Introduction
Dans le processus SMT de fabrication des PCBA, l'apparence des joints de soudure a longtemps été considérée comme un indicateur clé pour évaluer la qualité de la soudure. Lors de l’inspection, de nombreux clients accordent une attention particulière à savoir si les joints de soudure sont brillants, uniformes et pleins. Parmi les nombreux facteurs affectant l'apparence des joints de soudure, la teneur en oxygène à l'intérieur dufour de refusionest souvent la variable clé la plus facilement négligée, mais pourtant très influente. En particulier dans les environnements de fabrication de PCBA sans plomb, les joints de soudure sont naturellement plus susceptibles de paraître ternes, rugueux ou manquant d'éclat par rapport aux soudures au plomb traditionnelles. De nombreuses usines attribuent à tort cela à des problèmes de qualité de la soudure, alors qu'en réalité, le contrôle de la concentration en oxygène dans le four est l'un des facteurs critiques déterminant l'état de surface des joints de soudure.
La brillance des joints de soudure est fondamentalement liée aux réactions d'oxydation
Pendant le processus de brasage par refusion dans la fabrication de PCBA, la pâte à souder subit des étapes de préchauffage, d'activation, de fusion et de refroidissement. Lorsque la soudure est à l’état fondu à des températures élevées, sa surface réagit rapidement avec l’oxygène de l’air. L'oxydation forme un film d'oxyde à la surface du joint de soudure, ce film altère les propriétés réfléchissantes du métal, rendant le joint terne, rugueux ou même granuleux. Si la teneur en oxygène à l'intérieur du four est élevée, le taux d'oxydation s'accélérera considérablement et la fluidité de la surface du joint de soudure sera également affectée. Les joints de soudure résultants peuvent manquer de lustre, même si leur résistance structurelle répond aux spécifications. Par conséquent, dans les projets de fabrication de PCBA de haut niveau-, la luminosité des joints de soudure n'est pas simplement un problème visuel mais un reflet de la stabilité de l'environnement de soudure.
La soudure sans plomb-est plus sensible aux niveaux d'oxygène
À l'ère de la fabrication traditionnelle de PCBA au plomb, la soudure avait de fortes propriétés mouillantes, de sorte que même avec une certaine oxydation, elle pouvait toujours former des surfaces de joint de soudure relativement lisses. Cependant, la soudure sans plomb-est totalement différente. Les soudures sans plomb de type SAC--ont des points de fusion plus élevés, une fluidité relativement plus faible et sont plus sensibles aux environnements oxydants. Si la concentration d'oxygène à l'intérieur du four de refusion n'est pas maintenue de manière constante, les joints de soudure sans plomb sont sujets à un trouble, à une rugosité de surface ou à une perte localisée de lustre. Ces changements sont particulièrement visibles dans les zones avec des composants à pas fin-et des coussinets de masse-de grande surface. De nombreux fabricants de PCBA réévaluent leurs capacités de protection contre l'azote après être passés à des processus sans plomb, principalement parce que les systèmes sans plomb ont une tolérance plus faible pour la teneur en oxygène.
Un environnement pauvre-en oxygène améliore le mouillage de la soudure et la formation des joints.
Dans le brasage par refusion de PCBA, lorsque la concentration d'oxygène à l'intérieur du four diminue, le taux d'oxydation sur la surface de soudure ralentit considérablement. Dans ces conditions, le flux peut éliminer plus efficacement la couche d'oxyde de la surface métallique, permettant à la soudure de se répartir plus uniformément sur les plages. Une fois les joints de soudure formés, leurs surfaces présentent un éclat métallique plus lisse et plus continu. Par conséquent, de nombreux projets de fabrication de PCBA haut de gamme utilisent une soudure par refusion protégée par de l'azote pour réduire les niveaux d'oxygène à l'intérieur du four, améliorant ainsi le mouillage de la soudure et garantissant une apparence cohérente. En particulier pour les composants à haute-densité tels que les BGA, les QFN et les 01005, un environnement à faible-oxygène réduit également le risque de pontage et de vides.
« Plus c'est brillant, mieux c'est » n'est pas une norme absolue pour les joints de soudure
Dans l'industrie de la fabrication de PCBA, de nombreux clients supposent instinctivement que plus un joint de soudure est brillant, meilleure est sa qualité. Cependant, du point de vue du processus, la luminosité d’un joint de soudure n’est pas nécessairement synonyme de fiabilité en soi. Certains joints de soudure sans plomb-peuvent encore présenter de bonnes propriétés mécaniques même s'ils semblent légèrement plus ternes, à condition qu'ils soient complètement mouillés et aient des contours normaux. Ce qui compte vraiment, c'est si l'état de surface des joints de soudure est stable et cohérent. S'il existe des fluctuations significatives de la luminosité des joints de soudure au sein du même lot de produits PCBA, cela indique généralement une instabilité de l'environnement de refusion, des niveaux d'oxygène ou du profil de température. Par conséquent, les équipes d'ingénierie se concentrent davantage sur la cohérence des processus plutôt que sur la simple recherche d'une finition en miroir-.
Les fluctuations de la concentration en oxygène affectent également le risque de vides et de joints de soudure à froid
Concentration d'oxygène pendantbrasage par refusionaffecte non seulement l’apparence, mais a également un impact indirect sur la structure interne des joints de soudure. Lorsque les réactions d'oxydation s'intensifient, la vitesse à laquelle l'activité du flux est consommée s'accélère et certains gaz ne peuvent pas être efficacement évacués de l'intérieur des joints de soudure, ce qui facilite la formation de vides. Dans le même temps, une capacité de mouillage réduite entraîne une liaison insuffisante entre la soudure et les plots, ce qui augmente également le risque de joints de soudure à froid. De nombreux sites de fabrication de PCBA connaissent des cas de « couleur anormale des joints de soudure associés à une instabilité fonctionnelle », qui sont souvent fondamentalement liés aux fluctuations des niveaux d'oxygène à l'intérieur du four. Par conséquent, la fabrication de PCBA à haute-fiabilité implique généralement-une surveillance en temps réel de la concentration en oxygène, gérée en tandem avec le profil de température de soudage par refusion.
La capacité de protection contre l'azote devient une mesure clé pour les-usines de PCBA haut de gamme
Avec l'augmentation continue des produits à haute-densité et haute-fiabilité, de plus en plus de clients s'intéressent aux capacités de brasage par refusion à l'azote des installations de fabrication de PCBA. Des facteurs tels que la précision du contrôle de la concentration en oxygène, la stabilité du flux d'azote et les performances d'étanchéité du four ont tous un impact direct sur la cohérence du brasage. Certains projets haut de gamme exigent même que les niveaux d'oxygène à l'intérieur du four soient contrôlés en dessous de 1 000 ppm. Cela signifie que lefour de refusionn'est plus simplement un « dispositif de chauffage », mais plutôt une plate-forme de processus critique qui détermine la qualité du brasage PCBA.
Au cours du processus de fabrication des PCBA, la luminosité des joints de soudure peut sembler simplement un problème esthétique, mais elle reflète en réalité l'état général de l'environnement de brasage par refusion, le contrôle de l'oxydation et la stabilité du brasage. Les fluctuations des niveaux d'oxygène à l'intérieur du four affectent non seulement l'apparence visuelle des joints de soudure, mais ont également un impact profond sur la capacité de mouillage, le risque de vides et la fiabilité à long terme.
Profil de l'entreprise
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