Du point de vue de la technologie et de la qualité, les capacités complètes d’un assembleur SMT (Surface Mount Technology) peuvent être observées et identifiées lorsque l’on examine les éléments clés du processus d’assemblage SMT. Après tout, face à un processus aussi complexe, il est presque impossible d’inspecter chaque détail de fabrication, et il serait risqué de juger pleinement des capacités de votre sous-traitant uniquement à partir des produits finis. Par conséquent, cet article partagera des connaissances suffisantes pour évaluer la qualité SMT d’un assembleur de PCB, ce qui vous permettra de vérifier si les circuits imprimés assemblés dans cette usine sont conformes à votre norme requise.
Les éléments clés pour évaluer la qualité de l’assemblage SMT incluent la qualité de l’impression de la pâte à braser, la qualité du refusion, le placement des composants, la manière d’éviter le placement manuel, les capacités de calcul et de modification de l’épaisseur du pochoir, la taille des ouvertures, ainsi que l’utilisation d’équipements ou d’instruments à jour. Parmi ces éléments, le contrôle qualité de l’impression de la pâte à braser est le plus important. Si la pâte à braser est mal imprimée, vos circuits imprimés souffriront inévitablement d’une faible qualité, même si le montage des composants est réalisé avec précision et si la température de refusion est correctement ajustée. Après tout, une quantité non standard de pâte à braser imprimée est étroitement liée à la qualité de la soudure. En ce qui concerne les autres éléments permettant d’évaluer les capacités d’un assembleur SMT, la précision de la machine de pose est généralement fixe et l’ajustement des courbes de température de refusion est étroitement lié aux connaissances de l’ingénieur et à son expérience de fabrication. Peu de modifications particulières sont nécessaires maintenant que les dommages causés par la température de fusion de la pâte à braser et par une chaleur excessive appliquée au matériau sont pleinement compris.
Viennent ensuite les méthodes permettant d’évaluer et de garantir la compatibilité de la qualité d’impression de la pâte à braser. L’impression de la pâte à braser se décline principalement en deux aspects de capacités : la capacité de gestion de la qualité de la pâte à braser et la capacité d’impression de la pâte à braser.
Gestion de la qualité de la pâte à souder
La pâte à braser de haute qualité dépend de sa marque et de son degré de fraîcheur. Pour le degré de fraîcheur de la pâte à braser, il faut en assurer le suivi à partir du moment du réchauffement, de l’ouverture du pot et du brassage. Différents fabricants se conforment à différentes réglementations stipulant que la pâte à braser doit être utilisée dans un certain délai, faute de quoi elle s’oxydera, entraînant une soudure insuffisante lors du processus de refusion. En outre, une gestion rigoureuse doit être mise en œuvre pour la pâte à braser appliquée sur le pochoir.
Il est recommandé de stocker la pâte à braser à basse température afin de maintenir son activité, et un réchauffement (généralement 4 heures ou plus) est nécessaire avant son utilisation pour éviter une incompatibilité de température avec la température ambiante. Lorsque la température varie fortement, de la condensation se forme à la surface de la pâte à braser, ce qui provoque des éclaboussures pendant le processus de refusion à haute température.
En outre, vous devez également étudier des questions telles que la manière dont la pâte à braser appliquée au pochoir sera traitée, comment la pâte à braser est chronométrée et comment gérer et contrôler la pâte à braser qui a été appliquée sur le pochoir d’origine lorsque celui-ci est modifié.
Un autre point qui doit être étudié avec attention est le moment où le premier lot de pâte à braser est réchauffé, en particulier pour les assembleurs de PCB (Printed Circuit Board) qui ne fonctionnent pas 24 heures sur 24. Comme la ligne SMT ne commence à travailler que lorsque la pâte à braser est complètement réchauffée, certains ateliers de fabrication lancent le réchauffement 4 heures plus tôt, voire un jour plus tôt, afin de gagner du temps et d’améliorer l’efficacité des lignes SMT. Il est important de savoir que l’activité de la pâte à braser sera fortement réduite si l’opération de réchauffement a lieu un jour avant son utilisation. En pratique, les assembleurs de PCB professionnels mettront certainement au rebut la pâte à braser si le réchauffement a eu lieu plus de 12 heures avant son application.
Capacité d’impression de pâte à braser
En ce qui concerne l’inspection des capacités d’impression de pâte à braser, il convient de sélectionner pour l’inspection des PCB contenant des BGA à pas fin (0,4 mm ou 0,5 mm). L’impression répétée de pâte à braser doit être effectuée sur la même carte PCB cinq à dix fois, et le résultat de chaque impression doit être inspecté au microscope afin de vérifier si des problèmes tels que des ponts de soudure ou des déplacements se produisent.
PourFabricant de SMTEn possédant un SPI (Solder Paste Inspector), il peut être utilisé pour mesurer la quantité (le volume) de pâte à braser.
En outre, le nettoyage du pochoir est également un élément qui affecte la qualité de l’impression de la pâte à braser. Comme les fuites de pâte à braser ont tendance à être causées par une impression de longue durée, entraînant des pontages, le pochoir doit être nettoyé avec un chiffon non pelucheux à intervalles réguliers ou par ultrasons afin d’éviter les problèmes d’obstruction des ouvertures.
La gestion de la qualité de la pâte à braser et la capacité d’impression de la pâte à braser sont les principaux points d’attention du contrôle du procédé d’assemblage SMT. Bien entendu, la véritable technique d’impression de pâte à braser comprend bien plus d’éléments, qui seront résumés dans les aspects suivants :
a.Pâte à braser
La pâte à braser est principalement composée de poudre d’étain (poudre d’alliage métallique comprenant Sn, Ag, Cu, Bi) et de flux, dont les proportions en volume représentent chacune 50 %. Il est nécessaire de sélectionner un type de pâte à braser adapté, compatible avec les exigences de vos produits. En outre, la poudre d’étain peut être classée par différents numéros. Plus le numéro est élevé, plus la particule est petite. En général, la poudre d’étain n° 3 est utilisée pour le SMT, tandis que la poudre d’étain n° 4 est appliquée pour le montage à pas fin ou sur petits plots de soudure.
b.Pochoir
L’acier est généralement utilisé comme matériau pour les pochoirs en raison de ses avantages, à savoir l’absence de déformation et une grande résistance mécanique. Les ouvertures dans l’acier sont généralement réalisées selon trois principales méthodes différentes : la gravure chimique, la découpe laser et l’électroformage, chacune ayant des coûts différents. Pour les produits avec des circuits intégrés à pas fin,pochoir découpé au laserest suggéré, car la paroi de l’ouverture obtenue par découpe laser est plus droite et nette. Malgré les excellentes performances des pochoirs électroformés, leur effet est limité et leur prix est relativement élevé.
L’épaisseur du pochoir et la taille des ouvertures influencent fortement la qualité de l’impression de la pâte à braser et la qualité du brasage par refusion. Selon les principes, le point clé de contrôle réside dans le volume d’étain, car la quantité de pâte à braser doit être compatible avec la quantité finale de brasure requise. En théorie, plus le composant CMS est petit, plus le pochoir doit être épais. Cependant, gardez à l’esprit que plus la pâte à braser est fine, plus il sera difficile de contrôler la quantité d’étain. En règle générale, l’épaisseur d’un pochoir standard se situe entre 0,12 mm et 0,15 mm. Pour les composants à pas fin (0201 ou 01005), un pochoir d’une épaisseur inférieure à 0,1 mm est nécessaire.
Réglage et modification des paramètres d’impression en sérigraphie
a.Pression de la lame de raclage
Une légère modification de la pression de la raclette entraîne d’énormes changements dans l’impression de la pâte à braser. Si la pression de la raclette est trop faible, la pâte à braser ne tombera pas au fond de l’ouverture du pochoir et ne sera pas efficacement transférée sur le pad. Si la pression de la raclette est trop élevée, la couche de pâte à braser sera trop fine ou les pochoirs seront même endommagés. La situation optimale est que la pâte à braser soit entièrement raclée de la surface du pochoir.
b.Épaisseur d’impression
L’épaisseur d’impression dépend en grande partie de l’épaisseur du pochoir. Une légère modification de l’épaisseur d’impression de la pâte à braser peut être obtenue en ajustant la vitesse et la pression de la raclette. Une réduction appropriée de la vitesse d’impression de la raclette entraîne également une augmentation de la quantité de pâte à braser déposée sur le PCB.
c.Nettoyage de pochoir
Dans le processus d’impression de pâte à braser, le pochoir doit être nettoyé dès que 10 circuits imprimés ont été correctement imprimés, afin d’éliminer les dépôts au bas des pochoirs et la pâte à braser résiduelle. En général, on utilise de l’alcool anhydre comme agent de nettoyage.
Pour obtenir une qualité de fabrication SMT véritablement élevée, il est nécessaire de mener des investigations et des analyses sur chaque maillon de la production et sur les éléments clés, afin de déterminer des méthodes de contrôle efficaces. Parmi les principaux maillons de laProcessus d’assemblage SMTl’impression de pâte à braser est la plus importante. Tant que des paramètres raisonnables sont définis et que les relations correspondantes entre eux sont maîtrisées, une impression de pâte à braser de haute qualité peut finalement être obtenue.
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Article rédigé par Dora Yang, ingénieure chez PCBCart, initialement publié dans le numéro de mars 2017 du magazine SMT.
