Dans un article précédent, j'ai parlé des grands vides du plan de masse dans l'assemblage électronique et j'ai fait référence à un outil statistique appelé diagramme d'Ishikawa. Cet outil permet de schématiser un processus et constitue une excellente aide visuelle pour montrer les causes potentielles des défauts et les effets que les variables du processus peuvent avoir. Ce diagramme d'Ishikawa montre que la conception du pochoir peut avoir un effet important sur les défauts. Aujourd'hui, j'approfondirai un peu plus ce domaine et j'expliquerai comment nous pouvons minimiser les défauts de soudure du plan de masse dans l'assemblage électronique grâce à des différences dans la conception du pochoir.
La conception du pochoir peut avoir un effet considérable sur les niveaux de vide sous les composants à terminaison par le bas (BTC). La quantité de pâte à braser déposée sur la carte, et l'endroit où la pâte à braser est déposée, peuvent faire la différence entre 5-10% de vide et 40-60% de vide. Il est important de tenir compte de ces effets avant de concevoir vos modèles de pochoirs et d'ouvertures.
L'un des aspects les plus critiques à prendre en compte est l'épaisseur du pochoir. De nombreuses études, menées par Indium Corporation et d'innombrables essais chez nos clients, ont montré que l'épaisseur du pochoir joue un rôle considérable. En règle générale, un pochoir plus épais produit moins de vides. Lorsque l'écartement d'un composant particulier est plus important (en raison d'un dépôt de pâte à braser plus épais, en raison d'un pochoir plus épais), les volatiles du flux ont plus de place pour se dégager et échapper au confinement sous le composant. Des études ont été réalisées montrant une différence statistique entre un pochoir de 4 millimètres d'épaisseur et un pochoir de 5 millimètres d'épaisseur et, dans tous les cas, le pochoir de 5 millimètres a donné de meilleures performances en matière de vide. Mais que se passerait-il si l'on utilisait un pochoir de 6 ou 7 millimètres ? En général, un pochoir de 6 ou 7 millimètres présente un rapport de surface trop élevé pour que la pâte s'imprime correctement à travers les ouvertures. Pour cette raison, et quelques autres, il n'est souvent pas possible d'utiliser un pochoir plus épais. Cependant, il existe un point où un pochoir plus épais produira en fait un vide plus important, nous ne pouvons donc pas supposer que cette notion s'applique à tous les modèles.
L'optimisation du volume/de la hauteur de la pâte à braser peut être obtenue par d'autres moyens que l'augmentation de l'épaisseur du pochoir. L'amélioration de l'efficacité du transfert de la pâte à braser, à travers le pochoir jusqu'à la carte, peut également affecter le volume/la hauteur du dépôt de pâte à braser et pourrait améliorer la performance du vide de la pâte à braser sous les composants QFN. La qualité du pochoir, la composition métallique du pochoir, l'âge, l'usure et le fait qu'un pochoir soit recouvert de matériaux tels qu'un nanorevêtement peuvent avoir un effet considérable sur l'efficacité du transfert de la pâte à braser. Tous les fournisseurs de pochoirs n'offrent pas la même qualité de pochoir. Certains pochoirs peuvent présenter des problèmes liés à des ouvertures de taille incorrecte, coupées au mauvais endroit ou inclinées en thêta. Si les ouvertures ne correspondent pas correctement aux pastilles, la pâte à braser ne sera pas transférée correctement sur la carte avec un volume maximal et une variation minimale. La métallisation dans laquelle le pochoir est découpé peut également jouer un rôle dans l'efficacité du transfert de la pâte à braser sur la carte. Certains métaux ont une tension de surface plus faible que d'autres, ce qui facilite le transfert de la pâte à souder à travers et hors du pochoir. L'utilisation d'un matériau de nano-revêtement permet d'obtenir le même résultat. L'âge du pochoir a généralement une corrélation directe avec l'usure du pochoir. Si le pochoir est usé ou endommagé, les ouvertures peuvent être monnayées ou arrondies, ce qui affecte le transfert de la pâte à travers le pochoir.
La conception de l'ouverture est un autre domaine que vous devrez prendre en compte pour réduire la formation de vides sous les composants à terminaison inférieure. De nombreux fournisseurs de composants proposent des recommandations d'ouverture dans la fiche technique du composant. Ces recommandations constituent généralement un bon point de départ, mais des modifications de la taille et de la forme des fenêtres, du nombre de grilles ainsi que de la taille et de la forme des grilles peuvent potentiellement réduire davantage les vides de soudure. Chaque composant étant différent, il n'existe pas de solution unique pour la conception des ouvertures. Il est généralement préférable d'avoir plus d'ouvertures que moins. Des grilles de fenêtres plus fines sont généralement préférables à des grilles plus épaisses. Mais, comme pour l'épaisseur du pochoir, il y a un moment où un trop grand nombre de vitres et des grilles de vitres trop fines commencent à augmenter les vides. Une forme rectangulaire est-elle meilleure qu'un carré, un cercle ou un ovale ? Chaque composant réagit légèrement différemment, il est donc important de faire des recherches et, éventuellement, des essais avant la production pour voir ce qui fonctionne le mieux dans votre processus.
Restez à l'écoute pour ma prochaine discussion sur la façon dont les finitions des circuits imprimés peuvent affecter l'annulation sous les composants à terminaison inférieure.
