Figure 1 : Projections de soudure (éclaboussures de soudure) sur or/nickel
Figure 2 : Inversion de phase pendant la refusion
La plupart des gens savent que la pâte à souder est un mélange de poudre de soudure et d'un véhicule de flux. Le flux remplit plusieurs fonctions, mais les plus importantes sont les suivantes :
1/ Contrôle des propriétés rhéologiques de la pâte (application / adhérence / impression / stabilité)
2/ Élimination des oxydes des surfaces métalliques lors de la refusion.
La pâte à souder est censée rester à l'endroit où elle a été déposée, mais il arrive parfois qu'après la refusion, elle réapparaisse à des endroits inattendus ; parfois même très loin (voire en pouces) de l'emplacement prévu. Ce phénomène est appelé « projections de soudure » ou « éclaboussures de soudure » (Figure 1). La première étape pour éliminer les projections de soudure consiste à rechercher toute contamination avant le refusion. Dans le cas d’une pâte à souder distribuée par dosage, la contamination peut être due à un « fil » de pâte à souder entre les dépôts. Dans le cas d’un procédé d’impression, elle peut être due à une contamination de la face inférieure du pochoir. Si ces vérifications ne donnent rien, il est temps d’examiner le processus de refusion.
Une contamination par contact à l’intérieur du four est peu probable, mais une fois que toutes les sources évidentes de contamination, telles que les indexeurs ou les convoyeurs latéraux, ont été vérifiées et nettoyées, on constate souvent que le problème n’a pas été éliminé. Les causes de ces projections de soudure résiduelles ne sont pas claires, mais il a été constaté que deux des variables de contrôle importantes sont le numéro de lot du substrat et le taux d’oxygène pendant la refusion. De faibles taux d’oxygène peuvent en effet « déclencher » ce défaut.
En théorie, les projections de soudure peuvent résulter de la décomposition du flux ou de la volatilisation rapide de celui-ci ou d’autres matériaux présents à la surface du substrat. Cependant, elles ne semblent pas être liées à l’un des éléments suivants :
i./ type de pâte à souder ou numéro de lot
ii./ humidité relative ou
iii./ durée d'exposition de la pâte à l'air
L'explication habituelle des projections de soudure, qui les attribue à l'évaporation du solvant ou à l'humidité absorbée par la pâte à souder elle-même, ne semble donc pas s'appliquer ici. Il se pourrait plutôt que, pendant le processus de refusion, la pâte à souder subisse une « inversion de phase » (figure 2). En d’autres termes, le flux passe de la « phase continue » à la « phase discrète », tandis que la soudure suit le chemin inverse : d’une poudre à grande surface spécifique à un joint refondu à surface spécifique minimale. La force motrice du refusionnement est la minimisation standard de l’énergie potentielle, résultant du mouillage de la surface liquide-solide et de la tension superficielle du liquide seul.
Une équation simple a été établie pour calculer à quelle hauteur dans les airs un dépôt de pâte à souder ayant subi un refusionnement projettera une sphère n'ayant pas subi ce processus. La réponse va vous surprendre : envoyez-moi un message et je vous enverrai l'article.
Santé ! Andy
