L’application constante et croissante de la fabrication d’assemblages SMT (Surface Mount Technology) dans l’industrie électronique fait de la performance et de la fiabilité la préoccupation centrale des utilisateurs pour les produits électroniques. La qualité de la fabrication des assemblages SMT représente non seulement le niveau de l’atelier de production, mais garantit également le développement à long terme des produits électroniques. Afin d’assurer de manière substantielle les performances des produits et de rendre le processus de fabrication raisonnable, réglementé et standardisé, il est nécessaire d’établir un système de contrôle de processus rationnel et efficace, compatible avec les exigences réelles de production. La fabrication d’assemblages SMT doit commencer par un contrôle de processus rigoureux, qui joue un rôle fondamental dans l’ensemble du processus de production, car un contrôle efficace permet de mettre en évidence les problèmes de qualité en temps voulu, de minimiser le débit de produits rejetés et ainsi d’éviter les pertes économiques résultant des non-conformités. Par conséquent, il est d’une importance capitale de mettre en œuvre des mesures de contrôle de processus au cours de la fabrication des assemblages SMT.
Le processus d’assemblage SMT se compose principalement de trois étapes : l’impression de la pâte à braser, le placement des composants et la refusion. Des mesures de contrôle de procédé doivent être mises en œuvre à chaque étape afin d’obtenir une fiabilité élevée.
Mesures de contrôle des procédés dans l’impression de pâte à braser
• Contrôle de qualité des PCB
Une inspection par échantillonnage doit être effectuée sur tous les lots de circuits imprimés (PCB) avant l’impression de la pâte à braser. Les éléments d’inspection comprennent :
a. Si une déformation se produit sur le PCB ;
b. Si une oxydation se produit sur le plot du PCB ;
c. Si des rayures, des courts-circuits et une exposition du cuivre se produisent à la surface du PCB ;
d. Si l’impression est uniformément lisse ou non.
Dans le processus de contrôle de procédé des performances des PCB, une attention suffisante doit être portée du début à la fin. Premièrement, des gants doivent être portés lors de la manipulation des cartes PCB. Deuxièmement, lors de l’inspection visuelle, la distance entre les yeux nus et les cartes inspectées doit se situer entre 30 cm et 45 cm, avec un angle d’environ 30° à 45°. Les cartes PCB doivent être manipulées avec précaution pendant l’inspection afin d’éviter toute collision ou chute, et elles ne doivent ni être empilées ni maintenues à la verticale afin d’éviter que les circuits ne soient coupés. Parallèlement, les trous de positionnement sur les cartes doivent être inspectés pour s’assurer que les ouvertures du pochoir sont compatibles avec les pastilles sur le PCB.
• Application et stockage de la pâte à braser
Dans le processus d’assemblage SMT, la validité de la pâte à braser doit être rigoureusement contrôlée afin de maintenir sa haute fiabilité. La pâte à braser périmée ne doit pas être utilisée et la pâte à braser achetée doit être conservée dans le compartiment réfrigéré du réfrigérateur. La pâte à braser ouverte doit être utilisée dans un délai d’une semaine. Lors de l’application de la pâte à braser, la température de l’atelier doit être contrôlée à environ 25 ℃ et l’humidité relative (HR) doit être maintenue entre 35 % et 75 %. La pâte à braser temporairement non utilisée doit être placée à l’écart de l’atelier afin d’éviter qu’elle ne soit mélangée avec la pâte à braser en cours d’utilisation. Lorsque de la « nouvelle » pâte à braser doit être mélangée avec de « l’ancienne » pâte à braser, le rapport de mélange doit être de 3:1.
• Certaines mesures de contrôle dans l’impression de pâte à braser
Une impression réussie de pâte à braser doit être compatible avec l’exigence suivante :
a. L’impression doit être complète ;
b. Aucun pontage n’a lieu ;
c. L’épaisseur d’impression doit être uniformément lisse ;
d. Aucun bord replié ne se produit sur le tampon ;
e. Aucune déviation ne se produit lors de l’impression.
Si l’impression de la pâte à braser est incomplète, il convient d’ajuster la carte PCB, le pochoir et la lame de raclage afin de la rendre complète. En cas de pontage lors de l’impression de la pâte à braser, les composants à pas le plus fin, généralement le CPU, doivent être inspectés. Si l’impression de la pâte à braser n’est pas uniformément lisse, la pression de raclage doit être ajustée. Si un bord replié est constaté au niveau du pad, l’ouverture du pochoir doit être inspectée afin de s’assurer qu’il n’y a aucun blocage. Si un décalage est constaté dans l’impression de la pâte à braser, la position du pochoir doit être ajustée en temps voulu.
Mesures de contrôle des procédés dans le montage des puces
En tant qu’équipement clé utilisé dans la fabrication d’assemblages SMT, le poseur de composants est capable de placer rapidement et avec précision les composants sur les pastilles correspondantes grâce à une série d’actions incluant l’aspiration, le déplacement, le positionnement et la pose.
• Exigence de montage
a. Tous les CMS (Composants Montés en Surface) doivent être garantis comme étant utilisés de manière suffisante et correcte ;
b. La programmation doit être précisément modifiée afin que les paramètres correspondants soient compatibles avec les exigences de programmation ;
c. Les SMD et les feeders doivent être correctement combinés afin d’éviter la réapparition des erreurs ;
d. Le poseur de composants doit être correctement réglé avant le montage des puces et les pannes doivent être traitées en temps voulu pendantProcessus d’assemblage SMT.
• Solutions aux défauts de montage des puces
Le poseur de composants présente une structure complexe composée d’un mécanisme de transmission, d’un système servo, d’un système de reconnaissance et de capteurs. Différents défauts ont tendance à apparaître lors du montage des puces, et les mesures pour y remédier seront discutées ci‑dessous :
a. La séquence de fonctionnement du poseur de composants doit être analysée et les logiques entre les parties de transmission doivent être connues ;
b. Dans le processus de fonctionnement de l’équipement, les défauts peuvent être identifiés en termes de position, de liaison et d’ampleur, et ils peuvent être détectés grâce à des bruits inhabituels ;
c. Le processus d’exploitation doit être clarifié avant les défauts ;
d. Les défauts doivent être clarifiés afin de déterminer s’ils se produisent à des positions fixes, telles que la tête de montage ou la buse ;
e. Les défauts doivent être clarifiés afin de déterminer s’ils se produisent au niveau de l’alimenteur de composants ou des CMS ;
f. La redondance des défauts doit être étudiée afin de déterminer si elle se produit pour une quantité ou une période particulière.
En tant qu’équipement électronique à haute densité, le poseur de composants SMT est chargé du montage des puces SMT et doit être inspecté chaque jour afin d’assurer le bon déroulement de la fabrication en assemblage.
Mesures de contrôle des procédés dans le brasage par refusion
La soudure par refusion désigne le procédé par lequel un gaz atteint une température élevée grâce à un flux de circulation interne afin de fixer les SMC et les SMD sur les PCB.
La soudure par refusion doit être compatible avec l’exigence suivante :
a. Une courbe de température de brasage par refusion raisonnable doit être définie et des tests pratiques doivent être effectués à intervalles réguliers ;
b. Dans le processus de brasage par refusion, la direction de refusion doit être conforme à celle prévue pour le PCB ;
c. Les vibrations doivent être évitées sur la bande de transfert enprocessus de brasage par refusion.
En ce qui concerne la pâte à braser, une teneur plus élevée en oxydes métalliques entraîne toujours une résistance de combinaison plus importante entre les poudres métalliques. Par conséquent, une mouillabilité insuffisante se produit entre la pâte à braser, les pastilles et les composants CMS, ce qui réduit leur brasabilité. Il a été résumé que l’apparition de billes de soudure est directement proportionnelle à la quantité d’oxydes métalliques. Par conséquent, la teneur en oxydes doit être rigoureusement maintenue en dessous de 0,05 % dans la pâte à braser afin d’empêcher la formation de billes de soudure.
À la fin du brasage par refusion, l’effet de soudure peut être déterminé à travers les aspects d’inspection suivants :
→ Pour vérifier si la partie soudure des composants est complète ;
→ Pour confirmer si les joints de soudure présentent une surface lisse ;
→ Pour vérifier si les joints de soudure présentent une forme semi-lunaire ;
→ Déterminer si des résidus sont présents à la surface du PCB ;
→ Pour vérifier au microscope si des ponts et des soudures froides se produisent.
Une courbe de température flexible peut être appliquée et modifiée à tout moment pendant le processus de refusion afin de s’adapter aux différentes variations de l’environnement et des performances du produit.
L’assemblage SMT est la pierre angulaire de la production de produits électroniques fiables. L’élément primordial dans cet exercice est l’application d’un contrôle de processus rigoureux à chaque étape — impression de la pâte à braser, placement des composants et refusion de la soudure. Ces contrôles préviennent les défauts, garantissent la constance et protègent contre d’éventuelles pertes économiques, assurant ainsi la fiabilité et les performances à long terme des produits électroniques.
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Ressources utiles
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