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Soudure à l'argent des substrats en cuivre : phénomène de « manque d'étain » et suggestions d'amélioration

2023-07-28Journaliste: SprintPCB

Le placage à l'argent joue un rôle important dans la fabrication électronique. Cependant, le défaut fréquent d'« étain insuffisant » lors du montage en surface pose de nombreux défis aux fabricants. Ce problème se manifeste principalement par des plages de soudure de grande taille manquant de soudure, tandis que les plages de soudure de petite taille répondent aux normes de qualité. Cet article explore les raisons de ce défaut et propose des pistes d'amélioration complètes pour garantir un montage en surface plus stable et plus efficace, contribuant ainsi au développement de l'industrie électronique en proposant des produits de meilleure qualité.

Comprendre le défaut « Tin insuffisant »

Le placage par immersion d'argent joue un rôle essentiel dans la fabrication électronique, notamment pour le montage en surface, car il assure la liaison entre les composants électroniques et les circuits imprimés. Cependant, le défaut fréquent d'« étain insuffisant » lors du soudage par placage par immersion d'argent a toujours été l'un des défis des fabricants de composants électroniques. Ce problème se manifeste généralement par des plages de soudure de grande taille manquant de soudure, tandis que les plages de soudure de petite taille répondent aux normes de qualité. De tels défauts de qualité peuvent fragiliser les soudures, provoquer des défaillances des composants électroniques et même affecter les performances et la fiabilité globales du produit. Avant d'aborder le défaut des « filaments d'étain », il est essentiel de comprendre certains facteurs fondamentaux. Premièrement, l'épaisseur de la tôle d'acier du treillis métallique affecte directement le processus de montage en surface. Des tôles d'acier plus fines peuvent entraîner une pression inégale de la pâte à braser, affectant ainsi la répartition de la soudure sur les plages. Deuxièmement, un placage d'étain de haute qualité est essentiel pour garantir une soudure réussie, notamment en ce qui concerne la hauteur, le volume et la surface de soudure, qui doivent rester dans les limites acceptables. Pour garantir la qualité, il est recommandé d'utiliser l'équipement SPI (Solder Paste Inspection) pour les tests et d'utiliser des marques de pâte à souder haut de gamme comme Alpha ou Kester avec une teneur en argent de 3,0 %.

Raison 1 : Température de soudage insuffisante

L'une des principales causes du défaut « Étain insuffisant » est l'absorption rapide de chaleur par le grand plot de soudure, ce qui entraîne une température de soudage insuffisante. L'instabilité et l'hétérogénéité de la température de soudage peuvent entraîner une fusion incomplète de la pâte à braser, empêchant ainsi le mouillage efficace du plot et des broches, provoquant ainsi le phénomène d'« Étain insuffisant ». Pour remédier à ce problème, les mesures suivantes doivent être prises.

Augmenter de manière appropriée la température de soudage :

En ajustant la courbe de température pendant le soudage, il est recommandé de l'augmenter légèrement d'environ 5 °C par rapport à la température actuelle du four afin de garantir une fusion complète de la brasure. Cependant, il est essentiel d'être prudent, car des températures trop élevées peuvent entraîner d'autres problèmes, tels qu'un débordement de brasure ou des dommages aux composants. Il est donc nécessaire de procéder soigneusement aux tests et à l'optimisation de la température.

Réglage de la température et de la durée du four :

Il est recommandé de maintenir la température du four entre 240 et 245 °C et d'ajuster le temps de soudage, généralement entre 60 et 90 secondes. De plus, le temps de refusion peut être légèrement raccourci afin de réduire le risque de pontage de la soudure, minimisant ainsi le flux de soudure des grandes pastilles vers les broches. Ces améliorations permettent d'améliorer efficacement la stabilité et l'uniformité de la température de soudage, réduisant ainsi le phénomène de « manque d'étain ».

Deuxième raison : oxydation et contamination de l'argent

Soudure à l'argent2

L'argent, en tant que métal réactif, est sujet à l'oxydation et à la contamination lors du soudage. C'est un autre facteur important contribuant au défaut d'« étain insuffisant ». L'oxydation à la surface des pastilles de soudure en argent peut affecter l'adhérence entre la pâte à braser et les pastilles, réduire la qualité de la soudure et, par conséquent, entraîner des quantités de soudure insuffisantes. Pour éviter l'oxydation et la contamination de l'argent, il est important de prêter attention aux points suivants.

Contrôler le temps de placement :

Une fois l'emballage de la carte plaquée argent ouvert, elle doit être placée dans la production CMS dès que possible, idéalement dans les 12 heures et au plus tard dans les 16 heures. Cela permettra de préserver la surface des pastilles argentées et de réduire le risque d'oxydation.

Évitez de toucher la surface de la planche à mains nues :

Les opérateurs doivent s'abstenir de toucher directement la surface de la carte plaquée argent avec leurs mains nues pour éviter toute contamination et oxydation.

Maintenir un environnement à température et humidité constantes :

Lors du procédé de montage en surface (CMS), la carte plaquée argent doit être placée dans un environnement à température et humidité constantes afin de préserver sa stabilité de surface. Ces conditions contribuent à réduire l'oxydation et la contamination des plots de soudure en argent, garantissant ainsi la qualité du CMS. Ces mesures permettent de minimiser l'oxydation et la contamination des plots de soudure en argent, réduisant ainsi le risque de défauts d'étain insuffisant.

Pour résoudre de manière globale le problème du défaut « d'étain insuffisant » sur les cartes plaquées argent, nous devons adopter les stratégies intégrées suivantes.

Effectuer un entretien régulier :

S'assurer que les équipements et outils de production sont en bon état, effectuer un entretien et une maintenance réguliers de l'équipement de contrôle de la température du four pour assurer son fonctionnement stable.

Optimiser les paramètres du processus :

Grâce à une analyse continue des données et à des pratiques de production, optimisez les paramètres du processus tels que la température de soudage, le temps et le débit pour trouver la meilleure combinaison.

Opérateurs ferroviaires :

Améliorer la formation des opérateurs, améliorer leur sensibilisation aux défauts « Tin insuffisant » et leurs méthodes de manipulation pour réduire les problèmes causés par les erreurs opérationnelles.

Mettre en œuvre la technologie d’automatisation :

Envisagez d’introduire des équipements d’automatisation plus avancés pour améliorer la stabilité et la cohérence du processus SMT (Surface Mount Technology), réduisant ainsi l’impact des facteurs humains sur la qualité de la production.

Renforcer la collaboration au sein de la chaîne d’approvisionnement :

Établir une étroite collaboration avec les fournisseurs de pâte à braser afin de garantir la stabilité de l'approvisionnement et le contrôle qualité. Le défaut d'étain insuffisant lors du processus d'argenture est un problème courant, mais évitable. En ajustant la température et la durée de soudure, en prévenant l'oxydation et la contamination des pastilles d'argent et en mettant en œuvre des stratégies d'amélioration globales, nous pouvons résoudre efficacement ce problème et améliorer la qualité et la stabilité du montage en surface. De plus, l'exploration continue de technologies et de pratiques de gestion avancées propulsera l'industrie électronique vers de nouveaux sommets et contribuera à son développement durable. Grâce à nos efforts collectifs pour minimiser le défaut d'étain insuffisant, nous pouvons améliorer la fiabilité et les performances des produits électroniques, répondant ainsi à la demande croissante de produits de haute qualité des consommateurs. De plus, la résolution du défaut d'étain insuffisant apporte des avantages économiques et commerciaux significatifs aux fabricants de produits électroniques. Premièrement, elle réduit la production de produits non conformes, diminuant ainsi les risques de rappels de produits et de réclamations clients, préservant ainsi la réputation et l'image de marque de l'entreprise. Deuxièmement, cela améliore l'efficacité de la production et la qualité des produits, réduisant les pertes et les reprises de fabrication, diminuant ainsi les coûts de production et augmentant la rentabilité de l'entreprise. Dans un secteur électronique extrêmement concurrentiel, l'amélioration continue de la technologie de montage en surface est cruciale. Face aux avancées technologiques et à l'évolution du marché, nous devons suivre de près les nouveaux matériaux, les nouveaux équipements et les dernières avancées en matière de montage en surface. Seuls l'apprentissage et l'adaptation continus nous permettront de conserver un avantage concurrentiel et de faire progresser la fabrication électronique.

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