En tant que type clé deAssemblage de PCBDans le domaine de la fabrication, l’assemblage SMT (Surface Mount Technology) a été largement appliqué dans l’industrie électronique en raison de sa capacité à réduire les coûts de matériaux, de main-d’œuvre et de temps, ainsi que de ses avantages en termes de haute fiabilité et de haute fréquence. Jusqu’à présent, l’assemblage SMT a été utilisé dans presque tous les secteurs, y compris l’aérospatiale, les soins médicaux, l’informatique, les télécommunications et l’automobile, améliorant considérablement la vie des gens et la fiabilité des produits électroniques.
Cependant, chaque médaille a son revers. L’assemblage SMT permet aux produits électroniques d’offrir une fiabilité et une intégrité accrues, tandis que la qualité du produit final tend à diminuer si certains problèmes surviennent au cours du processus d’assemblage SMT. Depuis la création de PCBCart en 2005, la qualité est l’objectif central de notre activité, et certaines mesures efficaces pour améliorer la qualité de l’assemblage SMT ont été résumées dans notre atelier grâce à l’accumulation de plus de vingt ans d’expérience dans la fabrication de produits électroniques.
Le processus global d’assemblage SMT couvre principalement l’impression de pâte à braser, le placement, la soudure et l’inspection, parmi lesquels l’impression de pâte à braser, le placement et la soudure occupent les premières places.
• Défauts causés lors du processus d’impression de la pâte à braser
Au début deProcessus d’assemblage SMT, l’impression de pâte à braser joue un rôle direct dans la détermination de la qualité du PCB et du produit final. Si un contrôle rigoureux n’est pas appliqué pendant l’impression de la pâte à braser, des billes de soudure pourront apparaître lors des étapes ultérieures de l’assemblage SMT. Par exemple, un défaut de mouillage entraînera l’oxydation des particules métalliques ou celles-ci pourront présenter des formes irrégulières en raison d’une quantité insuffisante de pâte à braser. Par ailleurs, des billes de soudure pourront également être générées à cause de l’évaporation brusque du solvant ou de l’oxydation des particules métalliques.
• Défauts causés lors du processus de placement
Le placement, également appelé montage de puces, est considéré comme l’étape de fabrication la plus complexe en ce qui concerne l’assemblage SMT, de sorte que le niveau de placement reflète les performances de la fabrication en assemblage SMT. Par conséquent, la qualité du montage de puces représente le niveau de la technologie SMT. Cependant, c’est à cette étape que les défauts ont tendance à se produire le plus souvent, entraînant le taux de défaillance le plus élevé des équipements de fabrication. Par exemple, des composants manquants peuvent apparaître en raison d’une buse mal réglée ; une mauvaise orientation des composants peut être provoquée par des erreurs survenant chez les fournisseurs de composants ; ou encore, un mauvais positionnement peut être causé par un alignement incorrect.
• Défauts causés lors du processus de soudage
La soudure désigne un procédé au cours duquel les composants sont fixés au circuit imprimé (PCB) par la fusion d’une brasure métallique qui, en refroidissant, se solidifie et assure l’adhérence. La soudure influe au plus haut point sur les performances des produits électroniques, de sorte que l’amélioration de la qualité de soudure constitue la base de la garantie des performances du produit. Pour l’ensemble du processus de soudure, tous les éléments essentiels doivent être pris très au sérieux, notamment la propreté de la surface, le réglage de la température de soudure et la qualité de la brasure. Le principal défaut généré lors du procédé de refusion dans la fabrication en assemblage SMT est la formation de billes de soudure, qui sont de petites particules métalliques apparaissant sur la surface des composants pendant la refusion. Les billes de soudure peuvent provoquer des courts-circuits au niveau des CI (circuits intégrés), entraînant directement la défaillance des circuits assemblés. En outre, si des PCB plus petits doivent subir une seconde opération de soudure, des courts-circuits apparaîtront également sur le circuit imprimé à cause du roulement des billes de soudure, ou bien l’ensemble de la carte ou du produit sera détruit par brûlure.
Outre les défauts susmentionnés causés lors du processus d’assemblage SMT, le contrôle des coûts ou un nettoyage insuffisant entraîneront également une dégradation des performances des circuits imprimés. Un excès de résidus à la surface de la carte aura tendance à empêcher les joints de soudure d’être pleinement formés et brillants.
Conformément aux causes affectant la qualité des produits d’assemblage SMT, certaines mesures peuvent être résumées afin d’améliorer la qualité des produits d’assemblage SMT au cours du processus de fabrication.
Mesure n°1 : Technologie d’impression de pâte à braser et gestion de la qualité
En termes d’assemblage SMT, la pâte à braser joue un rôle clé dans la fabrication des assemblages. Après tout, 70 % des défauts de qualité dans les produits électroniques utilisant l’assemblage SMT proviennent d’une impression de pâte à braser de mauvaise qualité. Ainsi, améliorer les performances d’impression de la pâte à braser est une mesure importante pour augmenter la qualité de fabrication de l’assemblage SMT. Plus précisément, des mesures peuvent être prises en se concentrant sur la qualité de la pâte à braser, le positionnement du pochoir et le réglage des paramètres d’impression.
a. Qualité de la pâte à braser
Avant son utilisation, la pâte à braser doit être placée au réfrigérateur à une température de 5 ℃ et ne peut pas en être sortie avant d’être prête à être utilisée dans la fabrication. Une fois que la pâte à braser contient trop d’humidité, des éclaboussures seront facilement provoquées en raison de l’évaporation, ce qui entraînera en outre la formation de billes de soudure. De plus, avant son utilisation, le contenant de pâte à braser doit être ouvert à température ambiante et sa température doit augmenter naturellement. La température d’application optimale de la pâte à braser est d’environ 20 ℃ et l’humidité de 30 % à 50 %. Par conséquent, la température comme l’humidité doivent être rigoureusement contrôlées dans l’environnement de fabrication de l’assemblage SMT.
b. Placement du pochoir
Le pochoir doit être correctement placé conformément aux repères indiqués dessus. L’alignement est généralement réalisé automatiquement par l’équipement d’impression avant l’impression, de sorte qu’un réglage approprié des paramètres d’alignement peut contribuer à améliorer la qualité d’impression.
c. Réglage des paramètres d’impression
Au cours du processus d’impression de la pâte à braser, si la lame de raclage se déplace trop rapidement, une quantité insuffisante de pâte à braser sera déposée sur le pad, entraînant des défauts, et inversement. La vitesse de déplacement optimale du racleur doit être de 12 à 40 mm/s. La pression de raclage doit être correctement réglée, car une pression excessive chassera la pâte à braser en provoquant un affaissement, tandis qu’une pression de raclage trop faible fera glisser la pâte à braser, entraînant une pollution du pochoir. De plus, la trajectoire de la lame de raclage et la vitesse de séparation doivent être correctement réglées. Une trajectoire de raclage trop longue réduira l’efficacité de fabrication, et la vitesse de séparation joue un rôle crucial dans l’influence de la forme du joint de soudure et un rôle décisif dans la qualité de la soudure.
Mesure n°2 : Technologie de placement et gestion de la qualité
La technologie de placement est le cœur de la technologie de montage en surface. De plus, à mesure que les composants et les dispositifs deviennent de plus en plus miniaturisés, l’assemblage de PCB doit faire face à une complexité croissante et à un niveau de technologie plus élevé. Le montage des puces dépend d’une machine de pose de puces offrant un ramassage et un placement rapides ainsi qu’un placement à grande vitesse. La qualité du placement repose sur la sélection des composants, la position de montage et la pression de montage. Par exemple, la reconnaissance des composants est réalisée par la machine de pose de puces en fonction de la taille des composants, de sorte qu’une infime différence peut entraîner un mauvais positionnement des composants, ce qui conduira finalement à un défaut de pontage. En ce qui concerne la pression de placement, une pression trop faible peut entraîner une hauteur excessive du composant, tandis qu’une pression trop élevée peut provoquer l’affaissement de la pâte à braser, ce qui causera des dommages et un mauvais positionnement des composants. En outre, les positions des composants doivent être correctes afin que les composants puissent être collés avec précision aux positions correspondantes sur la carte. Une fois la tolérance dépassée, une soudure secondaire doit être effectuée après un ajustement manuel.
Mesure n°3 : Technologie de soudage et gestion de la qualité
Les performances de brasage par refusion déterminent les performances et la qualité du PCB. Si le PCB souffre d’une conception inappropriée en termes de pastilles, de pochoir, d’épaisseur de carte, etc., certains défauts apparaîtront, notamment des ponts de soudure, des composants manquants et des billes de soudure. Les courbes de température doivent être définies de manière scientifique et quatre phases de température sont utilisées dans le brasage par refusion : préchauffage, montée en température, refusion et refroidissement. L’objectif du préchauffage et de la montée en température est d’augmenter la température jusqu’à une valeur réglementée en 60 à 90 secondes, ce qui réduit non seulement le choc thermique sur le PCB et les composants, mais permet également la volatilisation partielle de la pâte à braser fondue. De plus, le préchauffage et la montée en température peuvent empêcher les éclaboussures de solvant dues à une montée en température trop rapide, de sorte que la formation de billes de soudure puisse être évitée. Par ailleurs, le pochoir doit être conçu avec une épaisseur et une taille d’ouverture appropriées. D’une manière générale, la surface de l’ouverture du pochoir doit représenter 90 % de celle de la pastille sur le PCB.
Toutes ces mesures ont été résumées par les ingénieurs de procédé SMT de PCBCart, forts de plus de vingt ans d’expérience en atelier et d’exigences rigoureuses en matière de fiabilité des produits.
L’assemblage SMT est une technologie clé dans la plupart des secteurs, offrant des avantages significatifs tels qu’un faible coût et une fiabilité accrue des composants électroniques. L’assemblage SMT a été appliqué dans tout le spectre, des télécommunications à l’aérospatiale, pour contribuer au développement des fonctionnalités et de la fiabilité des systèmes électroniques complexes. L’assemblage SMT présente toutefois certains problèmes susceptibles d’affecter la qualité des produits, notamment des problèmes d’impression de la pâte à braser, de placement des composants et de procédés de soudure. L’identification et la correction de ces faiblesses potentielles sont essentielles pour garantir des résultats de qualité supérieure et prévenir les défaillances des produits finis.
Chez PCBCart, nous mettons à profit plus de deux décennies d’expertise dans la fabrication de circuits imprimés pour offrir une qualité supérieure d’assemblage SMT. Nos étapes méticuleuses incluent l’optimisation de la qualité de la pâte à braser, l’amélioration des techniques de placement et la mise en œuvre de procédés de soudure robustes.
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