Des reflux multiples endommageront-ils ma soudure par brasage ?
Mercredi 12 janvier 2011, par Mario Scalzo [Consulter la biographie]
Je viens juste de recevoir la question d’un client au sujet d’un phénomène qui est peu étudié et encore moins quantifié : « combien de reflux puis-je effectuer sur un alliage de brasage avant d’endommager la soudure par brasage? »
Comme vous devez déjà le savoir, chaque fois que vous portez un alliage de brasage au delà de sa température liquide, il continue à dissoudre les métallisations sur le substrat sur lequel vous effectuez le brasage ainsi que les métallisations sur les fils du composant qui est fixé. Avec des procédures modernes, une « variation » en trois temps est courante, surtout avec un reflux et une reprise des deux côtés. Typiquement, le brasage appliqué avec une pâte ne subit pas de nouveau reflux pendant la vague car grâce à l’utilisation de clapets ou d’un brasage sélectif, il ne chauffe pas suffisamment pour fondre. Ceci dit, dans un tel cas, la soudure de brasage peut chauffer assez pour être endommagée. Pour ma part, ce qui est le plus intéressant avec les couches intermétalliques cristallines est qu’elles n’ont pas besoin d’atteindre l’état liquide pour former de gros cristaux. Et donc une variation de température proche de l’état liquide peut aussi augmenter la taille de la structure des cristaux.
Un autre facteur est les métallisations de surface, surtout les surfaces facile à braser comme l’or ou la procédure HASL. Avec l’or, le brasage Sn :Pb fondu à 200°C se dissoudra à 35 u-pouce/s. Ainsi une fine couche flash, de 3 à 5 u-pouce, part dans la première seconde et la couche intermétallique actuelle se forme en tant que sous couche ; la plupart du temps c’est du nickel (Ni). Il se passe la même chose avec la procédure HASL car la couche HASL est consumée dans la soudure de brasage à l’état liquide et la couche intermétallique se forme avec ce qui est en dessous de la procédure HASL.
La couche intermétallique augmentera tout comme la durée au delà de l’état liquide (TAL) ainsi que la température, une température plus chaude dissolvant plus la surface. C’est pour cette raison qu’il existe des limites de température de fonctionnement pour la soudure de brasage finale comme par exemple pas plus de 90% de l’état solide de l’alliage en degrés Kelvin.
Un autre facteur qui affecte la structure du grain, en dehors du TAL et du pic de température est le taux de refroidissement. Un taux de refroidissement plus rapide formera une structure de grain cristalline mais gardez à l'esprit qu'un taux de refroidissement trop rapide peut avoir pour conséquence des forces emprisonnées dans la structure des grains du fait de la non correspondance CTE entre le composant et le substrat.
D’après notre expérience, 3 variations de température constituent la limite acceptée (par la plupart des sociétés dans lesquelles je travaille). Mais la seule recommandation que nous pouvons faire est que vous essayiez les « pires » scénarios et effectuiez des tests ALT et des coupes transversales SEM sur des produits réels sur lesquels 3, 4 et 5 variations ont eu lieu. Votre cas particulier peut être unique ; il vaut mieux déterminer votre situation particulière.
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