Guide simple des profils de soudure par refusion pour le SMT sans plomb. Apprenez les zones clés, le TAL et les défauts courants pour assurer la fiabilité des cartes de contrôle des lave-vaisselle et des congélateurs.
Si vous exploitez une ligne SMT, vous savez déjà une chose : le four de refusion peut faire votre bonheur ou anéantir totalement votre rendement.
Vous pouvez acheter une machine à ramasser rapide. Vous pouvez utiliser une pâte de qualité supérieure. Mais si le profil de soudure par refusion n'est pas le bon, les cartes pour le contrôleur de votre congélateur ou le circuit imprimé de votre lave-vaisselle sortent toujours avec des ouvertures, des vides et des défaillances aléatoires sur le terrain. QIAO constate ce problème de façon récurrente lorsqu'il discute avec des partenaires OEM et EMS.
Dans cet article, nous verrons ce qu'est réellement un profil de soudure par refusion, comment fonctionnent les quatre zones et comment les régler pour obtenir un résultat stable.
A profil de soudure par refusion est simplement une courbe de température en fonction du temps que la carte de circuit imprimé suit pendant son passage dans le four.
Vous contrôlez cette courbe avec :
Le objectif est simple :
Chauffer l'ensemble de la planche de manière contrôlée afin que chaque joint fonde, mouille et refroidisse selon un schéma sûr et reproductible.
Pour une carte de circuit imprimé de commande de lave-vaisselle commercial, ou un contrôleur de congélateur à l'intérieur d'une armoire avec de lourdes charges, il est recommandé d'utiliser une carte de circuit imprimé de commande. étagères en fil de fer pour lave-vaisselle, En outre, vous ne voulez pas seulement qu'il passe l'ICT une seule fois. Vous voulez qu'il survive à des années de vapeur, de vibrations et de cycles d'alimentation. Cette fiabilité commence dans le four de refusion.
La plupart des lignes SMT sans plomb utilisent un profil à quatre zones:
Dans le cadre de la zone de préchauffage, Vous passez de la température ambiante à environ 150-180 °C.
Si la rampe est trop rapide, les condensateurs 0402 peuvent se fissurer et la pâte peut faire du “popcorn” ou cracher des boules. Si la rampe est trop lente, le temps de cycle s'emballe et le comportement de la pâte se modifie de façon étrange.
Dans le cadre de la zone de trempage, Dans ce cas, vous maintenez la carte entre 150 et 200 °C environ (certaines recettes sans plomb vont un peu plus haut) pendant une durée déterminée.
Sur les cartes à technologie mixte - par exemple une carte de contrôle pilotant des ventilateurs, des chauffages et des éclairages à l'intérieur d'une armoire frigorifique avec un système d'éclairage personnalisé - la technologie est utilisée. étagères en fil de fer pour lave-vaisselle - la masse thermique varie beaucoup. Le trempage permet à votre petit capteur et à votre gros MOSFET d'atteindre des températures similaires avant que vous n'atteigniez le pic.
Dans le cadre de la refusion / zone de pointe, La pâte fond en effet.
Pour les alliages courants sans plomb (comme le type SAC) :
Si TAL est trop court, vous voyez :
Si TAL est trop long, ou si le pic est trop chaud, vous voyez :
Ce type de profil semble simple sur le papier, mais sur le terrain, c'est délicat. Une carte lourde pour un congélateur avec des relais et des transformateurs ne chauffera pas de la même manière qu'un contrôleur fin pour des bandes lumineuses LED sur votre voiture. produits personnalisés.
Dans le cadre de la zone de refroidissement, La température de la carte doit être ramenée à une température de manipulation sûre.
Si vous refroidissez trop vite, vous risquez des fissures de contrainte et un soulèvement de la pastille. Si vous refroidissez trop lentement, les grains de soudure deviennent grossiers et la résistance mécanique diminue. Vous ne voulez pas que le contrôleur de votre lave-vaisselle meure simplement parce que le porte-fil a été frappé quelques milliers de fois.
Vous pouvez utiliser ce tableau comme point de départ lorsque vous discutez avec votre ingénieur des procédés ou votre fournisseur de fours. Les valeurs réelles doivent correspondre à la fiche technique de votre pâte et aux limites des composants, mais les fourchettes permettent d'encadrer la discussion.
| Zone de reflux | Paramètres clés | Gamme typique (sans plomb) | L'objectif du profil |
|---|---|---|---|
| Préchauffage | Taux de rampe | ~1-3 °C/s | Éviter les chocs thermiques, contrôler l'évaporation des solvants |
| Préchauffage | Plage de température | 25 → 150-180 °C | Amener la planche près de la température de trempage en toute sécurité |
| Préchauffage | L'heure | ~60-90 s | Réchauffement en douceur, dégazage stable |
| Trempage | Plage de température | ~150-200 °C | Egaliser la température, activer le flux, nettoyer les oxydes |
| Trempage | L'heure | ~60-120 s | Réduire le ΔT dans tous les domaines, réduire le tombstoning |
| Refonte / pointe | Pic au-dessus de la fonte | ~20-40 °C au-dessus du point de fusion de l'alliage | Assurer une fusion complète sans contrainte excessive |
| Refonte / pointe | TAL (au-dessus de la fonte) | ~30-60 s | Mouillage complet, contrôle de la croissance intermétallique |
| Refroidissement | Taux d'intérêt | ~2-4 °C/s | Contrôler la microstructure, éviter les fissures et le gauchissement |
| Refroidissement | Temps à <100 °C | ~30-60 s | Atteindre la température de sécurité de manière stable |
Il n'est pas nécessaire que chaque chiffre soit parfait. Mais si vous sortez largement de cette fenêtre et que vous espérez toujours un rendement stable, il s'agit plutôt d'un vœu pieux.
Lorsque le profil est erroné, le tableau vous le signale. Voici un tableau rapide que vous pouvez partager avec votre équipe.
| Type de défaut | Ce que vous voyez sur le tableau | Problématique du profil probable |
|---|---|---|
| La mise au tombeau | Une extrémité de 0402/0603 soulevée | Gros ΔT, trempage trop court, déséquilibre de la pâte |
| Boules de soudure | Petites sphères près des coussinets | Rampe trop rapide, trempage trop froid, trop d'ébullition de flux |
| Articulation froide / articulation terne | Surface granuleuse et mate, s'ouvre sous l'effet du test | TAL trop court, pic trop bas |
| Panneau brûlé / flux sombre | PCB brun, carbonisation, odeur | Pic trop élevé, TAL trop long |
| MLCC fissuré | Défaillance précoce sur le terrain, microfissures | Rampe de préchauffage trop rapide, choc thermique |
| Voie de garage | Grosses bulles dans les rayons X | Trempage trop long, mauvaise pâte, mauvaise conception du pochoir (sujet DFM) |
Lorsque les QIAO visitent les partenaires EMS qui construisent des cartes de contrôle pour les composants du congélateur et composants des unités de réfrigération, Ces schémas reviennent souvent. En général, l'histoire est la suivante : “Nous avons changé la pâte, mais personne n'a vraiment refait le four : ”Nous avons changé la pâte, mais personne n'a vraiment reprofilé le four". C'est alors que les RMA commencent à grimper lentement.
Ne partez pas du “vieux profil d'or” ou de ce que le vendeur de four vous a donné en 2018.
Au lieu de cela :
Par exemple, si le contrôleur de votre lave-vaisselle a de gros relais, un MCU à pas fin et des connecteurs pour produits personnalisés les capteurs, l'élément le plus faible fixe votre plafond.
Les vraies planches ne chauffent jamais comme dans la simulation.
Alors vous :
Votre objectif est de maintenir chaque point de mesure à l'intérieur de la “fenêtre de processus” autorisée, et pas seulement un point chanceux. C'est un travail ennuyeux, mais il est récompensé par un rendement stable.
Deux chiffres clés que de nombreuses équipes ignorent :
Si ΔT est trop grand, vous obtiendrez facilement des tombstonings et des résultats mitigés sur les pièces hautes et courtes. Si TAL varie fortement entre les coins, certains joints sont à peine fondus tandis que d'autres sont trop cuits.
Une règle simple pour le travail quotidien :
Il s'agit d'un véritable discours de l'industrie, et non d'un discours marketing. Les opérateurs et le PE peuvent le consulter chaque semaine.
Vous pourriez vous demander : “Nous ne fabriquons que du matériel. Pourquoi devrions-nous nous préoccuper autant des courbes de refusion ?”
Regardez un exemple typique de vitrine commerciale ou un système de lavage de la vaisselle :
Le QIAO se concentre sur Services de fabrication de rayonnages métalliques sur mesure, Mais nous participons à de nombreuses réunions où la véritable discussion ne porte pas uniquement sur la taille du fil ou le revêtement. Les acheteurs et les ingénieurs parlent aussi de :
Des profils de soudure par refusion stables sont un élément discret de votre pile de qualité. Ils maintiennent les contrôleurs en vie, de sorte que les étagères en fil de fer, les portes de congélateur et les paniers de lave-vaisselle peuvent faire leur travail sans problème.
