Personnes
J'ai récemment discuté avec Mike Fenner d'Indium Corporation au sujet des alliages Sn/Cu pour la pâte à braser. Mike a de nombreuses années d'expérience et son opinion m'est très précieuse. Voici un résumé de ses réflexions.
Dr. Ron:
Mike, l'utilisation d'alliages SnCu pour les pâtes à souder a suscité un certain engouement dans l'industrie. Nous savons tous que certains de ces alliages ont donné d'excellents résultats en soudure à la vague. Mais qu'en est-il des alliages utilisés dans les pâtes à souder pour la refusion ?
Mike Fenner :
1) Rappelons que, depuis plus de 50 ans, l'industrie électronique a toujours eu besoin d'un alliage fiable pour les hautes températures (comparé à l'étain/plomb eutectique). Il est intéressant de noter que le Sn/Ag a été préféré au Sn/Cu en raison de ses propriétés mécaniques et physiques supérieures. Les utilisateurs étaient, et sont toujours, les industries de l'avionique, de l'armée, de l'automobile, de l'aérospatiale et de la médecine.
Le Sn/Ag a toujours été plus cher que le Sn/Cu. La question"Peut-on utiliser des alliages sans Ag comme Sn/5Sb, Sn/0,X Cu ?" a donc été posée depuis que l'alliage a été développé. La conclusion est toujours négative.
2) Lorsque notre industrie est devenue obligatoirement sans plomb, tous les grands et les bons de l'industrie ont réévalué les choix possibles en matière d'alliages. Ces fournisseurs, utilisateurs, universités et associations industrielles n'ont pas choisi le Sn/Cu, mais le Sn/Ag avec une petite quantité de Cu ajoutée ; ce que nous appelons aujourd'hui les alliages SAC. Comme le Sn/Ag produit (en fin de compte) un alliage SAC lorsqu'il est soudé au Cu, il s'agit essentiellement du même alliage pour les utilisateurs de circuits imprimés.
3) Toutes les données d'essai générées dans le cadre de l'examen de l'alliage sont disponibles dans des bases de données publiques telles que http://www.boulder.nist.gov/div853/lead_free/props01.html
Il n'est dit nulle part que le Sn/Cu est meilleur que le Sn/Ag/Cu. En fait, c'est le contraire.
4) Les partisans de la pâte à braser Sn/Cu suggèrent qu'elle peut être refondue avec le même profil thermique que les alliages SAC. Ce n'est tout simplement pas le cas ; les SAC fondent à environ 217°C, alors que le Sn/Cu fond à 227°C. En outre, bien qu'il existe de nombreuses données sur les joints Sn/Cu soudés à la vague (trous de passage), il n'existe pas de données d'essai à long terme sur les joints Sn/Cu refondus (SMT).
5) Le principal avantage de l'alliage Sn/Cu pour le brasage à la vague est qu'il ne dissout pas le pot de soudure, les impulseurs et les autres équipements. Cela est dû à l'ajout de traces de Ni dans l'alliage. Le Ge est aussi généralement ajouté comme antioxydant, pour réduire l'écaillage. Ces ajouts d'éléments à l'état de traces produisent également des modifications de grain, ce qui explique pourquoi les joints sont relativement brillants par rapport aux alliages SAC. Il s'agit là d'avantages pour l'utilisateur du processus de vague, mais ils ne sont pas pertinents dans le cas de la refusion car ils ne sont pas des avantages en service pour l'utilisateur de la refusion.
6) La contrainte exercée sur un joint de soudure traversant est relativement faible. C'est tout à fait différent du joint SMT simple face, très petit et non renforcé. Un joint de soudure traversant est beaucoup plus grand et plus résistant qu'un joint SMT. La taille et la structure du joint sont complètement différentes dans ces deux procédés. En outre, dans le cas du soudage à la vague, la fixation du composant est réalisée comme un rivet, le fil du composant traversant la carte et ressortant de l'autre côté, soutenu de chaque côté par un joint de soudure. En fait, il y a deux "ancres" par terminaison. Toutes les données de fiabilité sur le Sn/Cu ont été développées exclusivement à partir de la soudure à cœur. Ainsi, pour le même régime de cycle thermique, il est évident qu'un joint traversant sera intrinsèquement plus solide, en raison de la mécanique structurelle. La réponse appropriée à toute affirmation concernant la fiabilité à long terme serait de s'assurer que l'on compare un trou traversant à un trou traversant et un SMT à un SMT.
7) Lorsque les clients évaluent les pâtes à braser, quels critères déterminent leur choix final ? La plupart du temps, la réponse est une combinaison des performances suivantes : stockage et manipulation du matériau, impression, rétention des composants, affaissement, réponse à la pause, mouillage, vide, tête dans le pilier, etc. La formulation du flux/véhicule est principalement responsable de toutes ces caractéristiques. La formulation du flux/véhicule est principalement responsable de toutes ces caractéristiques. Les performances dans ces domaines ont très peu à voir avec l'alliage de soudure. En outre, le principal coût de la plupart des pâtes à braser est le processus de fabrication. L'alliage est généralement un coût secondaire (bien que cela puisse ne pas être le cas avec un pourcentage élevé de métal précieux).
Résumé La soudure CMS n'est pas une soudure à la vague. Si vous cherchez à réduire les coûts de votre processus de refusion SMT, l'utilisation d'une pâte à braser Sn/Cu peut être un moyen très coûteux d'obtenir ces résultats.
Dr. Ron:Merci Mike pour vos conseils !
L'image de la soudure à la vague se trouve à l'adresse suivante : http://www.assembly-sol.com/images/d/gall/wave-soldering.jpg.
