Laser 25

Convient pour

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  Brasage robotisé

  Le brasage robotisé est une technologie utilisée dans la fabrication électronique pour connecter des composants électroniques ou électromécaniques à un support. Les composants sont généralement des composants à trous débouchants et le support est une carte électronique. Le brasage robotisé est principalement utilisé dans les cas où les procédés de brasage standard tels que le brasage par refusion, le brasage à la vague et le brasage sélectif ne peuvent pas être utilisés en raison, par exemple, de la sensibilité à la température des composants et de la brasabilité limitée de la surface. En général, le brasage robotisé est un process de brasage plutôt lent, qui ne convient pas vraiment aux productions en grande quantité. Le robot de brasage est équipé d'une panne étamable. La température de cette panne peut être réglée à une certaine température déterminée par l'alliage de brasage utilisé, qui est appliqué au moyen d'un fil à braser. La panne est positionnée sur les surfaces à braser. Le positionnement X-Y-Z peut varier d'un système à l'autre. Dans certains cas, c'est la panne qui effectue tous les mouvements, tandis que dans d'autres, le positionnement X-Y se fait en déplaçant la carte électronique. Certains systèmes peuvent également programmer l'angle de la panne et le côté par lequel elle accède aux surfaces à braser. Cela peut s'avérer utile lorsque l'accès aux surfaces à braser est limité, par exemple, par des composants qui se trouvent déjà sur la carte électronique à la suite d'un process d'assemblage/de brasage antérieur. Dans un premier temps, la panne à souder préchauffe les surfaces à braser. Pour favoriser le transfert de chaleur, un peu de brasure est généralement ajoutée à l'interface de contact entre la panne et les surfaces à braser. L'alliage liquide améliore le transfert de chaleur et accélère le processus. Le temps de préchauffage est déterminé par la masse thermique du composant et de la carte électronique. Ensuite, le volume adéquat de fil à braser est ajouté et l'alliage de brasage liquide mouille les surfaces à braser, puis le composant et la carte électronique sont reliés par un joint de brasage. Les principaux points du process de brasage robotisé sont généralement l'optimisation de la vitesse de brasage, la limitation des projections du fil à braser, la limitation de la formation de résidus de flux après le brasage et la limitation de la pollution de la panne à souder. Un paramètre clé à cet égard est le fil à braser utilisé et plus particulièrement le flux contenu dans ce fil à braser. Pour un brasage plus rapide, on utilise souvent un fil à braser activé (halogéné) de la classification 'L1' ou supérieure. Il existe des fils à braser spécialement conçus pour le brasage robotisé. Outre une brasure rapide, ils limitent les projections, les résidus de flux et la pollution de la panne. Ils existent également dans la classification "L0".
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  Brasage au laser

  Le brasage par laser est une technologie de brasage sans contact utilisée dans la fabrication électronique pour connecter des composants électroniques ou électromécaniques à un support. Les composants sont généralement des composants à trous débouchants et le support est un circuit imprimé. Le brasage laser est principalement utilisé dans les cas où l'accès aux surfaces à braser est limité et où un robot de brasage standard équipé d'une panne n'y a pas accès. En général, le brasage par laser est un process de brasage plus rapide que le brasage robotisé standard, mais il n'est pas encore vraiment adapté aux productions en grandes quantités. Les surfaces à braser sont chauffées par un faisceau laser appliqué par une ou plusieurs diodes laser. Les faisceaux laser chauffent les surfaces très rapidement. Un plus grand nombre de diodes laser permet de chauffer les surfaces à différents endroits, ce qui permet d'obtenir un chauffage plus uniforme. La brasure est soit déjà présente sous la forme d'une crème à braser déjà déposée, soit ajoutée au moyen d'un fil à braser contenant un flux. Pour la plupart des applications, c'est le fil à braser qui est utilisé. Dans le brasage par laser, l'accent est mis sur l'optimisation du temps. En général, un profil est créé en trois étapes : préchauffage, brasage et maintien. La capacité des lasers et le temps de chauffage peuvent donc être ajustés. Ces paramètres dépendent de la masse thermique des matériaux à braser et sont souvent tirés de l'expérience. Il est conseillé d'effectuer un préchauffage d'au moins 300°C avant d'introduire le fil à braser. La quantité de fil à braser introduite dépend du volume du joint de brasage. Outre le brasage rapide, d'autres points essentiels du process de brasage par laser sont la limitation des projections d'alliage et de flux et la limitation des résidus de flux après le brasage. Un paramètre clé à cet égard est le fil à braser utilisé et plus particulièrement le flux contenu dans ce fil à braser. Pour un brasage plus rapide, on utilise souvent un fil à braser activé (halogéné) de la classification "L1" ou supérieure. Les fils à braser spécialement conçus pour le brasage par laser limitent également les projections et les résidus de flux. Ils existent également dans la classification "L0".
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  Reprise et réparation

  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.

Principaux avantages

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  Peu de projections

  Les projections d'un fil de brasage sont causées par l'évaporation du flux chimique contenu dans le fil de brasage. Les substances chimiques du flux qui passent en phase gazeuse créent une pression qui, à un moment donné, est libérée sous la forme d'une petite explosion qui peut être accompagnée de quelques projections chaudes de flux et d'alliage. Ces projections sont indésirables car elles peuvent créer de la pollution et même des courts-circuits sur la carte électronique. Les fils de brasage sans plomb sont particulièrement sensibles à ce phénomène car ils ont des points de fusion élevés. Cela signifie que la température qu'ils doivent atteindre pour passer à l'état liquide est élevée et que plus la température est élevée, plus la pression de vapeur du flux de brasage qui s'évapore est élevée. Certains fils de brasage ont été spécialement conçus pour minimiser ce phénomène de projection. Ils peuvent être très intéressants pour les process de brasage robotisé et de brasage au laser, où le phénomène de "spaterring" est un problème connu. Mais pour le brasage manuel normal de cartes électroniques, un fil de brasage ayant de faibles propriétés de projection peut également s'avérer intéressant.