusion. Avec un flux réduit pendant la refusion, la pâte de brasage a encore plus de difficultés pour faire face aux défauts du brasage qui sont sensibles à l'oxydation, comme l'effet de graping, de head-in-pillow ou de formation de billes de brasage. Ce défi est encore plus évident lorsque le dépôt de pâte de brasage devient de plus en plus petit.

Ne ratez pas le prochain épisode.

Ed Briggs

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