Poudre de brasage : "Type" IPC et surface

Lundi 3 octobre 2011 par Andy Mackie [voir biographie]

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La dimension des particules de la poudre de brasage et leur forme ont une conséquence sur la fonctionnalité de la pâte de brasage de nombreuses façons. impression/distribution/trempage ; formation de billes de brasage ; effet de graping ; vide ; adhérence etc.

Pour cette raison, j’ai passé quelques mois intéressants à diriger un groupe inter-secteur (deux fournisseurs et deux utilisateurs de pâte de brasage) afin d’aider mon vieil ami Brian Toleno, président du IPC 5-24b (Groupe de travail sur la pâte de brasage) à apporter les touches finales à la dernière version du J-STD-005A. Les points délicats concernaient les définitions de la dimension de la poudre dans la pâte : à savoir la distribution et la « dimension maximale autorisée des particules ». Nous sommes parvenus à un consensus intéressant dans le secteur qui devrait permettre au J-STD-005A de voir la lumière du jour en tant que document publié en 2012. J’ai aussi vu le travail récent de collègues sur les conséquences de la dimension des particules sur la surface. Je n’ai pas vu les résultats de ce travail alors je veux vous montrer comment calculer la surface de la poudre de brasage dans la pâte.

Supposons une pâte de brasage d’un poids de x%. [Notez que : Lorsque la dimension de la poudre de brasage (diamètre), la charge métallique est aussi diminuée de 0,5 % ou plus pour compenser la couche frontière de flux thixotropique adhérant à la surface des particules mais faisons la première supposition que x ne dépend pas de la dimension des particules]. Donc 1 gramme de pâte de brasage contient (x/100) grammes de métal de brasage.

Si le métal a une densité de r (rho), alors le volume de métal (v) par gramme de pâte de brasage :

               v = x / (r * 100)

Supposons que les particules métalliques sont monodispersées (c.-à-d. : toutes de même diamètre (d)), alors le nombre de particules par gramme de pâte (n) est simplement v (volume total de métal par gramme) divisé par le volume d’une particule (V_p).

               n = v / v_p = x / (r * 100 * (4/3) * pi * (d/2)³ )

Nous pouvons maintenant aussi calculer la surface de la poudre de brasage (s) par gramme de pâte à partir de nos connaissances de la surface par particule de poudre de brasage (s_p) :

               s = n * s_p = n *4 * pi * (d/2)²

C’est une simple question d’algèbre permettant de montrer la proportion de la surface par rapport au volume est à peu près l’inverse du rayon ou diamètre de la particule (je vous donne cela à titre de devoir) :

Il y a longtemps, j’ai fait un peu d’intégration numérique dans Excel pour montrer l’effet du type de poudre sur la distribution de la population et ainsi comment le « type » de poudre (2, 3, 4, 5, etc.) affecte la surface, en faisant des suppositions sur la largeur de la distribution. Les résultats sont indiqués ci-dessous et sont plutôt tels que nous les attendions. Lorsque vous passez du type 3 au type 6, vous constatez une augmentation x 10 de la surface.

Au plaisir !

Andy

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