DP 5505

Crème à braser haute stabilité

populaire

Interflux® DP 5505 est notre crème à braser polyvalente, à haute stabilité et sans nettoyage pour les alliages sans plomb et SnPb(Ag).

DP 5505 SnAgCu 500g

Convient pour

  • Le brasage par refusion est le procédé de brasage le plus utilisé dans l'assemblage électronique. Les composants CMS principalement, mais aussi certains composants à trous traversants, sont brasés dans un four à refusion au moyen d'une crème à braser. Le four de refusion est généralement un four à convection forcée, mais des fours à phase vapeur et à infrarouge sont également possibles. La première étape du process consiste à appliquer de la crème à braser sur les pastilles du circuit imprimé ou, dans le cas de composants traversants, dans le trou traversant. Cette dernière est appelée "Pin in Paste" (PiP) ou technologie de refusion intrusive. La principale méthode d'application est la sérigraphie au pochoir, mais la dépose point par point et le jet de crème à braser sont également possibles. Selon la méthode d'application, la crème à braser aura une consistance différente et se présentera dans un emballage différent. La crème à braser est un mélange d'une poudre à braser et d'un flux en gel. Le type de flux en gel et le type de poudre, ainsi que les proportions dans lesquelles ils sont mélangés, détermineront la consistance de la crème. La poudre d'alliage est composée d'un certain alliage de brasage et possède une certaine taille de billes (granulométrie). Des billes plus fines sont utilisés pour les composants à pas fins et les ouvertures de pochoir sont plus petites. La dépose point par point et encore plus le "jetting" nécessitent également des tailles de billes plus fines. Le flux en gel contient des substances permettant de désoxyder les surfaces à braser. Il contient également des substances qui détermineront en grande partie la consistance et le comportement de la crème à braser dans le process. Lors de la sérigraphie au pochoir de la crème à braser, un paramètre important est que la crème à braser conserve ses propriétés e sérigraphie pendant le temps où elle sera sur le pochoir. C'est ce qu'on appelle souvent la stabilité de la crème à braser. La stabilité de la crème à braser est difficile à quantifier mais peut être estimée à partir de l'indication de la durée de vie du pochoir dans la fiche technique. Après l'application de la crème à braser, les composants CMS sont placés sur la crème à braser avec leurs connexions brasables. Dans la plupart des cas, cela se fait avec une machine de pose de composants CMS. La crème à braser doit avoir une force d'adhérence suffisante pour maintenir les composants à leur place jusqu'à la refusion. Un convoyeur transportera la arte électronique dans un four à refusion où la carte est soumise à un profil de refusion. Ce profil est créé par les réglages de température des différentes zones de convection. Elles sont généralement situées aussi bien du côté supérieur que du côté inférieur de la carte. Outre les réglages de température, dans certains cas, la vitesse de convection des zones peut également être programmée pour obtenir un meilleur ou un moindre transfert de chaleur, ou lorsque certains composants subissent une trop grande force de convection. L'objectif est d'amener tous les composants à la température de brasage, qui est déterminée par l'alliage de brasage utilisé, sans endommager ou surchauffer les composants sensibles à la température. Cela peut être un défi pour les productions comportant une grande diversité de grands et petits composants ou une répartition inégale du cuivre dans la carte électronique. Dans cette optique, un alliage de brasage à faible point de fusion limite considérablement le risque d'endommager ou de pré-endommager les composants et les cartes. La vitesse du convoyeur déterminera le temps du profil et le débit du four. Dans la plupart des cas cependant, le process de pose des composants CMS limite le débit. Tous les composants électroniques ne sont pas adaptés au brasage par refusion. Certains à cause de leur masse thermique comme par exemple les gros transfos ou d'autres à cause de leur sensibilité thermique comme par exemple certains écrans, connecteurs, relais, fusibles,.... Ces composants sont généralement disponibles en tant que composants à trous traversants et sont brasés par d'autres procédés tels que le brasage sélectif, le brasage à la vague, le brasage manuel, le brasage robotisé, le brasage au laser,...

  • La sérigraphie au pochoir est la méthode la plus utilisée pour appliquer de la crème à braser sur les pastilles d'es cartes électroniques pour les lignes d'assemblage des composants CMS dans la fabrication électronique. Après la sérigraphie au pochoir, les composants CMS sont placés sur leurs pastilles est transportés dans un four à refusion où les composants sont brasés à la carte. La sérigraphie au pochoir peut également être utilisée pour appliquer de la crème à braser dans des trous traversants pour la technologie "Pin in Paste" (PiP, refusion intrusive) qui est destinée à braser des composants à travers des trous dans le process de brasage par refusion . La sérigraphie au pochoir peut également être utilisée pour appliquer la colle des composants CMS. Les composants CMS sont placés avec leur corps sur la colle qui sera durcie dans un four à refusion. Ensuite, les composants CMS'impression au pochoir est la méthode la plus utilisée pour appliquer de la pâte à braser sur les plots d'un PCB (Printed Circuit Board) dans la ligne d'assemblage SMT (Surface Mount Technology) dans la fabrication électronique. Après l'impression au pochoir, les composants SMD (Surface Mount Device) sont placés avec leurs contacts soudables sur la pâte à braser et le PCB est transporté dans un four de refusion où les composants sont soudés à la carte PCB. L'impression au pochoir peut également être utilisée pour appliquer de la pâte à souder dans des trous traversants pour la technologie Pin in Paste (PiP, refusion intrusive) qui est destinée à souder des composants à travers des trous dans le processus de soudure par refusion . L'impression au pochoir peut également être utilisée pour appliquer l'adhésif SMT (colle) sur la carte PCB. Les composants SMD sont placés avec leur corps sur la colle qui sera durcie dans un four de refusion. Ensuite, les composants SMD qui sont collés sur la carte PCB seront soudés dans un processus de soudure à la vague. La carte PCB est pressée sur un pochoir qui présente des ouvertures où la pâte à souder doit être déposée. Un volume de pâte à braser est présent sur le pochoir. Une raclette est abaissée sur le pochoir avec une certaine pression. La raclette se déplace sur le pochoir avec une certaine vitesse d'impression. Ainsi, la pâte à souder roule dans les ouvertures. La vitesse d'impression peut être déterminée par le débit souhaité, typique des productions en grande quantité, mais peut être limitée par la pâte à braser utilisée. Cette vitesse peut varier de 20 à 150 mm/s. Une fois la vitesse souhaitée établie, une pression d'impression devra être déterminée pour cette vitesse d'impression. Des vitesses plus élevées nécessitent des pressions plus élevées. La pression d'impression correcte est la pression minimale nécessaire pour obtenir un pochoir propre après l'impression, ce qui signifie que toute la pâte à souder excessive a été enlevée par la raclette. La carte est éloignée verticalement du pochoir, la pâte à braser se détache du pochoir et les plages du circuit imprimé présentent des dépôts de pâte à braser. L'objectif est d'obtenir un résultat d'impression bien défini où toute la pâte à souder s'est libérée du pochoir et où aucune pâte à souder n'a été pressée entre le pochoir et le circuit imprimé. La libération de la pâte à braser est évidemment plus difficile pour les ouvertures plus petites et les pochoirs plus épais. Certaines règles de conception stipulent que le rapport entre la surface de l'ouverture et la surface des côtés ("parois") de l'ouverture n'est de préférence pas inférieur à 0,6. La qualité du pochoir est un paramètre majeur pour une bonne libération de la pâte. Les côtés rugueux sont plus susceptibles d'adhérer à la pâte à braser. Il existe différents types de pochoirs. Le plus populaire est le pochoir en acier inoxydable avec des ouvertures découpées au laser qui sont ensuite lissées par un procédé chimique. Parfois, ils sont traités avec un revêtement pour une meilleure libération de la pâte. Les principales raisons pour lesquelles la pâte à braser est pressée entre le pochoir et la carte PCB sont une mauvaise étanchéité entre la carte et le pochoir ou une pression d'impression trop élevée pour la vitesse d'impression utilisée. Cela peut entraîner la formation de billes de soudure ou de ponts après la refusion. Certaines machines d'impression disposent d'une unité de nettoyage automatique sous le pochoir qui peut être programmée pour nettoyer le pochoir après un certain nombre d'impressions. Cela facilitera un résultat d'impression stable. Il est conseillé de ne pas utiliser de liquides de nettoyage à base d'IPA ou d'eau dans ces unités car ils peuvent affecter la stabilité de la pâte à braser. Il est conseillé d'utiliser des produits spécialement conçus à cet effet. La stabilité de la pâte à braser sur le pochoir, c'est-à-dire la façon dont la pâte à braser conserve ses propriétés d'impression dans le temps, est également un paramètre pour un processus d'impression stable. Certaines machines d'impression disposent d'un système AOI (Automated Optical Inspection) intégré qui vérifie le résultat de l'impression et émet une alarme s'il s'écarte des valeurs souhaitées programmées. Cela permet d'éviter que des unités électroniques soient produites avec des joints de soudure qui ne sont pas conformes aux bonnes normes.MS qui sont collés sur la carte PCB seront soudés dans un processus de soudure à la vague. La carte PCB est pressée sur un pochoir qui présente des ouvertures où la pâte à souder doit être déposée. Un volume de pâte à braser est présent sur le pochoir. Une raclette est abaissée sur le pochoir avec une certaine pression. La raclette se déplace sur le pochoir avec une certaine vitesse d'impression. Ainsi, la pâte à souder roule dans les ouvertures. La vitesse d'impression peut être déterminée par le débit souhaité, typique des productions en grande quantité, mais peut être limitée par la pâte à braser utilisée. Cette vitesse peut varier de 20 à 150 mm/s. Une fois la vitesse souhaitée établie, une pression d'impression devra être déterminée pour cette vitesse d'impression. Des vitesses plus élevées nécessitent des pressions plus élevées. La pression d'impression correcte est la pression minimale nécessaire pour obtenir un pochoir propre après l'impression, ce qui signifie que toute la pâte à souder excessive a été enlevée par la raclette. La carte est éloignée verticalement du pochoir, la pâte à braser se détache du pochoir et les plages du circuit imprimé présentent des dépôts de pâte à braser. L'objectif est d'obtenir un résultat d'impression bien défini où toute la pâte à souder s'est libérée du pochoir et où aucune pâte à souder n'a été pressée entre le pochoir et le circuit imprimé. La libération de la pâte à braser est évidemment plus difficile pour les ouvertures plus petites et les pochoirs plus épais. Certaines règles de conception stipulent que le rapport entre la surface de l'ouverture et la surface des côtés ("parois") de l'ouverture n'est de préférence pas inférieur à 0,6. La qualité du pochoir est un paramètre majeur pour une bonne libération de la pâte. Les côtés rugueux sont plus susceptibles d'adhérer à la pâte à braser. Il existe différents types de pochoirs. Le plus populaire est le pochoir en acier inoxydable avec des ouvertures découpées au laser qui sont ensuite lissées par un procédé chimique. Parfois, ils sont traités avec un revêtement pour une meilleure libération de la pâte. Les principales raisons pour lesquelles la pâte à braser est pressée entre le pochoir et la carte PCB sont une mauvaise étanchéité entre la carte et le pochoir ou une pression d'impression trop élevée pour la vitesse d'impression utilisée. Cela peut entraîner la formation de billes de soudure ou de ponts après la refusion. Certaines machines d'impression disposent d'une unité de nettoyage automatique sous le pochoir qui peut être programmée pour nettoyer le pochoir après un certain nombre d'impressions. Cela facilitera un résultat d'impression stable. Il est conseillé de ne pas utiliser de liquides de nettoyage à base d'IPA ou d'eau dans ces unités car ils peuvent affecter la stabilité de la pâte à braser. Il est conseillé d'utiliser des produits spécialement conçus à cet effet. La stabilité de la pâte à braser sur le pochoir, c'est-à-dire la façon dont la pâte à braser conserve ses propriétés d'impression dans le temps, est également un paramètre pour un processus d'impression stable. Certaines machines d'impression disposent d'un système AOI (Automated Optical Inspection) intégré qui vérifie le résultat de l'impression et émet une alarme s'il s'écarte des valeurs souhaitées programmées. Cela permet d'éviter que des unités électroniques soient produites avec des joints de soudure qui ne sont pas conformes aux bonnes normes.

  • La dépose point par point "dispensing" est une technologie utilisée dans la fabrication électronique pour appliquer de la crème à braser (ou de la colle) à partir d'une seringue sur une carte électronique. La dépose point par point est un moyen plus flexible d'appliquer de la crème à braser que la sérigraphie au pochoir standard car elle permet d'appliquer sélectivement de la crème à braser sur les pastilles à braser. Cependant, la dépose est un process beaucoup plus lent que la sérigraphie au pochoir et ne convient pas aux productions de grands volumes. C'est pourquoi elle est surtout utilisée pour ajouter, là où cela est nécessaire, de la crème à braser supplémentaire dans une ligne d'assemblage CMS, mais aussi pour la reprise et la réparation et dans le prototypage. La dépose point par point peut se faire manuellement ou automatiquement. Dans le cas de la reprise et de la réparation, elle est généralement effectuée manuellement à l'aide d'un système qui applique de l'air sous pression au piston de la seringue ainsi la crème à braser est expulsée par une aiguille. Mais cela peut aussi être fait manuellement avec un poussoir manuel. Dans les process automatisés, comme dans une dépose point par point autonome dans une ligne d'assemblage CMS ou dans une dépose point par point intégré dans une sérigraphie au pochoir, il existe deux systèmes principaux pour pousser la crème à braser hors de la seringue : La pression d'air et la vis d'Archimède. Les systèmes à pression d'air sont généralement moins chers mais la stabilité volumétrique des dépôts de crème à braser est un peu plus difficile à contrôler, surtout lorsque la seringue est presque vide et qu'il y a un plus grand volume d'air comprimé en combinaison avec moins de matière dans la seringue qui doit être déplacé par cette pression d'air. Les systèmes avec la vis d'Archimède sont généralement plus stables et plus rapides. Cependant, en fonction de la qualité de la crème à braser, ils peuvent être sensibles à certaines particules très fines de la crème à braser qui sont écrasées entre la vis d'Archimède et les parois latérales et qui peuvent bloquer l'aiguille par laquelle sort la crème à braser. Plus l'aiguille est petite et longue, plus le risque de blocage de l'aiguille est élevé. La taille de l'aiguille est choisie en fonction de la taille du dépôt de crème à braser souhaitée. La granulométrie de la crème à braser est choisie en fonction de cette taille d'aiguille. En général, une crème à braser de type 3 peut être utilisée pour les aiguilles dont le diamètre intérieur est supérieur à 0,5 mm, un type 4 pour les aiguilles dont le diamètre intérieur est inférieur à 0,25 mm, un type 5 pour les aiguilles dont le diamètre intérieur est inférieur à 0,15 mm. Les performances de dépose d'une crème à braser peuvent varier d'un type à l'autre en termes de stabilité volumétrique et de sensibilité au blocage de l'aiguille. Si une seringue de crème à braser a été stockée trop longtemps, trop chaude ou trop froide, cela peut également affecter les performances de dépose. La mesure dans laquelle le temps et la température affectent les performances de dépose peut également varier d'une crème à braser à l'autre. La crème à braser pour la dépose point par point peut être disponible dans différents types de seringues requises par la machine à laquelle elle est destinée. Elles peuvent également être disponibles avec différents types de pistons requis par la viscosité de la crème à braser à déposer. Les tailles standards des seringues sont 5CC, 10CC et 30CC.

  • Brasage sans plomb

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    Brasage à base de plomb

Principaux avantages

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    Longue durée de vie du pochoir, grande stabilité

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    Vitesses d'impression élevées

  • Les voids sont des poches d'air dans les joints de brasage. Les gaz produits pendant le brasage ne parviennent pas à s'échapper de l'alliage de brasage liquide et sont piégés lors de la solidification. On les trouve généralement sur les composants dont le joint de brasage, ou une grande partie de celui-ci, est recouvert par le corps du composant, comme les BGA, les LGA, les QFN, les LED, etc. Les voids sont généralement détectés à l'aide de machines à rayons X. La présence de voids est plus importante avec les alliages de brasage sans plomb Sn(Ag)Cu où les niveaux de voids se situent généralement entre 20 et 30 % mais peuvent aller jusqu'à 50 %. Cela peut entraîner une conductivité électrique et thermique inférieure qui, selon l'application, peut conduire à des défaillances. La résistance mécanique du joint de brasage peut également être affectée par ces voids. Cela peut être problématique pour les applications qui sont soumises à des forces thermo-mécaniques en fonctionnement comme les vibrations, les chocs mécaniques, les cycles thermiques, les chocs thermiques,... Les niveaux de voids peuvent également varier en fonction du type de pâte à braser utilisé et du profil de brasage. Les alliages de brasage à bas point de fusion comme le LMPA-Q ont généralement des niveaux de voids inférieurs à 10%. En fonctionnement, les niveaux de voids peuvent par exemple être réduits en utilisant une machine de brasage par refusion avec une chambre à vide, en adaptant le profil de brasage (un profil avec un palier est souvent préféré à un profil avec une rampe), en choisissant la bonne crème à braser, en adaptant la conception du pochoir pour la sérigraphie de la crème à braser ou en changeant la finition du circuit imprimé.

  • Réduction du défaut " head-in-pillow"

  • La chimie de brasage absolument sans halogène ne contient aucun halogène ni halogénure ajouté intentionnellement. La classification IPC autorise jusqu'à 500 ppm d'halogènes pour la classification "L0", la plus basse. Les flux de brasage, les crèmes à braser et les fils à braser de cette classe sont souvent appelés "sans halogène". La chimie de brasage absolument sans halogène va plus loin et ne contient pas ce niveau "autorisé" d'halogènes. Spécifiquement en combinaison avec des alliages de brasage sans plomb et sur des applications électroniques sensibles, ces faibles niveaux d'halogènes ont été signalés comme pouvant causer des problèmes de fiabilité comme par exemple des courants de fuite trop élevés. Les halogènes sont des éléments du tableau périodique comme Cl, Br, F et I. Ils ont la propriété physique de réagir. Ceci est très intéressant du point de vue de la chimie du brasage car elle est destinée à nettoyer les oxydes des surfaces à braser. Et en effet, les halogènes remplissent très bien cette fonction, même les surfaces difficiles à nettoyer comme le laiton, le Zn, le Ni,...ou les surfaces fortement oxydées ou dégradées I-Sn et cuivre passivé "OSP" (Organic Surface Protection) peuvent être brasées à l'aide de flux halogénés. Les halogènes offrent une grande fenêtre de process en matière de brasabilité. Le problème est toutefois que les résidus et les produits de réaction des flux halogénés peuvent être problématiques pour les cartes électroniques. Ils ont généralement une hygroscopicité et une solubilité dans l'eau élevés et présentent un risque accru d'électro-migration et de courants de fuite élevés. Cela signifie un risque élevé de dysfonctionnement de la carte électronique. En ce qui concerne spécifiquement les alliages de brasage sans plomb, de plus en plus de rapports indiquent que même les plus faibles pourcentages d'halogènes peuvent être problématiques pour les applications électroniques sensibles. Les applications électroniques sensibles sont typiquement des cartes électroniques à haute résistance, des cartes électroniques de mesure, des cartes électroniques à haute fréquence, des capteurs,...C'est pourquoi la tendance est de s'éloigner des halogènes dans la chimie de brasage dans la fabrication électronique. En général, lorsque la brasabilité des surfaces à braser du composant et du PCB (Printed Circuit Board) est normale, il n'y a pas besoin de ces halogènes. Des produits de brasage absolument sans halogène, conçus intelligemment, fourniront une fenêtre de process suffisamment large pour nettoyer les surfaces et obtenir un bon résultat de brasage et ceci en combinaison avec des résidus de haute fiabilité.

  • La colophane est un produit naturel provenant des arbres. Il existe de nombreux types de colophane avec des propriétés très différentes mais certaines propriétés générales s'appliquent. En tant qu'élément de la chimie du brasage, comme les flux de brasage, les crèmes à braser et les fils de brasage, en général, la colophane offre une grande fenêtre de process dans le process de brasage. Cela signifie qu'en général, elle est capable de supporter des temps plus longs et des températures plus élevées que, par exemple, une résine. Un avantage de la colophane dans un flux liquide est qu'en général, elle a tendance à créer moins de microbilles sur le vernis épargne après le brasage à la vague ou le brasage sélectif. En outre, le résidu de colophane offre une certaine protection contre l'humidité atmosphérique. Cela peut donner une chance supplémentaire de passer les tests de fiabilité climatique. Cette capacité de protection se dégrade toutefois avec le temps. D'autre part, la colophane contenue dans un flux de brasage liquide peut également présenter certains inconvénients. Elle augmente le risque de blocage de la buse de pulvérisation ou de la buse à jet des machines à braser à la vague et sélectives. Les résidus laissés dans la machine et sur les cadres de brasage sont assez difficiles à nettoyer. Les résidus laissés sur la carte électronique peuvent interférer avec le test in situ et créer un problème de contact entraînant une fausse lecture/erreur. Dans certains cas, cela peut entraîner une obstruction du flux de production. Lorsqu'une partie du flux pulvérisé contenant de la colophane se retrouve accidentellement sur les contacts d'un connecteur, d'un interrupteur/relais/contacteur dont le boîtier est partiellement ouvert, sur des contacts en carbone ou sur des motifs de contact sur la carte, cela peut également entraîner des problèmes de contact. Les résidus de la colophane ont, en général, une mauvaise compatibilité avec les vernis de tropicalisation. Après un cycle thermique, le vernis de tropicalisation peut commencer à présenter des fissures où l'humidité atmosphérique peut pénétrer et se condenser. Compte tenu de tout ce qui précède, en pesant les avantages de la colophane dans les flux de brasage liquides par rapport aux inconvénients, la tendance actuelle est de choisir des flux liquides sans colophane. Les flux classés "OR" ne contiennent pas de colophane. La colophane est très souvent utilisée dans les fils à braser en raison de sa large fenêtre de process en temps et en température. L'inconvénient est que la colophane a tendance à se décolorer avec la température et à laisser des résidus visuellement lourds. Lorsque le fil à braser est utilisé pour retravailler des cartes électroniques, ces résidus ne sont pas souhaitables pour certains fabricants d'électronique, car ils ne souhaitent pas que leurs clients voient qu'une carte électronique a été retravaillée. Le nettoyage de ces résidus de colophane nécessite des agents de nettoyage spéciaux et est un process qui prend du temps. Dans ce cas, les fabricants peuvent opter pour un fil à braser classé RE comme le IF 14. Les résidus sont minimes et peuvent être éliminés à l'aide d'une brosse sèche. La colophane est également utilisée dans les crèmes à braser. En plus de donner une bonne fenêtre de process en temps et en température, elle assure également une bonne stabilité de la crème à braser sur le pochoir. Cela facilitera un process de sérigraphie stable et donc des résultats de brasage et des taux de défaut stables. La décoloration de la colophane dans le brasage par refusion n'est pas aussi importante qu'avec un fil à braser car les températures dans le brasage par refusion sont plus basses que dans le brasage manuel. Néanmoins, les résidus de colophane sont peu compatibles avec les vernis de tropicalisation et, après des cycles thermiques, ils peuvent présenter des fissures ou détacher le vernis de tropicalisation. Bien que la plupart des fabricants appliquent le rvenis de tropicalisation sur les résidus de crème à braser, pour des résultats optimaux, il est conseillé de nettoyer les résidus de crème à braser. Compte tenu des avantages de la colophane décrits ci-dessus, la plupart des crèmes à braser contiennent de la colophane.

  • Lorsqu'un produit de brasage porte la mention "No-clean", cela signifie qu'il a passé des tests de fiabilité tels qu'un test de résistance d'isolation de surface (SIR) ou un test de migration électro-chimique. Ces essais sont conçus pour tester les propriétés hygroscopiques des résidus du produit de brasage dans des conditions de température élevée et d'humidité relative importante. L'absence de nettoyage indique que les résidus peuvent rester sur la carte électronique après le process de brasage sans être nettoyés. Cela s'applique à la plupart des applications électroniques. Pour les applications électroniques très sensibles, qui sont typiquement des cartes électroniques à haute résistance, des cartes électroniques à haute fréquence, etc... il est possible qu'un nettoyage de la carte électronique soit nécessaire. Il incombe toujours au fabricant de l'électronique de déterminer si un nettoyage est nécessaire ou non.

  • Les alliages sans plomb sont des alliages de brasage sans Plomb utilisés pour connecter les composants électroniques aux cartes électroniques dans la fabrication électronique. En 2006, la législation a restreint l'utilisation du plomb (Pb) en raison du risque que les produits électroniques en fin de vie dans les décharges polluent les eaux souterraines et que le Pb soit introduit dans l'écosystème. Lorsque le Pb est absorbé par le corps humain, il est très difficile de l'éliminer et il est connu pour causer toutes sortes de problèmes de santé (à long terme). En 2006, l'utilisation du plomb a été restreinte par la législation. Pour cette raison, l'industrie a été contrainte de rechercher des alternatives sans Pb. Au final, l'industrie s'est standardisée sur des alliages de brasage à base de Sn(Ag)Cu. Ces alliages offraient une utilisabilité acceptable dans les process de brasage existants, en combinaison avec une fiabilité mécanique suffisante des joints de brasage et de bonnes propriétés thermiques et électriques. Le principal inconvénient des alliages Sn(Ag)Cu est leur point de fusion (ou intervalle de fusion) assez élevé qui entraîne des températures de fonctionnement assez élevées. Cela induit des contraintes thermo-mécaniques sur la carte électronique lors des process de brasage qui peuvent entraîner des dommages ou des prédommages de certains matériaux et composants de la cartes électroniques sensibles à la température. Les températures de brasage typiques en brasage à la vague sont entre 250-280°C, en brasage sélectif entre 260-330°C et le pic de T° mesuré en refusion entre 235-250°C. L'alliage le plus populaire est l'alliage Sn96,5Ag3Cu0,5 avec une température de fusion d'environ 217°C, souvent appelé SAC305. D'autres versions sont SnAg4Cu0,5, SnAg3,8Cu0,7, SnAg3,9Cu0,6,...Les différences de point de fusion entre ces alliages et les différences en termes de propriétés mécaniques, électriques et thermiques sont pour la plupart des applications électroniques et des procédés de brasage non significatives. Pour des raisons de coût, celui qui a la plus faible teneur en Ag a la préférence et c'est le SAC 305. Toujours pour des raisons de coût, il y a une tendance vers les alliages SnAgCu à faible teneur en Ag comme par exemple Sn99Ag0,3Cu0,7, Sn98,5Ag0,8Cu0,7,... souvent appelés alliages SAC à faible teneur en Ag. Ces alliages ont une plage de fusion comprise entre 217° et 227°C. Dans la plupart des cas, cela nécessite des températures de process plus élevées dans les process de brasage, jusqu'à 10°C, ce qui, pour certains composants sensibles à la température, peut être significatif. Les propriétés mécaniques, électriques et thermiques des alliages SAC bas en Ag diffèrent un peu plus des alliages SAC standard. En général, ils ont une résistance plus faible aux cycles thermiques (fatigue), mais pour la plupart des applications électroniques, cela n'est pas significatif. La température de process supérieure de 10°C requise est cependant souvent un problème dans le brasage par refusion car la plupart des cartes électroniques ont un ou plusieurs composants sensibles à la température. De plus, en général, les joints de brasage CMS sont moins faibles que les joints de brasage à trou traversant et les alliages SAC en général ont une résistance au cycle thermique plutôt faible, spécifiquement sur les joints de brasage fins. En considérant tous ces paramètres, dans la plupart des cas, le choix se portera sur les alliages SAC standard et non sur les alliages SAC bas en Ag pour le brasage par refusion. Pour le brasage à la vague, l'histoire est un peu différente. Le bain d'alliage à la vague avec un alliage de brasage sans plomb génère beaucoup d'oxydes en raison de sa température de process élevée. C'est pourquoi de nombreux fabricants ont opté pour des machines sous azote fermé. Cela nécessite toutefois un investissement dans l'infrastructure, ce que tous les fabricants ne veulent ou ne peuvent pas faire. Les oxydes générés, en général, sont revendus au fabricant de l'alliage de brasage où ils sont recyclés. Le coût total pour le fabricant d'électronique est assez élevé, surtout avec les alliages de brasage à haute teneur en Ag comme le SAC305. C'est pourquoi il y a une tendance à l'utilisation d'alliages à faible teneur en Ag et même en SnCu (sans Ag). Ici aussi, le point de fusion plus élevé nécessitera une augmentation de la température de fonctionnement pour obtenir un remplissage acceptable des trous traversants. Comme dans la plupart des cas, la chaleur est appliquée par le bas et sur les queues des composants, les composants sensibles à la température situés sur le dessus de la carte n'en souffrent généralement pas trop. En termes de fiabilité mécanique de l'alliage à faible teneur en Ag et SnCu, c'est moins un problème car les joints de brasage à trous traversants sont en général beaucoup plus solides que les joints CMS. Lorsque des composants CMS (collés) sont brasés à la vague sur la face inférieure de la carte électronique, cela peut être différent. De plus, lorsque des applications thermiquement lourdes doivent être brasées, les points de fusion plus élevés peuvent poser un problème pour le remplissage des trous traversants. On connaît des cas où la température de process a dû être tellement élevée que les matériaux de la carte et certains composants de la face supérieure ont été endommagés. Dans ces cas, un alliage de brasage à bas point de fusion est une bonne solution. Les alliages à bas point de fusion à base de SnBi n'ont jamais été considérés comme une alternative viable lors du passage des alliages contenant du Pb aux alliages sans Pb en raison de leur incompatibilité avec le Pb et, dans la phase de transition où de nombreux composants et matériaux de la carte contenaient encore du Pb, il était impossible de les utiliser. Cependant, depuis quelques années, l'industrie commence à reconsidérer les alliages à bas point de fusion car ils présentent de nombreux avantages et le risque de contamination par le plomb est devenu extrêmement faible. Un alliage de brasage à bas point de fusion comme par exemple le LMPA-Q nécessite des températures de fonctionnement beaucoup plus basses que les alliages de brasage sans plomb standard. Dans le brasage par refusion, il nécessite un pic de refusion entre 190°C-210°C, dans le brasage à la vague, la température du bain est généralement entre 220°C-230°C et dans le brasage sélectif, la température de travail est généralement entre 240°C-250°C. Cela réduit considérablement le risque d'endommager les composants et les matériaux de la carte sensibles à la température et facilite même l'utilisation de composants et de matériaux moins chers qui sont sensibles à la température. Lors du brasage par refusion, l'alliage à faible point de fusion permet également de réduire le voilage sur les BTC (Bottom Terminated Components). En général, les alliages à bas point de fusion ont moins de 10% de voids, alors que les alliages SAC sans plomb ont typiquement 20-30% de voids. Dans le brasage à la vague, l'alliage à bas point de fusion permet des vitesses de production plus rapides jusqu'à 70% et dans le brasage sélectif où le brasage des connecteurs peut être effectué jusqu'à 50mm/s, le temps total du process peut être réduit de moitié, augmentant la capacité de la machine de 100%. De plus, l'alliage à faible point de fusion ne présente pas de problèmes de remplissage des trous traversants sur les composants thermiquement lourds. L'utilisation d'azote pour le brasage à la vague et par refusion est possible mais pas obligatoire. Les propriétés thermiques, électriques et mécaniques de l'alliage à bas point de fusion LMPA-Q sont suffisantes pour la plupart des applications électroniques. Compte tenu de tous ces avantages, beaucoup voient dans les alliages à bas point de fusion l'avenir de la fabrication électronique.

  • Les alliages à base de plomb sont les alliages traditionnels à base de SnPb(Ag) qui étaient utilisés pour connecter les composants électroniques aux cartes électroniques dans la fabrication électronique avant 2006. En 2006, la législation a restreint l'utilisation du plomb (Pb) en raison du risque que les produits électroniques en fin de vie dans les décharges polluent les eaux souterraines et que le Pb soit introduit dans l'écosystème. Lorsque le Pb est absorbé par le corps humain, il est très difficile de l'éliminer et il est connu pour causer toutes sortes de problèmes de santé (à long terme). C'est pour cette raison que la fabrication électronique a introduit des alliages de soudure sans plomb. Comme la fiabilité à long terme des alliages sans plomb n'était pas encore établie à ce moment-là (2006), certaines branches critiques de l'industrie électronique comme par exemple l'automobile, le ferroviaire, le médical, le militaire,... ont été autorisées à continuer temporairement à utiliser les alliages SnPb(Ag). Mais dans ces branches également, l'utilisation d'alliages à base de plomb est progressivement abandonnée. Les alliages les plus typiques pour le brasage à la vague étaient le Sn60Pb40 et le Sn63Pb37 avec un point de fusion autour de 183°C. Cela a facilité les températures de fonctionnement autour de 250°C. Le comportement d'oxydation des alliages a été jugé acceptable et l'utilisation d'une atmosphère d'azote fermée comme pour les alliages sans plomb n'était pas nécessaire. Pour le brasage par refusion, l'alliage le plus typique était le Sn62Pb36Ag2 avec un point de fusion autour de 179°C. L'ajout de l'Ag donne une fiabilité mécanique supplémentaire aux joints de brasage CMS qui sont généralement moins solides que les joints de brasage traversants. L'alliage s'utilisait à des températures entre 200 et 230°C. L'utilisation d'azote dans la refusion était existante mais certainement pas aussi répandue qu'avec les alliages sans plomb.

Propriétés physiques et chimiques

Conformité
RO L0 aux normes EN et IPC
Teneur en halogénures
0,00%

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