Optimisation SMT pour réussir l'impression de dépôts de pâte à braser ultrafins
L'industrie SMT admet généralement que ~60% des défauts de soudure se produisent au niveau de l'imprimante à pochoir. La figure 1 (ci-dessous) représente un diagramme d'Ishikawa très chargé, qui explique pourquoi c'est le cas. Il existe tout simplement une grande variété de variables qui influencent le résultat.
Figure 1.
J'aimerais utiliser une expression souvent associée au sport : "revenir aux fondamentaux (ou aux bases)". Cette expression est souvent utilisée par un entraîneur lorsqu'un individu ou une équipe commence à faire preuve d'une mauvaise exécution des compétences fondamentales. Cette expression peut également être utilisée dans le monde des SMT. Ce n'est pas nécessairement parce que nous avons perdu de vue les fondamentaux et que nous sommes devenus un peu négligents dans notre jeu, mais parce que les règles du jeu ont changé au fur et à mesure que nous avançons sur la voie de la miniaturisation. Un processus SMT qui a fonctionné sans défaut pendant des années peut soudain vaciller lorsqu'il s'agit de traiter des composants de très petite taille.
Dans les prochains articles du blog, j'aborderai un certain nombre de variables et proposerai des suggestions pour améliorer les taux de réussite, en particulier en ce qui concerne les dépôts de soudure à caractéristiques fines.
La manipulation et le stockage de la pâte à braser est le premier article de cette série.
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Figure 2.
L'importance du stockage et de la manipulation de la pâte à souder est souvent négligée. stockage et de la manipulation de la pâte à braser. La pâte à braser a une date de péremption et est considérée comme un matériau périssable ; je ferai l'analogie avec un gallon de lait. Il est intéressant de noter qu'une analogie comparable peut être faite : "Combien de temps puis-je laisser un litre de lait sur le comptoir avant qu'il ne se gâte ? Il est important de noter que, même s'ils sont réfrigérés, le lait et la pâte à braser finiront par se "gâter" (au-delà de la date de péremption). En ce qui concerne la pâte à braser, le flux fonctionne toujours, même lorsqu'il est réfrigéré, en éliminant les oxydes de surface des particules de poudre de soudure dans la pâte à braser elle-même. La réaction est beaucoup plus lente lorsqu'il est réfrigéré, mais elle se produit néanmoins. Le sous-produit de cette réaction est un sel de métal lourd, ce qui entraîne une augmentation de la viscosité de la pâte à braser et une diminution de l'activité du flux disponible. "L'altération de la pâte à souder se traduit par une mauvaise répartition de la pâte sur le pochoir et le remplissage ultérieur des ouvertures, ainsi que par une diminution de l'activité du flux lors de la refusion.
Pour en revenir à notre analogie avec le lait, une fois sorti du réfrigérateur, combien de temps peut-on le laisser sur le comptoir avant qu'il ne s'altère ? Il n'y a pas de réponse unique à cette question. Un certain nombre de variables doivent être prises en considération : la date de péremption est-elle proche (plus la date de péremption est proche, plus le lait se détériore rapidement) ; quelle est la quantité contenue dans le récipient (un récipient plein se détériore plus rapidement qu'un récipient contenant juste un peu de lait) ; combien de temps le bouchon a-t-il été retiré du récipient, laissant le contenu exposé à l'air ; combien de fois le bouchon a-t-il été retiré ; le récipient a-t-il été contaminé par des matières étrangères ou plus anciennes ? (par exemple, le fait de remettre de la pâte ancienne dans le même récipient que la pâte fraîche non utilisée dans le pot) ; la température ambiante ; et l'humidité, pour n'en citer que quelques-unes. Toute combinaison de ces facteurs entraîne une détérioration encore plus rapide du contenu.
Je dois mentionner que l'analogie avec le lait ne tient pas la route à plusieurs égards. Le fait d'entrer et de sortir le lait du réfrigérateur permet de ralentir le processus d'altération du lait, mais accélère en fait le processus d'altération de la pâte à souder. Deuxièmement, il est impératif que la pâte à braser soit décongelée à température ambiante avant d'être utilisée. Dans les deux cas, c'est la condensation qui est en cause (voir la figure 2 de la canette de soda). Si la pâte à braser n'est pas amenée à température ambiante avant l'ouverture du récipient, de l'humidité se condense sur la pâte à braser, exactement comme sur un récipient de lait ou une canette de soda que l'on sort du réfrigérateur. Cette humidité accélère le processus de détérioration des pâtes à souder. Une décongélation inadéquate, comme le fait de placer la pâte à souder sur le rebord d'une fenêtre en plein soleil ou au-dessus d'un four, accélère également le processus de détérioration.
En résumé, la manipulation de la pâte à braser forme une assez bonne analogie avec le lait. L'altération de la pâte à souder affecte la capacité de la pâte à souder à "rouler" sur le pochoir (ou la capacité de distribution pour les applications de distribution à la seringue), entravant ainsi la capacité de la pâte à souder à remplir les ouvertures du pochoir, ce qui se traduit par des dépôts de pâte insuffisants sur les plaquettes du circuit imprimé. Le flux disponible, lorsqu'il est nécessaire, est également réduit car l'activité du flux est "consommée" dans cette réaction chimique ; il y a moins d'activité de flux pour surmonter les défis du profil de refusion. Avec un flux réduit pendant la refusion, la pâte à braser a encore plus de mal à surmonter les défauts de soudure sensibles à l'oxydation, tels que le grappage, l'enfoncement de la tête dans le pilier et la bille de soudure. Ce défi est d'autant plus évident que le dépôt de pâte à braser devient de plus en plus petit.
Restez à l'écoute pour mon prochain article. Lisez la deuxième partie ici.
Ed Briggs
