La soudure est un processus très crucial dansAssemblage de PCBet la fabrication, qui est extrêmement essentielle pour garantir la fonctionnalité et la fiabilité des assemblages électroniques. Le processus de soudure consiste à assembler les composants CMS et traversants (PTH) au PCB en utilisant la soudure comme milieu conducteur. Cependant, différents types de défauts de soudure peuvent survenir, et tous ont un impact considérable sur la qualité du produit final.
Défauts de soudure courants et leurs effets
Comprendre les différents types de défauts de soudure est important pour les détecter et les corriger efficacement. Les principales catégories de défauts, en tenant compte de leurs modes de défaillance, sont :
Circuits ouverts
Ouvertures de soudure :Ces ouvertures de soudure se produisent lorsqu’il n’y a pas suffisamment de connexion entre la patte d’un composant et la pastille d’un circuit imprimé, ouvrant partiellement un circuit et entravant le flux de courant.
Pastilles décolléesC’est lorsque la chaleur excessive et les vibrations mécaniques provoquent le détachement du plot du PCB, ce qui entraîne une perte de connexion.
Sauts de soudure :Cela se produit lorsque la soudure n’est pas appliquée sur les pastilles des composants CMS, laissant ainsi des zones non soudées avec des circuits ouverts.
Courts-circuits
Ponts de soudure :Lorsque un excès de soudure forme des ponts entre les conducteurs sur le PCB et crée des connexions indésirables, des courts-circuits apparaissent.
Billons de soudure :Ce sont de petites billes de soudure éparses à la surface d’un circuit imprimé, susceptibles de provoquer des courts-circuits lorsqu’elles se logent entre des conducteurs.
Projection de soudure :Des gouttelettes de soudure indésirables dues à des impuretés ou à des contaminants peuvent provoquer des courts-circuits.
Articulations lâches
Soudures froides :Un chauffage insuffisant pendant la soudure a entraîné des joints faibles, caractérisés par une surface rugueuse et terne.
Articulations perturbées :Les mouvements pendant la soudure peuvent empêcher une liaison correcte, entraînant une incapacité à garantir la fiabilité.
Vides de soudure :Les espaces dans le joint de soudure affaiblissent la connexion en raison de la contamination ou d’un manque de mouillage.
Soudure insuffisante :Il en résulte une jonction présentant une faible intégrité électrique ou mécanique.
Autres défauts
Dé-mouillage de soudure :C’est lorsque la soudure n’adhère pas correctement soit au plot du circuit imprimé, soit à la patte du composant.
Résidus de flux de soudure :Le flux résiduel peut potentiellement provoquer de la corrosion ou des problèmes de résistance d’isolement.
Fissuration de soudure :En raison des contraintes mécaniques ou des cycles thermiques, la résistance et la conductivité au niveau du joint ont tendance à se dégrader.
Tombstoning :Une extrémité d’un composant se soulève de la pastille pendant la refusion en raison d’un chauffage inégal.
Causes des défauts de soudure
La seule façon de prévenir efficacement les défauts de soudure est d’en identifier les causes profondes :
Problèmes thermiques :Un manque de chaleur ou un refroidissement trop rapide entraîne des soudures froides et des vides.
Quantité de soudure :Un excès de soudure provoque des ponts. Une quantité insuffisante entraîne des coupures.
Contamination :Les huiles, oxydes ou produits chimiques présents sur les surfaces peuvent empêcher une soudure correcte.
Mauvais alignement des composants :Un placement incorrect peut inclure des défauts tels que l’effet « tombstoning ».
Défauts de conception :Un soulagement thermique insuffisant et une mauvaise conception du plot sont également à l’origine de divers défauts.
Choc thermique excessif :Les températures extrêmes peuvent provoquer le soulèvement et la fissuration des pastilles.
Qualité de la pâte à souder :Une faible teneur en métal et d’autres facteurs peuvent entraîner la formation de billes de soudure et de ponts de soudure.
Stratégies de prévention des défauts de soudure
La prévention des défauts de soudure nécessite un contrôle au niveau de la conception, du choix des matériaux, de l’optimisation des procédés et de l’inspection :
Conception pour la fabrication
Prévoir un espacement adéquat entre les conducteurs pour éviter les pontages.
Prévoyez un généreux dégagement thermique dans la conception des pastilles afin d’éviter l’effet « tombstoning ».
Assurez-vous que la taille des composants correspond à la disposition des pastilles pour un ajustement correct.
Valider les conceptions par le prototypage et les tests fonctionnels.
Contrôles de pâte à braser
Fournir une haute qualitépâte à braserqui convient au processus d’assemblage.
Vérifiez régulièrement la qualité de l’application de la pâte à braser.
Conservez la pâte à braser en respectant les dates de péremption.
Nettoyer les pochoirs et contrôler la qualité des ouvertures.
Contrôles de procédé
Optimisez les réglages du four de refusion pour obtenir le profil thermique idéal.
Contrôlez les vitesses de refroidissement pour éviter les défauts d’origine thermique.
Utiliser un flux sans nettoyage ou nettoyer soigneusement les circuits imprimés après le soudage.
Surveiller les principaux paramètres du procédé, tels que la température et la vitesse du convoyeur. - Former les opérateurs aux techniques appropriées de soudage.
Techniques d’inspection et réparation
Un système solide d’inspection et de réparation peut grandement réduire l’impact des défauts de soudure :
Méthodes d’inspection
Inspection visuelle :C’est une bonne méthode pour observer les défauts évidents à l’aide d’outils de grossissement.
AOI:La technologie utilise des caméras haute résolution pour inspecter un certain nombre de défauts de fabrication différents, tels que les défauts de soudure.
Inspection par rayons X :En raison du fait que la plupart des défauts cachés surviennent dans les circuits imprimés multicouches ou compacts, la méthode d’inspection par rayons X est idéale dans cette situation.
Essais électriques :Les tests de continuité et de fonctionnalité garantissent qu’il existe une connectivité adéquate.
Essai de soudabilité :Évalue la qualité de l’assemblage en fonction de la forme et des angles de contact.
Techniques de réparation
Ponts de soudure :Retirez l’excès de soudure à l’aide d’un fer à souder ou d’une tresse, sans endommager les soudures voisines.
Articulations froides :Refaites fondre la soudure en appliquant un chauffage adéquat pour assurer un mouillage correct.
Billes de soudure :Retirer avec précaution à l’aide d’outils appropriés afin d’éviter d’endommager les composants.
Alignement des bordsréaligner les éléments à leurs positions correctes.
Pierres tombales :Réalignez précisément les composants à leurs positions correctes.
Pastilles décollées :Refixez les pastilles à l’aide d’adhésifs appropriés. Remplacez la carte si nécessaire.
Vides de soudure :Évitez les vides en utilisant un refusion approprié, mais évitez de surchauffer le PCB.
Résidu de flux :Nécessite un nettoyage manuel ou automatisé avec le solvant le plus adapté.
La soudure est l’un des procédés de base dans l’assemblage et la fabrication de circuits imprimés (PCB). Elle est très importante pour garantir la fonctionnalité et la fiabilité des dispositifs électroniques. Cependant, les défauts de soudure liés aux circuits ouverts et aux courts-circuits, aux joints faibles et à d’autres anomalies peuvent rendre le produit de faible qualité. Ce guide a abordé les types courants de défauts de soudure, leurs causes profondes et les meilleures pratiques pour leur prévention. Mettre en œuvre efficacementconception pour la fabrication(DFM), l’optimisation des contrôles de procédé et l’adoption de techniques d’inspection et de réparation optimales peuvent aider les fabricants à réduire l’incidence de tels défauts et ainsi améliorer la qualité et la fiabilité de leurs produits.
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