Ce blog explique pourquoi le tombstoning se produit dans les lignes SMT et comment le réduire en améliorant les profils, la conception des pastilles, le contrôle de la pâte et le placement pour des cartes plus froides.
Le Tombstoning a l'air petit, mais il peut tuer votre rendement SMT rapidement. Une résistance de puce se dresse comme une petite pierre, une pastille est soudée, l'autre est suspendue dans l'air. La carte peut passer l'AOI, puis échouer lors du test ou même sur le terrain. Nous allons donc parler de choses simples : pourquoi cela se produit, quels sont les boutons que vous pouvez tourner et comment y mettre un terme.
Dans l'assemblage par montage en surface, le tombstoning signifie qu'une extrémité d'une petite pièce à deux plaquettes se soulève pendant la refusion. Ce phénomène se produit davantage sur les pièces 0603, 0402, 0201, où le corps est léger et la force de soudure importante. Pour un contrôleur de chambre froide ou un pilote de vitrine, une seule résistance ouverte peut déjà casser tout le système de refroidissement. Votre bonne étagères arrière en fil de fer est toujours vide, car le réfrigérateur ne démarre jamais.
L'origine est simple : la pâte à braser sur les deux pads ne fond pas et ne s'humidifie pas de la même manière. L'un des côtés tire plus fort, la puce tourne, et voilà qu'un défaut apparaît.
La plupart du temps, le tombstoning provient d'un chauffage inégal. Une pastille atteint le liquidus plus tôt, sa soudure se mouille et la tension superficielle tire ce côté vers le haut.
Si vous utilisez une rampe très agressive, un plot atteint la cible plus rapidement que l'autre. Il y a plus de pierres tombales sur le bord du panneau ou près des gros cuivres. Un préchauffage et un trempage plus doux donnent aux deux tampons le temps de se suivre.
Pratique courante sur de nombreuses lignes :
Il n'est pas nécessaire d'avoir des chiffres parfaits. L'idée clé : vérifier le profil thermique sur un produit réel. Placez des thermocouples à proximité des réseaux de puces où vous voyez des pierres tombales et réglez les zones ou la vitesse du convoyeur.
Le deuxième facteur important est le déséquilibre de la pâte à braser. Si une pastille reçoit plus de pâte, elle a plus de soudure fondue et tire donc plus fort lorsqu'elle s'humidifie.
Sur le pochoir, les deux ouvertures d'une même puce doivent imprimer pratiquement le même volume. La vie réelle est désordonnée : raclette usée, pochoir sale, mauvais temps de nettoyage. Il est néanmoins possible d'ajuster la conception :
Vous pouvez même effectuer un petit test en ligne : ouvertures normales contre ouvertures réduites du côté chaud, puis comparer le taux de chute. Il s'agit d'une expérience rapide en atelier, et non d'une recherche universitaire de grande envergure.
La disposition joue également un rôle important. Si les plaquettes et le cuivre ne sont pas équilibrés, vous risquez de provoquer un "tombstoning".
Pièges typiques de l'agencement :
Tous ces éléments modifient l'échauffement local et le mouillage. L'un des côtés chauffe plus lentement, mais contient plus de cuivre et plus de pâte, de sorte qu'une fois qu'il a finalement fondu, il tire fortement.
Les bonnes habitudes :
Il s'agit de la même logique que pour la conception d'un bâtiment stable. étagères arrière en fil de fer dans notre usine de QIAOSi les pieds et les fils transversaux ne sont pas symétriques, le rack tremblera. Le circuit imprimé se comporte de la même manière en cas de contrainte thermique.
Les très petits paquets comme le 0402 et le 0201 sont plus sensibles. Leur masse étant faible, ils se soulèvent plus facilement. Les différents fournisseurs peuvent également avoir une structure de placage et d'étain différente, ce qui modifie la vitesse de mouillage.
Vous pouvez :
Parfois, les ingénieurs ne blâment que le four, mais le lot de composants fait aussi partie de l'histoire.
L'emplacement détermine également le tombstoning. Si la puce est déjà décentrée avant la refusion, une terminaison se trouve dans un petit îlot de pâte, l'autre dans une “piscine” profonde.
Vérifiez ces points sur votre lieu de ramassage :
Lorsque les responsables de la ligne à QIAO déboguer une nouvelle carte de contrôle de congélateur, elle fonctionne toujours d'abord à vitesse lente, avec des broches de support de carte supplémentaires. Ce n'est que lorsque la vitesse de la pierre tombale est maîtrisée qu'ils commencent à faire pression sur le temps de cycle.
Même avec de bonnes règles, le produit réel est complexe. Vous avez donc besoin d'outils de retour d'information.
Pensez-y comme pour la conception d'un système de grillage sur mesure : vous ne vous contentez pas de souder et d'expédier. Vous testez la charge, la flexion, les vibrations, puis vous réglez le calibre du fil et le schéma de soudage. Même état d'esprit pour les travaux SMT.
| Facteur principal | Symptôme typique en ligne | Idées de solutions simples |
|---|---|---|
| Chauffage inégal / mauvais profil | Plus de pierres tombales près du bord ou du cuivre lourd | Lisser la rampe, ajouter le trempage, ajuster les températures de la zone, reprofiler le produit réel. |
| Volume de pâte / pochoir | Un pad avec une grosse soudure brillante, l'autre côté presque sec | Équilibrer les ouvertures, utiliser un pochoir plus fin, améliorer le nettoyage et le contrôle de la pâte |
| Asymétrie des plaquettes et du cuivre | Toujours le même composant dans la même zone du circuit imprimé | Rendre les plaquettes symétriques, ajouter un relief thermique, déplacer ou inverser les vias |
| Composants et matériaux | Certains lots ou pièces de très petite taille sont défectueux plus | Préférer une taille plus grande, qualifier les fournisseurs, contrôler le stockage |
| Placement et manipulation | Les puces ont l'air inclinées avant la refusion, plus de défauts lorsque la vitesse augmente | Fixer le choix de la buse et la hauteur en Z, améliorer le support de la planche, réduire les vibrations |
Vous vous dites peut-être : “Nous sommes dans les rayonnages métalliques et les pièces de réfrigération, pourquoi parlons-nous tant de SMT ?” Dans la réalité, ils sont liés.
Composants des chambres froides, vitrine commerciale les contrôleurs, les petits circuits imprimés cachés près des filet de protection du compresseur - tous dépendent d'une qualité SMT stable. Si une minuscule résistance tombe en panne et s'ouvre, les lumières de votre belle armoire s'éteignent, les ventilateurs s'arrêtent ou la température dépasse les spécifications. Les utilisateurs finaux ne se plaignent pas de tomber en panne ; ils se plaignent que leur nourriture ou leur boisson est chaude.
Au QIAO nous voyons les deux côtés : nous construisons des paniers de congélation et des grilles arrière sur mesure, composants du congélateur et d'autres pièces métalliques, et nous discutons également tous les jours avec les équipes d'ingénieurs de nos clients. Nombre d'entre eux posent désormais directement la question à leurs partenaires pour les circuits imprimés : ’Montrez-moi votre taux d'erreur sur les petites pièces passives“. C'est devenu un point douloureux courant lors du lancement d'un nouveau produit.
Par conséquent, si vous concevez du matériel pour les congélateurs de supermarchés, les refroidisseurs de boissons ou les chambres froides de laboratoires, ne traitez pas le tombstoning comme un petit défaut cosmétique. C'est le signe que l'équilibre des forces dans votre scène SMT n'est pas bon. Corrigez les problèmes thermiques, de pâte, de plaquettes, de pièces et d'emplacement dès le début, et vos étagères, baies et compresseurs auront une vie bien plus tranquille par la suite.
