Blogue PCB - Causes des problèmes de soudage à froid dans le soudage par refusion PCB

Qu'est - ce que le soudage à froid? Le soudage à froid de PCB est un phénomène qui se produit lorsque la température minimale de mouillage requise entre le composant électronique et le PCB n'est pas atteinte pendant le soudage. Même en présence d'un mouillage localisé, si la réaction métallurgique n'est pas complète, elle peut entraîner l'apparition d'un soudage à froid. Le soudage à froid se caractérise par un aspect plus sombre et plus rugueux de la surface du point de soudure, incapable de fusionner complètement avec le matériau de soudage.

Le soudage à froid de PCB se produit pendant le processus de soudage, lorsque la température minimale de mouillage requise n'est pas atteinte entre le composant électronique et le PCB, les points de soudure forment une mauvaise connexion. Même la présence d'une certaine quantité de mouillage local, telle que l'impossibilité de réaliser une réaction métallurgique complète, peut conduire à l'apparition d'une soudure à froid. Le soudage à froid se caractérise par un aspect de surface plus sombre et plus rugueux des points de soudure qui ne peuvent pas être complètement fusionnés avec la soudure.

Causes de soudage à froid:

1. Chauffage insuffisant

L'une des principales raisons du soudage à froid est que la température minimale de mouillage n'est pas atteinte entre le composant électronique et le PCB pendant le soudage. Si la température de soudage par écoulement est trop basse, la soudure ne peut pas fondre complètement, ce qui empêche les points de soudure de former une liaison métallique solide.

2. Temps de soudage court

Le temps de soudage insuffisant est également un facteur important qui conduit au soudage à froid. Si le temps de soudage par écoulement n'est pas suffisant, la soudure ne peut pas s'écouler suffisamment et dissiper la chaleur dans le temps approprié, et la formation de points de soudure ne sera pas assez solide. Dans ce cas, la surface du point de soudure peut sembler terne et rugueuse, affectant les performances du circuit.

3. Contamination de surface

Les contaminants sur la surface de soudage, tels que l'huile, la poussière, etc., peuvent affecter les propriétés de mouillage de la soudure et empêcher le joint de former une bonne connexion métallique. Même si la température et le temps corrects sont appliqués, la contamination peut encore entraîner une soudure à froid.

4. Mauvais contrôle de la température

Lors du soudage à reflux, la courbe de température du four est mal réglée, ce qui entraîne une augmentation ou une baisse rapide de la température et peut également déclencher le soudage à froid. Une tension inégale de la pâte à souder pendant le chauffage peut entraîner des points de soudure incohérents. Le soudage à froid peut être efficacement réduit grâce à un contrôle précis de la température.

5. Problème d'étamage

Le soudage à froid peut également se produire en raison du manque de caractéristiques de mangeur d'étain du point de soudure lui - même. L'incapacité de la soudure à former une bonne liaison sur l'interface peut entraîner un affaiblissement des points de soudure et donc une soudure à froid. Par conséquent, le choix d'une soudure appropriée et l'assurance du bon état de la surface de soudure sont des mesures importantes pour prévenir le soudage à froid.

Dans le soudage fr4 - PCB pour l'industrie électronique, l'or est l'un des métaux de revêtement de surface les plus couramment utilisés en raison de son excellente stabilité et fiabilité. Cependant, en tant qu'impureté dans la soudure, l'or est très nocif pour la ductilité de la soudure, car des composés intermétalliques Sn - au (Sn - au) fragiles (principalement ausn4) peuvent se former dans la soudure. Alors que de faibles concentrations d'ausn4 peuvent améliorer les propriétés mécaniques de nombreuses soudures à l'étain coréennes, la résistance à la traction et l'allongement à la rupture diminuent rapidement lorsque la teneur en or de la soudure dépasse 4%. Une couche d'or pur et d'alliage de 1,5 µm d'épaisseur sur les Plots peut être complètement dissoute dans la soudure fondue lors du soudage à la vague et l'ausn4 formé n'est pas suffisant pour endommager les propriétés mécaniques de la plaque. Cependant, pour le processus d'assemblage de surface, l'épaisseur acceptable du revêtement d'or est très faible et nécessite un calcul précis. Glazer et al. ont signalé que la fiabilité des points de soudure entre le revêtement métallique Cu - Ni - au sur un boîtier plat quadrangulaire en plastique (pqfp) et le PCB fr - 4 n'était pas compromise lorsque la concentration d'or ne dépassait pas 3,0 W / O.

Un excès d'IMC compromet la résistance mécanique du point de soudure en raison de sa fragilité et affecte la formation de trous d'horloge dans le point de soudure. Par example, un point de soudure formé sur une couche d'or de 1,63 µm d'un Plot Cu - Ni - au peut être soudé à reflux après impression sur le Plot d'une pâte sn63pb37 de 7 mil (175 µm) à 91% de métal. Les composés métalliques Sn - au deviennent des particules et sont largement dispersés dans les points de soudure.

Dans le traitement des plaques PCB, en plus de choisir un alliage de soudure approprié et de contrôler l'épaisseur de la couche d'or, la modification de la composition du métal de la matrice aurifère peut également réduire la formation de composés intermétalliques. Par exemple, si vous soudez la soudure sn60pb40 sur au85ni15, il n'y aura pas de fragilité de l'or.

Dans le processus de soudage par refusion de la carte, la méthode d'inspection de soudage à froid est généralement utilisée:

Inspection visuelle: des normes d'inspection spécialisées sont conçues pour observer l'apparence des points de soudure et vérifier la présence de phénomènes tels que des points de soudure granuleux ou des surfaces non lisses, caractéristiques courantes du soudage à froid.

Inspection optique automatisée (AOI): l'imagerie de haute précision des points de soudure à l'aide d'équipements automatisés permet d'identifier rapidement et précisément les points de soudure potentiels à froid et fournit un support de données quantitatives.

Détection par rayons X: pour les circuits complexes, en particulier les boîtiers BGA, la détection par rayons X de la structure interne des points de soudure est un moyen très efficace de détecter les problèmes cachés de soudage à froid.

Méthode efficace pour empêcher le soudage à froid de PCB:

1. Assurer la température de soudage appropriée

La température de soudage appropriée est un facteur important pour éviter le soudage à froid pendant le processus de soudage à reflux de PCB. Une courbe de température de soudage à reflux raisonnable doit être définie en fonction de la taille et de l'épaisseur de la plaque PCBA, ainsi que du coefficient thermique de l'élément, pour s'assurer que la soudure peut fondre complètement et mouiller les Plots. La précision du contrôle de la température a un impact direct sur la qualité de la soudure, ce qui nécessite une attention particulière lors de la conception.

2. Contrôle du temps de soudage

Le contrôle du temps de soudage est tout aussi important, un temps de soudage trop court peut entraîner un flux et une adhésion incomplets de la soudure, formant une soudure à froid. Il faut s'assurer que le réglage du temps du processus de soudage répond aux exigences de fusion et de mouillage de la soudure, généralement en ajustant les Paramètres de fonctionnement de l'équipement de soudage par refusion. Un contrôle précis du temps permet d'assurer l'intégrité des points de soudure.

3. Choix et utilisation des matériaux

L'utilisation d'une pâte à souder hautement active et d'un flux approprié peut également aider à prévenir le soudage à froid. Une pâte à souder de faible qualité a tendance à entraîner une mauvaise mouillabilité. Il est donc important de choisir une pâte à souder de haute qualité et de contrôler strictement ses conditions d'utilisation et de stockage. En outre, la bonne quantité de flux facilitera l'écoulement de la soudure et renforcera l'adhérence de la soudure.

4. Nettoyer la surface de soudure

Avant de souder, il est essentiel de s'assurer que la surface de soudage est propre. Toute huile, poussière ou oxyde peut entraver un bon contact entre la soudure et les Plots, ce qui peut facilement conduire à un soudage à froid. Par conséquent, avant de souder, les broches de PCB et d'éléments doivent être nettoyées pour fournir de bonnes conditions de soudage.

5. Gardez la position des composants stable

Pendant le processus de soudage, l'assemblage doit être maintenu dans une position stable pour éviter les secousses ou les soulèvements. Lors du soudage à reflux, le soulèvement et le déplacement en position des éléments entraînent une diminution de l'homogénéité du point de soudure et donc du soudage à froid, ce qui peut être réalisé en assurant la rigidité du PCB et un équipement de soudage approprié.

Le soudage à froid des PCB est un problème clé qui affecte les performances du circuit, principalement en raison de facteurs tels que le chauffage insuffisant, le court temps de soudage et la contamination de la surface, qui peuvent être efficacement évités en assurant la température de soudage appropriée, le contrôle du temps, le choix des matériaux et la propreté de la surface de soudage. Se concentrer sur ces précautions améliorera considérablement la qualité des points de soudure et, par conséquent, la fiabilité et les performances globales de la carte.