Solder Pellets

Alliage de brasage

Les grenailles Interflux® sont de petits morceaux d'alliages permettant un remplissage facile des bains d'alliages pour les alliages sans plomb et SnPb(Ag).

Solder Pellets Sn(Ag)(Cu) & SnPb(Ag) ø 5mm - ø 6mm x 20mm  10

Convient pour

  • Le pré-étamage est une technique de brasage utilisée pour les fils et les câbles, ainsi que pour les fils de certains composants électroniques et mécaniques. Le pré-étamage applique une couche d'alliage sur la surface qui fournira une bonne brasabilité pour les process de brasage suivants. La brasabilité de cette couche est durable pendant le stockage. Le pré-étamage est généralement réalisé en plongeant la surface à braser dans un alliage liquide, qui est généralement un alliage Sn(Ag)Cu sans plomb. Certains systèmes utilisent une petite vague de brasage liquide ou une buse qui projette de l'alliage liquide pour effectuer le pré-étamage. Le process de pré-étamage peut être effectué manuellement, mais dans la plupart des cas, il est automatisé. Avant le brasage, le fil est plongé dans un flux de brasage. Pour éviter les résidus de flux après le brasage, la profondeur de immersion dans le flux est généralement inférieure ou égale à la profondeur de immersion dans l'alliage. En fonction de la brasabilité des surfaces à pré-étamer, différents flux peuvent être utilisés. Pour les surfaces difficiles à braser, comme le Ni, le Zn, le laiton, le Cu fortement oxydé,... on utilise généralement des flux solubles dans l'eau. Ils offrent une excellente brasabilité mais peuvent et doivent être nettoyés dans un process de lavage à base d'eau par la suite, car les résidus de ces flux peuvent créer des problèmes (comme par exemple la corrosion). Pour les surfaces présentant une brasabilité normale, vous pouvez utiliser le IF 2005C ou le PacIFic 2009M. La température de l'alliage de brasage est généralement plus élevée que pour le brasage à la vague et le brasage sélectif, car cela accélère le process et le risque d'endommager les composants est très limité. Il est également possible que le process de trempage doive enlever/brûler le revêtement du fil de cuivre à étamer, ce qui nécessite également des températures plus élevées. En général, les températures de brasage varient entre 300 et 450°C. Ces températures oxydent assez fortement la surface du bain d'alliage. L'utilisation de pastilles anti-oxydantes peut compenser cette oxydation. Certains bains d'alliages éliminent mécaniquement la couche supérieure du bain d'alliage à l'aide d'un racloir juste avant que le composant ne soit plongé dans l'alliage. Les temps de trempage dépendent fortement de la masse thermique du composant à braser et sont généralement compris entre 0,5 et 3 secondes.

  • Le brasage tendre au trempé est une technologie utilisée pour braser des surfaces en les plongeant dans de l'alliage liquide. Elle est principalement utilisée pour les fils et les câbles, ainsi que pour les fils de certains composants électroniques et mécaniques. Le brasage au trempé applique une couche d'alliage sur la surface qui assurera une bonne brasabilité pour les process de brasage. La brasage de cette couche est fiable pendant le stockage. Le brasage tendre au trempé peut également être utilisé pour la reprise et la réparation d'un circuit imprimé, par exemple pour retirer ou ressouder un connecteur à trou traversant. Le process au trempé peut être effectué manuellement ou par un process automatisé. Avant le brasage, le fil est plongé dans un flux de brasage. Pour éviter les résidus de flux après le brasage, la profondeur d'immersion dans le flux est généralement inférieure ou égale à la profondeur d'immersion dans la brasure. En fonction de la brasabilité des surfaces à pré-étamer, différents flux peuvent être utilisés. Pour les surfaces difficiles à braser, comme le Ni, le Zn, le laiton, le Cu fortement oxydé,... on utilise généralement des flux solubles dans l'eau. Ils offrent une excellente brasabilité mais peuvent et doivent être nettoyés dans un process de lavage à base d'eau par la suite, car les résidus de ces flux peuvent créer des problèmes (comme par exemple la corrosion). Pour les surfaces présentant une brasabilité normale, vous pouvez utiliser le IF 2005C ou le PacIFic 2009M. Dans la plupart des cas, l'alliage de brasage est à base de Sn(Ag)Cu. La température de l'alliage de brasage est généralement plus élevée que pour le brasage à la vague et le brasage sélectif, car cela accélère le process et le risque d'endommager des composants est très limité. Il est également possible que le process au trempé doit enlever/brûler le revêtement du fil de cuivre à étamer, ce qui nécessite également des températures plus élevées. En général, les températures de brasage au trempé varient entre 300 et 450°C. Ces températures oxydent assez fortement la surface du bain d'alliage. L'utilisation de pastilles anti-oxydantes peut compenser cette oxydation. Certains bains d'alliages éliminent mécaniquement la couche supérieure du bain d'alliage à l'aide d'un racloir juste avant que le composant ne soit plongé dans l'alliage. Les temps de trempage dépendent fortement de la masse thermique du composant à braser et sont généralement compris entre 0,5 et 3 secondes.

  • Le brasage sélectif est une technologie de brasage dans la fabrication électronique, typiquement utilisée pour les cartes électroniques avec principalement des composants CMS brasés en refusion et seulement quelques composants à trous traversants qui ne peuvent pas passer par le process de brasage par refusion. Il s'agit généralement de composants de masse thermiquement lourds, comme par exemple les gros transfos, ou des composants thermosensibles, comme par exemple les condensateurs à film, les écrans, les connecteurs avec des corps en plastique sensibles, les relais, etc... Le procédé de brasage sélectif permet de braser ces composants à trous traversants sans protéger ou affecter les composants CMS sur la face inférieure de la carte électronique. Le processus de brasage sélectif est très flexible car les paramètres peuvent être programmés pour chaque joint de brasure séparément. La principale limite de ce procédé est toutefois le débit ou la capacité de production. Celle-ci peut être considérablement améliorée par l'utilisation d'un alliage à faible point de fusion qui permet des vitesses de brasage plus rapides, augmentant ainsi la capacité de production jusqu'à 100% (double). Le processus commence par l'application d'un flux liquide qui va désoxyder les surfaces à braser. Ce flux est appliqué par un micro jet ou un fluxeur à gouttes qui projette de petites gouttes de flux. Le bon calibrage et la bonne programmation de ce fluxeur sont essentiels pour obtenir de bons résultats de brasage. Une erreur courante consiste à appliquer le flux en dehors de la zone de contact de la buse de brasage. Ce flux restera sous la forme d'un résidu de flux non consommé. Pour certains flux et cartes électroniques sensibles, cela peut entraîner une augmentation des courants de fuite et une défaillance en fonctionnement. Il est conseillé d'utiliser des flux spécifiquement conçus pour le brasage sélectif et qui sont absolument sans halogène. La classification IPC pour les flux autorise jusqu'à 500ppm d'halogènes pour la classe d'activation la plus basse, mais ces 500ppm peuvent également être critiques, donc absolument sans halogène est le mot clé. L'étape suivante du process est le préchauffage. Cette étape du process évapore les solvants du flux et fournit de la chaleur pour favoriser un bon mouillage de la brasure à travers le trou métallisé. La brasure est un processus thermique et une certaine quantité de chaleur est nécessaire pour réaliser un joint de brasage. Cette chaleur est nécessaire aussi bien par le bas que par le haut du composant à braser. Cette chaleur peut être fournie par le préchauffage et par l'alliage de brasage liquide. Certaines machines de base n'ont pas de préchauffage, elles devront appliquer toute la chaleur par l'intermédiaire de l'alliage de brasage liquide et, en général, elles utilisent des températures plus élevées pour le brasage. Une unité de préchauffage est généralement une unité IR (infrarouge) à ondes courtes qui applique la chaleur depuis la face inférieure de la carte électronique. Dans la plupart des cas, la durée et la puissance du préchauffage peuvent être programmées. Pour les cartes et applications thermiquement lourdes, il existe des préchauffages par le dessus. Il s'agit généralement d'unités à air chaud (convection) dont la température de l'air peut être programmée. Lorsque vous utilisez cette unité, il est important de savoir s'il y a des composants sensibles à la température sur la face supérieure de la carte qui pourraient être affectés par ce préchauffage. Il existe plusieurs systèmes de brasage sélectif. Celui où la carte est immobile et où seule la buse de brasage est en mouvement est nettement préférable car il faut éviter toute force G lorsque la brasure se solidifie. Lors de l'étape de brasage, un alliage de brasage liquide est pompé à travers une buse de brasage. il existe différentes tailles et formes de buse, des buses larges, des petites buses, des buses longues et des buses courtes. Selon les composants à braser, l'une est préférable à l'autre. En général, les buses plus larges et les buses plus courtes donnent un meilleur transfert de chaleur et sont préférées. Les buses plus petites et plus longues peuvent être utilisées dans les situations où l'accessibilité est limitée. Les buses non étamables sont préférables aux buses étamables car elles permettent un écoulement beaucoup plus uniforme de l'alliage et des résultats de brasage plus stables. Il est conseillé d'inonder la buse d'azote pour obtenir un écoulement stable de l'alliage. L'azote est de préférence préchauffé car, dans le cas contraire, il refroidit l'alliage et la carte. L'optimisation du programme de brasage est essentielle pour optimiser le débit/capacité de la machine de brasage sélectif. Il s'agit de trouver les temps minimaux et les vitesses maximales qui donnent un bon mouillage des trous traversants en combinaison avec l'absence de ponts

  • Le brasage à la vague est un procédé de brasage utilisé dans la fabrication électronique pour connecter des composants électroniques à une carte électronique. Ce procédé est généralement utilisé pour les composants à trous traversants, mais il peut également servir à braser certains composants CMS qui sont collés avec une colle pour les composants CMS sur la face inférieure de la carte électronique avant d'être soumis au process de brasage à la vague. Le process de brasage à la vague comprend trois étapes principales : Le flux, le préchauffage et le brasage. Un convoyeur transporte les cartes électroniques dans la machine. Les cartes électroniques peuvent être montés dans un cadre de brasage afin d'éviter d'ajuster la largeur du convoyeur pour chaque cartes électroniques. Le fluxage est généralement effectué au moyen d'un fluxeur à pulvérisation (fluxeur spray), mais le fluxage par mousse et le fluxage par jet sont également possibles. Le flux liquide est appliqué à partir de la face inférieure de la carte électronique. L'objectif du flux est de désoxyder les surfaces brasables de la carte électronique et des composants et de permettre à l'alliage de brasage liquide d'établir une connexion intermétallique avec ces surfaces, ce qui donne lieu à un joint de brasage. Le préchauffage a trois fonctions principales. Le solvant du flux doit être évaporé car il perd sa fonction une fois qu'il a été appliqué et il peut entraîner des défauts de brasage tels que les ponts et la formation de microbilles lorsqu'il entre en contact avec la vague et l'alliage à l'état liquide. Les flux à base d'eau ont généralement besoin d'un préchauffage plus important pour s'évaporer que les flux à base d'alcool. La deuxième fonction du préchauffage est de limiter le choc thermique lorsque la carte électronique entre en contact avec l'alliage à l'état liquide. Cela peut être important pour certains composants CMS et matériaux de cartes électroniques. La troisième fonction du préchauffage est de favoriser le mouillage de l'alliage à travers les trous traversants métallisés. En raison de la différence de température entre le la carte électronique et l'alliage à l'état liquide, ce dernier est refroidi lorsqu'il traverse le trou traversant. Les cartes et les composants thermiquement lourds peuvent absorber tellement de chaleur de l'alliage à l'état liquide qu'il est refroidi jusqu'au point de solidification où il se solidifie avant d'atteindre le sommet du trou traversant. C'est un problème typique lors de l'utilisation d'alliages sans plomb Sn(Ag)Cu. Un bon préchauffage limite la différence de température entre la carte électronique et l'alliage à l'état liquide et réduit donc le refroidissement de l'alliage à l'état liquide lorsqu'elle monte dans le trou traversant. L'alliage à l'état liquide a ainsi plus de chances d'atteindre le haut du trou traversant. Dans un troisième temps, la carte électronique passe sur une vague de brasage. Un bain rempli d'un alliage est chauffé à la température préconisée pour cette alliage. Cette température dépend de l'alliage utilisé. L'alliage à l'état liquide est pompé à travers des canaux jusqu'à une formeuse de vague. Il existe plusieurs types de formeuses de vague (buses). La configuration traditionnelle consiste en une vague CMS combinée à une vague principale laminaire. La buse CMS projette l'alliage dans la direction du mouvement de carte électronique et permet de braser la pastille arrière des composants CMS qui est une zone d'ombre créée par le corps de composant qui ne sera pas brasée par la vague laminaire. La vague principale laminaire s'écoule vers l'avant, mais la plaque arrière réglable est positionnée de telle sorte que la carte pousse la vague vers l'arrière (drainage). Cela permet d'éviter que la carte électronique se salisse avec les oxydes de surface de la vague laminaire. Une forme de vague qui gagne en popularité est la vague Wörthmann qui combine la fonction de la vague CMS et de la vague principale laminaire en une seule vague. Cette vague est plus sensible au bon réglage et aux ponts. Étant donné que les alliages de brasage sans plomb nécessitent des températures de travail élevées et ont tendance à s'oxyder fortement, de nombreux process de brasage à la vague sont réalisés dans une atmosphère d'azote. Une nouvelle tendance du marché, considérée par certains comme l'avenir du brasage, est l'utilisation d'un alliage à bas point de fusion, tel que le LMPA-Q. Le LMPA-Q nécessite moins de température et réduit l'oxydation. Il présente également des avantages en termes de coûts, tels que la réduction de la consommation d'électricité, la réduction de l'usure des pièces mécaniques de la vague et l'absence de besoin d'azote. Il réduit également l'impact thermique sur les composants électroniques et les matériaux des circuits imprimés.

  • Brasage sans plomb

  •

    Brasage à base de plomb

Principaux avantages

  • 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.

  • 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.

Propriétés physiques et chimiques

Taille
≈ Dia 6mm x 20mm ou Dia 5mm x 20mm

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