Commencer par les compétences de base d’un ingénieur matériel
La soudure connecte les composants électroniques aux cartes de circuits imprimés (PCB). Cette étape est vitale pour la fabrication de PCBA. On voit de la soudure partout, du soudage manuel en laboratoire à la validation des prototypes et à la production en série dans les usines PCBA. En production automatisée, le brasage par refusion et le brasage à la vague sont les deux processus les plus courants et essentiels. Pour les fournisseurs de PCBA, le choix du bon processus de soudage affecte directement le rendement du produit, Délai de livraison, et coût de fabrication.
Cet article compare le brasage par refusion et le brasage à la vague basés sur l'IPC et d'autres normes.. Il couvre les principes, processus, paramètres, et contrôle qualité. Les concepteurs de PCB et les responsables des achats PCBA recevront un guide de sélection pratique et détaillé.
1. Soudeur de reflux: Chauffage précis pour l'assemblage SMT
Le brasage par refusion est le processus courant pour la technologie de montage en surface (CMS). Sa logique fondamentale est “la soudure existe en premier, puis la chaleur le fait fondre.” Vous imprimez de la pâte à souder (avec flux) sur des plots PCB à l'aide d'un pochoir. Une machine de type « pick-and-place » monte des dispositifs à montage en surface (CMS) sur la pâte. Ensuite, toute la planche passe dans un four à refusion. Un profil de température contrôlé fait fondre la pâte et forme des joints de soudure fiables.
1.1 Quatre zones de température avec contrôle précis
Selon IPC-2221, un profil de refusion typique comporte quatre étapes clés.
- Zone de préchauffage: La température monte de la température ambiante à 150-160°C. Le taux de rampe reste entre 1 et 3°C/s. Cela permet aux solvants contenus dans la pâte de s'évaporer lentement, éliminer les bulles et prévenir les éclaboussures de soudure. Les planches épaisses nécessitent un préchauffage plus long (à propos 3-4 minutes). Les planches minces ont besoin d'environ 1-2 minutes.
- Zone de trempage (Zone d'activation): La température se maintient à 150-180°C pendant 60-120 secondes. Le flux s'active complètement et élimine les oxydes des plots et des câbles des composants.
- Zone de reflux (Zone de pointe): La température dépasse le point de fusion de la soudure. Soudure sans plomb (comme SAC305) fond à environ 217°C. La température maximale atteint 235-250°C pendant 10-20 secondes. Cela fait fondre la soudure et permet de mouiller les plots et les câbles., former un composé intermétallique (Imc). Soudure au plomb (Sn63Pb37) fond à environ 183°C, avec une pointe de 210-220°C.
- Zone de refroidissement: La planche refroidit rapidement à 2-4°C/s. La soudure se solidifie en un joint solide. Si le refroidissement est trop rapide (plus de 6°C/s), la contrainte thermique multiplie par trois le risque de fissure. Si le refroidissement est trop lent, la structure des grains devient grossière, diminuer la force des articulations.
1.2 Mesures clés du contrôle de la qualité
Les défauts dus au soudage par refusion entraînent plus 60% de toutes les défaillances du PCBA. Selon IPC-A-610G, vous devez répondre à ces exigences de qualité: angle de mouillage ≤25°, Épaisseur IMC entre 0,8 et 1,5 μm, et indice de vide ≤5 %. Les données de l'industrie montrent qu'avec un contrôle précis des processus, Les lignes SMT peuvent réduire les taux de défauts de 3.2% en dessous 0.05%.
2. Soudure d'onde: Mouillage par vagues d’étain pour assemblage traversant
Le brasage à la vague sert principalement à la technologie traversante (Tht) et assemblages mixtes avec composants traversants. Sa logique fondamentale est “fournitures de soudure en continu, puis mouille et se solidifie.” Une pompe crée une vague de soudure fondue dans un réservoir. Le PCB, avec composants insérés, passe sur cette onde selon un angle fixe. La soudure liquide mouille les fils des composants et les plots du PCB. Après refroidissement, les articulations se forment.
2.1 Contrôle quantitatif des paramètres clés du processus
Des réglages de paramètres appropriés déterminent la qualité du soudage à la vague. Des données industrielles fiables montrent qu'une variation de ± 5°C de la température de soudure augmente les taux de joints froids de 1% à 8%. UN 0.2 La variation m/min de la vitesse du convoyeur augmente les défauts de pontage de 5%.
- Température de soudure: Pour SAC305 sans plomb, la température standard est de 250-255°C. Le SAC405 sans plomb haute température fonctionne à 260-265°C. Le Sn42Bi58 sans plomb à basse température n'a besoin que de 180-190°C, adapté aux composants sensibles à la chaleur.
- Vitesse du convoyeur: La gamme standard est 1-1.5 m/min, donner 3-5 secondes de temps de contact. Temps de contact = longueur d'onde ÷ vitesse du convoyeur. Par exemple, à 1.2 m/min passant une onde de 80 mm, temps de contact = 0,08m ÷ (1.2m/min ÷ 60) = 4 secondes.
- Hauteur des vagues: Habituellement, contrôlez-le pour 1/2 à 2/3 de l'épaisseur du PCB. Cela garantit un bon mouillage.
- Température de préchauffage: La plage typique est de 100 à 150 °C. Cela préchauffe le PCB avant qu'il ne rencontre la vague de soudure, éviter les dommages dus aux chocs thermiques.
2.2 Technologie double vague
Les machines à souder à la vague modernes utilisent souvent un système à double vague. La première vague est mouvementée. Il répartit la soudure uniformément sur tous les plots et fils.. La deuxième vague se déroule en douceur. Il supprime les ponts et les glaçons. Dans une production de cartes mixtes d'électronique grand public, optimisation des paramètres de double onde (première vague à 237°C pour 1 deuxième, deuxième vague à 250°C pour 3 secondes) réduction des défauts de pontage 4.8% à 1.1%.
3. Différences fondamentales et logique de sélection
La différence essentielle entre le brasage par refusion et le brasage à la vague réside dans la logique d'approvisionnement en soudure et de formation.. Utilisations du brasage par refusion “approvisionnement en quantité fixe, puis solidification thermique.” Utilisations du brasage à la vague “approvisionnement continu, puis solidification mouillante.”
| Aspect de comparaison | Soudeur de reflux | Soudure d'onde |
|---|---|---|
| Composants appropriés | CMS (résistances, condensateurs, ICS, Bgas, etc.) | Composants enfichables traversants (connecteurs, transformateurs, appareils à haute puissance, etc.) |
| Fourniture de soudure | Pâte à souder imprimée au pochoir, quantité fixe | Vague de soudure fondue continue |
| Température typique | Pic 235-250°C (sans plomb) | Pot de soudure 250-260°C |
| Niveau de précision | Pas fin (0.3-0.5mm) | Convient aux emplacements plus grands |
| Conception de circuits imprimés | Suivez IPC-7351, Tenir compte de l'équilibre thermique des coussinets | Évitez l'effet d'ombre, la disposition des composants est importante, déformation <0.8% |
Un principe clé dans la conception actuelle des PCB: choisissez des packages de montage en surface autant que possible. Les packages CMS réduisent les étapes du processus et augmentent l'efficacité. Quand vous devez utiliser des composants traversants, la fabrication moderne de PCBA utilise souvent un processus mixte: souder par refusion les CMS en premier, puis manipuler les pièces traversantes avec une soudure à la vague sélective ou une soudure manuelle.
4. Tendances des processus: Montée du brasage à la vague sélective et du brasage par refusion sous vide
Demande de bornes de recharge pour véhicules électriques, stockage d'énergie haute puissance, et les modules IGBT connaissent une croissance rapide. Par conséquent, le brasage à la vague traditionnel cède la place au brasage à la vague sélectif. Cette technologie utilise une pompe électromagnétique miniature pour créer une mini-onde de soudure stable. Il soude avec précision uniquement les plots spécifiés, réduisant la zone affectée par la chaleur de plus 60%. Cela fonctionne très bien pour les cartes mixtes avec des composants sensibles à la chaleur. Pour les modules de puissance nécessitant une très haute fiabilité, le brasage par refusion sous vide réduit les taux de vide et garantit des joints de soudure de haute fiabilité.
Selon Global Info Research, le marché mondial des PCB et PCBA atteindra $82.15 milliards dans 2025. Il devrait croître à un rythme 3.2% TCAC et dépasser $102.33 milliards 2032. Dans ce secteur en pleine croissance, les fournisseurs professionnels de PCBA gagnent en compétitivité en optimisant continuellement leurs processus de soudage.
Conclusion: Laissez le bon choix créer de la valeur
Le brasage par refusion et le brasage à la vague visent à obtenir une liaison métallurgique fiable entre la soudure, coussinets, et mène. En production réelle, votre choix dépend des types de composants, Conception de circuits imprimés, taille du lot, et besoins de fiabilité. Si vous avez besoin de solutions de soudage PCBA fiables ou d'une optimisation de processus pour votre produit, contactez notre équipe d'experts. Nous offrons des services à guichet unique depuis la conception de PCB et l'assemblage SMT jusqu'à l'assemblage du produit final. Nous vous aidons à transformer efficacement vos conceptions en produits fiables.
