Le plus gros compromis de l'impression des pâtes de brasage ultra fines est la refusion

Dans une séries sur l'assemblage SMT en six parties, nous avons discuté des avantages de l'utilisation de pâtes de brasage à poudre fine pour améliorer les rendements de traitement pour l'impression de stencil , surtout pour les surfaces où le ratio de surface est inférieur à 0,66.

Parce que ~60% des défauts de brasage se produisent en général au niveau de l'impression, il est vital pour la réussite de se concentrer sur l'impression de stencil. Si le dépôt de pâte est insuffisant, comme cela est généralement le cas lorsque l'on observe ces petites ouvertures, la procédure a échoué à l'étape initiale dans l'assemblage SMT et une reprise est inévitable.

Les pâtes de brasage à poudre fine peuvent aider à éliminer la contrainte de 0,66. Cependant, comme avec la plupart des modifications, il y a un compromis: la refusion de ces matériaux devient plus compliquée.

Figure 1

En observant, les raisons sont compréhensibles. D'abord, lorsque la taille des particules baisse, la surface totale (surface exposée) pour le même volume de pâte de brasage augmente. Cette augmentation de la surface totale signifie aussi une augmentation de l'oxyde de la surface totale et la demande de flux augmente pour éliminer ces oxydes. Ensuite, tel que cela est illustré dans la Figure 1, la raison du choix d'une pâte de brasage à poudre fine est l'impression d'ouvertures plus petites avec des ratios de surface plus compliqués. Lorsque nous lisons le diagramme de droite à gauche, on peut voir que le ration de flux disponible à la surface exposée baisse lorsque l'on passe d'une ouverture de 18mil à 6mil.

En d'autres termes, nous rencontrons deux problèmes lors de la refusion de pâtes de brasage à poudre fine. Le premier est l'augmentation des oxydes en surface dans la pâte elle-même. Le deuxième problème est la taille physique du dépôt de pâte de brasage qui est plus petite avec moins de flux disponible et, par conséquent, plus de sensibilité à l'environnement du four.

De ce fait, nous commençons à constater des défauts de brasage associés à l'épuisement du flux : effet de graping, head-in-pillow, déshumidification, billes de brasage, joints de brasage ternes et/ou mauvais filets.

Ceci étant, tout ce que nous pouvons faire pour diminuer l'apport de chaleur total augmentera la fenêtre de traitement pour une réussite. En d'autres termes,lorsque cela est possible et de façon raisonnable :

• réduire le pic de température
• raccourcir la durée de l'état liquide
• raccourcir la durée totale de la partie de chauffage du four
• se rapprocher le plus possible d'un profil pic de rampe opposé à un profil trempé

Encore une fois, souvenez-vous que ces très petits dépôts de pâte sont très sensibles à l'environnement du four.

Voici quelques conseils de base. La partie de préchauffage du profil préconditionne la pâte de brasage avant de réduire les oxydes en surface et la refusion réelle.         Une progression trop rapide pendant que la pâte contient toujours du solvant qui peut entraîner de petites « explosions » et créer des billes/perles de brasage et des éclaboussures de flux. Une progression trop lente et l'utilisation de trempages plus longs peuvent entraîner un épuisement de la pâte prématuré. Un taux de progression (pente pas max(+)) ou, si je puis dire, un taux moyen de la température ambiante au pic de 1°C/s est un bon moyen et rend le calcul facile ; l'assemblage commence à une température ambiante de 25°C et refusionne à 245°C pour un brasage sans plomb, soit un delta de 220 degrés. Un taux de progression de 1°C/s signifie que 220 degrés sont égaux à 220s ou 3 minutes et 40 secondes ; 4 minutes est un bon objectif. Le taux de progression peut être réglé par la vitesse du convoyeur qui correspond à la longueur totale de la partie de chauffage du four divisée par 4 minutes, ce qui donne la vitesse de la courroie. Heureusement, notre four BTU fait 100 pouces et équivaut à une vitesse de courroie de 25ppm (pouces par minute).

La plupart des fabricants de fours suggèrent que la première zone ne soit pas inférieure à 100°C afin de réduire les vapeurs du flux (point de condensation). Je préfère commencer à moins de 120°C afin de réduire les « explosions » de pâte (les grands assemblages sont une exception). J'aime utiliser le même delta entre les zones du four afin de créer une progression graduelle (cela facilite aussi la réduction du delta T entre les composants). Un exemple est 110/130/150/170/190/210/230/250 et une vitesse de courroie de 25ppm (pour notre four BTU suggéré ci-dessus) pour une carte assez simple mesurant 8" x 10" x 0.062" avec un pic de température à 35-245°C et une durée en état liquide de plus de 45-70 secondes.

Bien sûr, ce sont des réglages optimaux qui ne servent que de directive. Il y a toujours des défis comme des cartes à circuit imprimé très épaisses, de gros composants et de très petits composants qui nécessitent des profils de trempage différents, une durée totale plus longue dans le four, etc.

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