IF 14

Fil de brasage

populaire

La série Interflux® IF 14 est constituée de fils à braser sans colophane, absolument sans halogénure, sans nettoyage, avec des résidus facilement éliminables en alliages SnPb(Ag) et en alliages sans plomb.

IF 14-22 Sn99Qc 500g

Convient pour

  • Le brasage manuel est une technologie de fabrication électronique qui utilise un fer à (dé)souder manuel pour réaliser un joint de brasage ou pour dessouder un composant d'une carte électronique. Ce procédé est surtout utilisé pour la reprise et la réparation, mais aussi pour braser des composants uniques qui ont été laissés de côté lors du process de brasage en machine (brasage par refusion ou à la vague). Cela peut être dû à la disponibilité ou à la sensibilité à la température de ces composants. Le fer à souder fait généralement partie d'une station de soudage dotée d'une alimentation électrique qui contrôle la température du fer à souder. Cette température peut être réglée en fonction de l'alliage de brasage utilisé et se situe généralement entre 320°C et 390°C. Le fer à souder possède une panne interchangeable qui peut être choisie en fonction du composant à braser. Pour un transfert de chaleur optimal, il est recommandé d'utiliser la panne la plus grande possible, en particulier pour le brasage des composants à trous traversants (masse thermique importante). Pour le brasage de composants et de cartes thermiquement élevés, la puissance de la station de brasage est également importante pour maintenir la température de consigne de la panne. Dans le cadre de travaux de reprise et de réparation, il n'est pas réaliste de changer de panne pour chaque composant différent et seules quelques pannes sont utilisées. Des pannes à souder existent pour braser plusieurs joints de brasage de composants CMS à la suite, comme par exemple pour les SOIC (Small Outline Integrated Circuit) et les QFP (Quad Flat Package). Pour favoriser le transfert de chaleur et l'écoulement de l'alliage, les pannes sont étamables, ce qui signifie qu'elles interagissent avec l'alliage de brasage. Pendant le brasage, ces pannes s'oxydent et perdent leur mouillabilité, ce qui entrave le transfert de chaleur. Ce phénomène peut être évité en nettoyant la panne de soudure avec, par exemple, un produit de nettoyage de panne. Après un certain temps, les pannes à souder s'usent également et doivent être remplacées. La durée de vie de la panne peut être optimisée en évitant l'utilisation de nettoyants pour panne abrasifs ou agressifs ou en évitant de nettoyer mécaniquement la panne avec, par exemple, de la laine d'acier ou du papier de verre. L'utilisation d'un nettoyant de panne absolument sans halogène est conseillée. Lors du brasage manuel, la brasure pour le joint de brasage est généralement fournie par un fil de brasage. Un fil de brasage est disponible en plusieurs diamètres et plusieurs alliages, et contient une certaine quantité d'un certain type de flux. L'alliage est généralement le même ou un alliage similaire à celui du process de brasage en machine (brasage par refusion, à la vague ou sélectif). Le diamètre est choisi en fonction de la taille du joint de brasage. La teneur en flux du fil de brasage est généralement déterminée par la masse thermique du composant et de la carte à braser. Les joints de brasage à trous traversants (masse thermique importante) nécessitent plus de flux. Une plus grande teneur en flux donnera également plus de résidus visuels de flux après le brasage. Parfois, un flux supplémentaire est nécessaire. Dans la plupart des cas, il s'agit d'un flux liquide de reprise et de réparation, mais il peut aussi s'agir d'un flux en gel. Le type de flux/fil à braser est déterminé par la brasabilité des surfaces à braser. Dans le cas d'une brasabilité normale des composants électroniques et des cartes électroniques, il est conseillé d'utiliser un flux/fil à braser de type 'L0' absolument sans halogène. En général, une opération de brasage manuele se déroule comme suit : Réglez la température de la panne en fonction de l'alliage de brasage utilisé. Pour les alliages sans plomb, la température de travail conseillée est comprise entre 320°C et 390°C. Pour les métaux plus denses comme le nickel, la température peut être élevée jusqu'à 420°C. L'utilisation d'un bon poste à souder est importante. Utilisez une station de soudage avec un temps de réponse court et une puissance suffisante pour votre application. Choisissez la bonne panne à souder : pour réduire la résistance thermique, il est important de créer une zone de contact aussi grande que possible avec les surfaces à braser. Chauffez les deux surfaces simultanément. Touchez légèrement, avec le fil à braser, le point de rencontre entre la panne et les surfaces à braser (la petite quantité de brasure assure une réduction drastique de la résistance thermique). Ajoutez ensuite, sans interruption, la bonne quantité de brasure à proximité de la panne sans la toucher. Vous réduirez ainsi le risque de projection de flux et de consommation prématurée de flux !

  • La reprise et la réparation d'une carte électronique peuvent être effectuées sur des cartes électroniques défectueuses qui reviennent de l'utilisateur mais peuvent également être nécessaires dans un environnement de production électronique pour corriger des défauts dans les process d'assemblage et de brasage. Les actions typiques de reprise et de réparation impliquent l'élimination des ponts de soudure, l'ajout de brasure à des composants dont les trous métallisés ne sont pas suffisamment remplis, l'ajout de brasure manquante, le remplacement de mauvais composants, le remplacement de composants placés dans le mauvaise sens, le remplacement de composants présentant des défauts liés aux températures de brasage élevées dans les process, l'ajout de composants qui ont été laissés de côté dans le process en raison, par exemple, de leur disponibilité ou de leur sensibilité à la température. L'identification de ces défauts peut se faire par inspection visuelle, par AOI (Automated Optical Inspection), par test in situ ou par test fonctionnel. De nombreuses opérations de réparation peuvent être effectuées à l'aide d'une station de soudage manuelle équipée d'un fer à (dé)souder avec réglage de la température. La brasure est ajoutée au moyen d'un fil à braser disponible en plusieurs alliages et diamètres et contenant un flux à l'intérieur. Dans certains cas, un flux de réparation liquide et/ou un flux en gel sont utilisés pour faciliter le process de brasage manuel. Pour les composants plus grands, comme les BGA (Ball Grid Array), les LGA (Land Grid Array), les QFN (Quad Flat No Leads), les QFP (Quad Flat Package), les PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier),...on peut utiliser une unité de réparation qui simule un profil de refusion. Ces unités de réparation sont disponibles en différentes tailles et avec différentes options. Dans la plupart des cas, elles contiennent un préchauffage par le bas qui est généralement des Infrarouges. Ce préchauffage peut être contrôlé par un thermocouple qui est placé sur la carte électronique. Certaines unités sont dotées d'une unité de prélèvement et de placement qui facilite le positionnement correct du composant sur la carte. L'unité de chauffage est généralement constituée d'air chaud ou d'infrarouge ou d'une combinaison des deux. À l'aide de thermocouples sur la carte électronique, la température est contrôlée pour créer le profil de brasage souhaité. Dans certains cas, le défi consiste à amener le composant à la température de brasage sans refondre les composants adjacents. Cela peut être difficile lorsque le composant à réparer est volumineux et qu'il y a de petits composants à proximité. Pour les BGA dont les billes sont constituées d'un alliage de brasage, il est possible d'utiliser un flux en gel ou un flux liquide à plus forte teneur en matières solides. Dans ce cas, la brasure pour le joint de brasage est fournie par les billes. Mais l'utilisation d'une crème à braser est également possible. La crème à braser peut être sérigraphiée sur les billes du composant ou sur la carte. Cela nécessite un pochoir différent pour chaque composant différent. Le BGA peut également être trempé dans une crème à braser spéciale de trempage qui est d'abord sérigraphiée avec un pochoir avec une grande ouverture et une certaine épaisseur. Pour les QFNs, LGAs QFNs, QFPs, PLCCs,...il faut ajouter de la l'alliage pour faire un joint de brasage. Dans certains cas, les QFP peuvent être brasés manuellement, mais la technique nécessite de l'expérience. Il est donc préférable d'utiliser une unité de reprise. Les QFP et PLCC ont des pattes et peuvent être utilisés avec une crème à braser par trempage. Les QFN, les LGA qui n'ont pas de pattes mais des contacts plats ne peuvent pas être utilisés avec une crème à braser par trempage car leurs corps entreraient en contact avec la crème à braser. Dans ce cas, la crème à braser doit être sérigraphiée sur les contacts ou sur la carte. En général, il est plus facile de sérigraphier la crème à braser sur le composant que sur la carte, surtout lorsqu'on utilise un pochoir dit 3D qui possède une cavité où la position du composant est fixée. Le remplacement des composants à trous traversants peut être effectué à l'aide d'une station de (dé)soudure manuelle. Pour ce faire, on place généralement une panne à dessouder creuse sur la face inférieure de la patte du composant, qui peut aspirer l'alliage du trou. La panne de dessoudage devra chauffer toute l'alliage dans le trou traversant jusqu'à ce qu'elle soit entièrement liquide. Pour les cartes thermiquement élevées, cela peut être très difficile. Dans ce cas, la face supérieure du joint de brasage peut également être chauffée avec un fer à souder. On peut également préchauffer la carte sur un préchauffeur avant l'opération de dessoudage. Le brasage du composant à trou traversant est généralement effectué avec un fil à braser qui contient plus de flux ou alternativement un flux de reprise supplémentaire est ajouté au trou traversant et/ou sur la patte du composant. Pour les connecteurs à trou traversant plus grands, un bain d'alliage par immersion peut être utilisé pour retirer le connecteur. Si l'accessibilité sur la carte est limitée, une buse dont la taille est adaptée au connecteur peut être utilisée. L'utilisation d'un flux dans cette opération est recommandée.

  • Brasage sans plomb

  •

    Brasage à base de plomb

Principaux avantages

  • La colophane est une substance dérivée des arbres qui est généralement utilisée dans les flux de brasage. Elle peut être utilisée dans les flux liquides ainsi que dans les flux en gel. Les flux contenant de la colophane peuvent être identifiés par la dénomination "RO" dans la classification IPC. En général, la colophane offre une bonne fenêtre de process en termes de temps et de température, mais présente un certain nombre d'inconvénients selon l'application dans laquelle le flux contenant de la colophane est utilisé. Dans les flux liquides pour le brasage à la vague et le brasage sélectif, la colophane présente un risque accru de blocage de la buse des systèmes d'application de flux par pulvérisation et micro-jet, ce qui entraîne une maintenance accrue et un risque plus élevé de mauvais résultats de brasage. Les résidus d'un flux à base de colophane dans la machine à braser et sur les outils et supports sont assez difficiles à éliminer et un nettoyant à base de solvant est généralement nécessaire. Lorsque le flux à base de colophane se retrouve accidentellement sur les contacts d'un connecteur ou sur des touches carbone de contact comme pour une télécommande ou dans des contacteurs / relais / interrupteurs électromécaniques, il est connu pour créer des problèmes de contact et un mauvais fonctionnement de l'unité électronique dans son environnement. De plus, les résidus du flux qui restent sur la carte peuvent créer des problèmes de contact lors des tests in situ ce qui peut entraîner des retards de production en raison de mauvais contacts. Cela nécessite généralement un nettoyage du PCB et/ou des broches de test. Ces broches de test coûteuses sont assez fragiles et sensibles pour être endommagées par le nettoyage. En outre, les résidus d'un flux à base de colophane sont connus pour ne pas être compatibles avec les vernis de tropicalisations dans le temps. Le résidu de colophane forme une couche de séparation entre le PCB et les vernis de tropicalisation qui, à terme, peut provoquer le détachement des vernis de tropicalisation et également des fissures, en particulier lorsque l'unité électronique subit de nombreux cycles de températures (réchauffement et refroidissement). Pour ces raisons, les flux sans colophane et plus particulièrement les flux de la classification 'OR' sont généralement utilisés pour le brasage à la vague et le brasage sélectif. La colophane peut également être utilisée dans les fils à braser. Bien que la colophane offre une bonne fenêtre de process en termes de temps et de température, elle est très sensible à la décoloration lorsqu'elle est chauffée. La décoloration dépendra du type de colophane et de la température qu'elle a vue. Les températures des pannes de fer à souder étant généralement assez élevées, la colophane présente dans le fil de brasage donnera lieu à la formation de résidus visuels assez importants autour des joints de brasage. Cela les distinguera des autres joints de brasage réalisés par refusion, à la vague et par brasage sélective. Lorsque cela n'est pas souhaitable, une opération de nettoyage doit être effectuée. De plus, les fumées d'un fil de brasage contenant de la colophane sont considérées comme dangereuses. Une aspiration des fumées est obligatoire mais de toute façon conseillée pour toute opération de brasage manuel. Les fils contenant de la colophane sont encore très utilisés mais les fils à braser sans colophane et plus particulièrement les fils à braser de la classification 'RE' gagnent en importance. La colophane est également utilisée dans les crèmes à braser. En plus d'offrir une bonne fenêtre de process en termes de temps et de 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 de brasage 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 décoller les vernis de tropicalisation. Bien que la plupart des fabricants appliquent les vernis 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.

  • Les résidus après le brasage sont inhérents au process de brasage. Certains produits de brasage laisseront plus de résidus que d'autres. En général, les produits à faible teneur en matière solide ont la préférence. Les résidus sont généralement indésirables pour plusieurs raisons. L'une de ces raisons est d'ordre esthétique. Lorsque le client final reçoit ses cartes, il souhaite évidemment qu'elles soient aussi propres que possible. Les résidus peuvent également interférer avec les tests in situ. Ils peuvent créer des problèmes de contact et de fausses lectures qui peuvent entraver le flux de production. Les résidus peuvent également s'accumuler sur les pointes de test, où elles doivent être nettoyées. Ces pointes de test sont assez fragiles et le risque de les endommager pendant le nettoyage est réel. Les résidus du process de brasage peuvent également interférer avec les signaux à haute fréquence des applications électroniques sensibles. Les résidus créés par la colophane et la résine sont généralement peu compatibles avec les vernis de tropicalisation. En outre, ils sont connus pour causer des problèmes de contact lorsqu'ils se retrouvent sur les contacts des connecteurs, les contacts (en carbone) des télécommandes, les surfaces de contact des interrupteurs, des relais, des contacteurs,... et provoquent des défaillances en fonctionnement sur le terrain. Lorsque le produit de brasage est classé comme "No-clean", cela signifie que les résidus de ces produits de brasage peuvent rester sur la carte électronique. Cette classification est basée sur la réussite de tests de fiabilité tels que les tests de résistance d'isolation de surface (SIR) et les tests de migration électro-chimique. Il existe de nombreuses normes dans le monde qui spécifient ces tests. La norme la plus acceptée est la norme IPC. Dans ces tests de fiabilité, une carte d'essai avec un peigne normalisé est brasée avec le produit de brasage selon des paramètres spécifiés. La carte d'essai est soumise à des conditions d'humidité et de température élevées pendant une période définie au cours de laquelle la résistance d'isolation de la surface est mesurée. Cette résistance d'isolation de surface ne peut pas descendre en dessous d'une valeur définie et les cartes sont également inspectées visuellement à l'aide d'un microscope pour détecter des anomalies telle qu'une migration électro-chimique.

  • Un résidu brossable laissé par un produit de brasage peut être nettoyé avec une brosse sèche sans l'aide d'un solvant. La plupart des résidus de produits de brasage ne peuvent être nttoyés qu'en les dissolvant avec un solvant ou un liquide de nettoyage approprié. L'avantage d'un résidu nettoyable à la brosse est que l'opération de nettoyage est beaucoup plus rapide et facile. Cette qualité est très appréciée pour le contrôle visuel, la reprise et la réparation après le process de brasage dans la fabrication de cartes électroniques.

  • La contamination de la panne peut être causée par des résidus de flux de brasage contenus dans le fil de brasage ou par des flux de réparation. Cette contamination empêche le transfert de chaleur entre la panne et les surfaces à braser. Une certaine quantité de chaleur est nécessaire pour réaliser un joint de brasage et lorsque le transfert de chaleur est inhibé, cela ralentit ou même empêche la réalisation de ce joint de brasage. Certains fils de brasage ont tendance à contaminer davantage la panne que d'autres. À cet égard, la quantité de flux contenue dans le fil de brasage est un paramètre important : logiquement, plus la teneur en flux est élevée, plus la contamination est importante. Cependant, le type de flux contenu dans le fil est souvent le paramètre le plus important qui déterminera la contamination de la panne. Certains fils de brasage présentent une contamination de la panne nettement plus faible que d'autres. Les fils de brasage qui présentent une faible contamination de la panne sont particulièrement intéressants pour les opérations de brasage manuel et robotisé à haute cadence, car ils permettent d'augmenter la productivité. Ils assurent un transfert de chaleur optimal et réduisent les opérations de nettoyage de la panne.

  • 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.

  • 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
RE L0 aux normes EN et IPC
Pourcentage de flux en sans plomb
1,6% et 2,2%
Pourcentage de flux en SnPb(Ag)
0,6 %, 0,9 % et 1,4 %.

Documents