Introduction
Dans le secteur de la fabrication de PCBA, la transition du brasage au plomb vers le brasage sans plomb ne représente pas simplement une substitution de matériaux, mais une mise à niveau complète des processus englobant la thermodynamique, la métallurgie et la précision des équipements. Bien que la directive RoHS soit en vigueur depuis des années, les défis posés par le-brasage sans plomb-notamment les points de fusion élevés, la mauvaise mouillabilité et les problèmes de contrainte des matériaux-restent des variables critiques qui testent les capacités de contrôle qualité des usines dans l'atelier de production.
Défis thermiques pour les PCB et les composants dus à des points de fusion élevés
La soudure à base de plomb-fond à seulement 183 degrés, tandis que la soudure classique sans plomb-atteint 217 degrés. Cette augmentation de 34 degrés pousse directement les températures de refusion maximales dans les processus PCBA jusqu'au seuil de 240 à 250 degrés.
À des températures aussi élevées, la résine des substrats PCB est très sensible à la dégradation physique, entraînant un délaminage ou une décoloration. Dans le même temps, les limites d'endurance thermique des composants sensibles à la chaleur tels que les condensateurs électrolytiques et les connecteurs sont confrontées à de sérieux défis. Le contrôle qualité doit commencer dès l'étape de réception des matériaux, en vérifiant rigoureusement la Td (température de décomposition thermique) du PCB et la puissance thermique des composants. Dans la pratique, les techniciens doivent utiliser des thermomètres multi-points pour affiner le profil de température du four, en minimisant les écarts de température entre les grands composants à haute -capacité thermique-et les petits composants à faible-capacité thermique-micro-pour éviter une surchauffe localisée.
Modifications des critères d'apparence des joints de soudure en raison des disparités de mouillage
La soudure sans plomb-présente une tension superficielle nettement plus élevée que la soudure au plomb, ce qui se traduit par des propriétés de mouillage comparativement plus faibles. Lors de l'inspection visuelle du traitement PCBA, les joints de soudure sans plomb-ne présentent plus la caractéristique de brillance miroir-des joints au plomb. Au lieu de cela, ils affichent une finition mate subtile, avec une hauteur de soudure et un angle d'étalement souvent moins prononcés que dans les procédés au plomb.
Ce changement de propriété physique nécessite des critères d'évaluation mis à jour pour les équipes d'assurance qualité. La poursuite aveugle des normes « lumineuses, complètes et rondes » de l'ère du plomb peut facilement conduire à des retouches excessives, endommageant potentiellement la couche IMC des pads. L’accent devrait être mis sur la quantification de l’angle de mouillabilité et de la couverture du sous-remplissage. L'utilisation d'algorithmes AOI haute-résolution pour re-remodeler la morphologie unique des joints de soudure sans plomb-évite les erreurs d'évaluation qui entraînent des pertes de production.
Taux de croissance de la couche IMC et gestion de la fragilité des joints de soudure
L'environnement à haute température-des processus sans plomb-accélère la croissance des couches IMC. Alors qu'une IMC modérée est essentielle pour un brasage stable, les alliages sans plomb-comme le SAC305 ont tendance à former des composés intermétalliques Cu6Sn5 ou Ag3Sn excessivement épais pendant le brasage, augmentant considérablement la fragilité des joints.
Lorsque les composants PCBA subissent des chutes, des vibrations ou des contraintes de dilatation/contraction thermique, les interfaces de joint trop fragiles sont sujettes à la fracture. La gestion de la qualité doit établir des restrictions strictes de refusion secondaire et mettre en œuvre une surveillance dynamique de la température des pannes de fer à souder aux stations critiques afin d'éviter que les températures élevées instantanées pendant le brasage manuel n'induisent davantage de couches métalliques fragiles. Pour les produits de contrôle automobiles ou industriels, des tests de choc thermique doivent être ajoutés pour valider la fiabilité mécanique sous des cycles de contrainte à long-terme.
Activité de flux et nettoyage des ions résiduels
En raison du taux d'oxydation extrêmement rapide de la soudure sans plomb-à des températures élevées, les flux-sans plomb correspondants contiennent généralement des proportions plus élevées d'activateurs et de colophane. Les résidus produits par ces composants après des réactions à haute-température sont souvent plus difficiles à éliminer et présentent des risques d'électromigration plus élevés.
Lors de la fabrication des PCBA, l'auto-inspection doit donner la priorité à la propreté de la surface de la carte après-soudage. Si le nettoyage ionique est incomplet avant le revêtement conforme, les activateurs résiduels peuvent induire la croissance de dendrites dans les environnements humides, provoquant des micro-courts-circuits. Les usines doivent régulièrement tester les concentrations d'ions des solutions de nettoyage et optimiser les paramètres de pression de nettoyage par ultrasons ou par pulvérisation pour les processus sans plomb-.
Conclusion
L'adoption de processus sans plomb-réduit intrinsèquement la marge de tolérance au sein de la fenêtre de processus. Si vous rencontrez des goulots d'étranglement techniques tels que des joints de soudure grise, des dommages thermiques aux composants ou une fiabilité à long terme réduite-pendant la transition d'une fabrication avec plomb à une fabrication sans plomb-, cela indique que votre logique de contrôle qualité nécessite des mises à niveau physiques et chimiques plus approfondies.
Faits en brefÀ propos de NeoDen
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2) Produits NeoDen : machines PnP de différentes séries, NeoDen YY1, NeoDen4, NeoDen5, NeoDen K1830, NeoDen9, NeoDen N10P. La série IN de fours de refusion, ainsi que la ligne SMT complète, comprennent tous les équipements SMT nécessaires.
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