Avantages et inconvénients du brasage par refusion avec convection utilisant l'azote

Tout fabricant en électronique qui a déjà envisagé l'utilisation d'azote dans un procédé de brasage vous dira que l'obstacle immédiat et le plus important est le coût. Il faut acheter de l'azote auprès d'un fournisseur ou bien installer un système de production d'azote. L'environnement de refusion concurrent est l'air qui est toujours abondant et totalement gratuit. Il est difficile de rivaliser avec quelque chose qui a un coût nul et est disponible partout, y compris dans les pays en voie de développement et ceux du tiers monde. L'azote, en particulier l'azote de grande pureté (pauvre en oxygène), n'est pas disponible partout.Tout fabricant en électronique qui a déjà envisagé l'utilisation d'azote dans un procédé de brasage vous dira que l'obstacle immédiat et le plus important est le coût. Il faut acheter de l'azote auprès d'un fournisseur ou bien installer un système de production d'azote. L'environnement de refusion concurrent est l'air qui est toujours abondant et totalement gratuit. Il est difficile de rivaliser avec quelque chose qui a un coût nul et est disponible partout, y compris dans les pays en voie de développement et ceux du tiers monde. L'azote, en particulier l'azote de grande pureté (pauvre en oxygène), n'est pas disponible partout.

Les personnes qui ont utilisé l'azote comme environnement de refusion pour l'assemblage de circuits imprimés sont aussi conscients du défi soulevé par les composants passifs tels que les condensateurs pavés et les résistances (p. ex. 1205, 0805, 0603, 0402, etc.). Ce défi résulte du défaut communément appeléLes personnes qui ont utilisé l'azote comme environnement de refusion pour l'assemblage de circuits imprimés sont aussi conscients du défi soulevé par les composants passifs tels que les condensateurs pavés et les résistances (p. ex. 1205, 0805, 0603, 0402, etc.). Ce défi résulte du défaut communément appelé l'effet Manhattan. Sans la présence d'oxygène, il n'y a pratiquement pas de pellicule d'oxyde qui se forme sur la surface de la brasure fondue. Cette pellicule d'oxyde confère une faible tension superficielle à la brasure fondue. Une brasure fondue sans oxyde a une tension superficielle plus élevée. Cela signifie que, lorsque la brasure mouille les terminaisons, la force appliquée dans un environnement de refusion composé d'azote sera supérieure à la force appliquée dans un environnement de refusion composé d'air. Le mouillage de la brasure sur les terminaisons peut être encore amélioré car les terminaisons peuvent être moins oxydées après avoir été chauffées en l'absence d'oxygène. Ces deux phénomènes peuvent provoquer des forces de mouillage suffisantes pour tirer sur la terminaison et lever le composant sur son extrémité.

Mais un environnement de refusion composé d'azote présente certainement des avantages. Si on poursuit la discussion, une tension superficielle plus élevée de la brasure fondue lorsqu'elle est refondue dans un environnement composé d'azote est avantageuse pour des applications impliquant des composants à pas fin. Cette tension superficielle supérieure peut réduire l'incidence du pontage parce que la brasure, une fois fondue, va vouloir fusionner et il en résulte que la brasure se retire de la pastille. Ce mécanisme peut également contribuer à atténuer les billes de brasure au milieu de la puce et d'autres défauts similaires où la brasure se déplace en des endroits non souhaitables pendant la refusion.

On attend également un meilleur mouillage lorsqu'on compare la refusion en présence d'azote avec la refusion en présence d'air. Ceci est assez élémentaire dans son principe. Les surfaces, qu'elles soient formées de composants en plomb ou de pastilles de carte de circuit imprimé sensibles à l'oxydation, ne sont pas capables de s'oxyder davantage dans un environnement de refusion composé d'azote en raison de la présence raréfiée d'oxygène. Les fondants ne doivent pas travailler aussi dur pour nettoyer les surfaces et le mouillage peut se produire plus tôt et plus rapidement.

Les problèmes d'oxydation ne sont pas nécessairement limités aux surfaces des cartes de circuits imprimés. L'oxydation peut également avoir un impact sur la brasure elle-même. Une grande quantité d'assemblages de circuits imprimés est réalisée avec une pâte à braser. Une pâte à braser est composée de particules en suspension dans un flux. Les particules de brasure dans la pâte sont soumises à une oxydation au cours du soufflage par air, en particulier si le flux coule et expose les particules de brasure et/ou la résistance à l'oxydation du flux n'est pas suffisamment bonne pour protéger les particules de brasure. Il peut en résulter un défaut esthétique souvent appelé « l'effet de grappe.»

Au final, presque tous les défauts associés à l'oxydation, même ceux qui n'ont pas été abordés ici, tels que le défaut de mouillage du joint de brasure, peuvent généralement être atténués si on utilise un soufflage à l'azote au lieu d'un soufflage à l'air.

Il y aura toujours incontestablement des applications où l'utilisation de l'azote est inutile. Le coût de l'azote est aussi un élément à considérer lors de sa mise en œuvre. Mais, pour ceux qui cherchent à améliorer certains aspects de leur procédé de brasage par refusion avec convection, l'utilisation de l'azote peut être la clé.