Comparaison entre le brasage à la vague et le brasage par refusion

Alors que l'électronique contemporaine adopte un poids léger, une efficacité croissante et une vitesse élevée, chaque maillon du processus de fabrication est également conforme à cette philosophie, y compris l'assemblage des circuits imprimés (PCB). La soudure a joué un rôle essentiel dans le succès des produits électroniques, puisque les connexions électriques découlent d’une soudure précise. Par rapport au brasage manuel, le brasage automatique a été largement choisi en raison de ses avantages de haute précision et de rapidité, ainsi que des exigences de grand volume et de rentabilité élevée. En tant que principales technologies de brasage pour l'assemblage, le brasage à la vague et le brasage par refusion ont été les plus largement appliqués à un assemblage de haute qualité ; cependant, les différences entre les deux technologies continuent d’en dérouter beaucoup, et le moment où chacune doit être utilisée reste également vague.

Avant de procéder à une comparaison formelle entre le brasage à la vague et le brasage par refusion, il est absolument nécessaire de comprendre les différences entre le brasage, le soudage et le brasage (Figure 1). En bref, le soudage fait référence au processus dans lequel deux métaux similaires sont fondus pour être liés ensemble. Le brasage fait référence au processus dans lequel deux pièces de métal sont liées ensemble en chauffant et en faisant fondre une charge, ou un alliage, à haute température. La soudure est en fait un brasage à basse température et sa charge est appelée soudure.

Lorsqu'il s'agit d'assemblage de PCB, la soudure est appliquée à l'aide de pâte à souder. Le brasage avec de la pâte à souder contenant des substances dangereuses telles que le plomb, le mercure, etc. est appelé brasage au plomb, tandis que le brasage avec de la pâte à souder sans substances dangereuses est appelé brasage sans plomb. Le soudage au plomb ou sans plomb doit être choisi en fonction des exigences spécifiques des produits pour lesquels les PCB assemblés seront conçus pour fonctionner.

Comme son nom l'indique, le brasage à la vague est utilisé pour combiner des PCB et des pièces via une « vague » liquide formée à la suite de l'agitation du moteur. Le liquide est en fait de l’étain dissous. Elle est réalisée dans une machine à souder à la vague (figure 2).

Le processus de brasage à la vague se compose de quatre étapes : pulvérisation de flux, préchauffage, brasage à la vague et refroidissement.

Pulvérisation de flux. La propreté des surfaces métalliques est l'élément de base garantissant les performances du brasage, en fonction des fonctions du flux de brasage. Le flux de soudure joue un rôle crucial dans la mise en œuvre fluide du brasage. Les fonctions principales du flux de soudure comprennent l'élimination de l'oxyde de la surface métallique des cartes et des broches des composants ; protéger les circuits imprimés de l'oxydation secondaire pendant le processus thermique ; réduire la tension superficielle de la pâte à souder ; et transmettre la chaleur.

Préchauffage. Dans une palette le long d'une chaîne semblable à une bande transporteuse, les circuits imprimés traversent un tunnel thermique pour effectuer le préchauffage et activer le flux.

Soudure à la vague. À mesure que la température augmente constamment, la pâte à souder devient liquide et une vague se forme à partir des panneaux de bord qui se déplacent au-dessus. Les composants peuvent être solidement liés sur les cartes.

Refroidissement. Le profil de brasage à la vague se conforme à une courbe de température. Lorsque la température atteint son maximum lors de l’étape de brasage à la vague, elle diminue, c’est ce qu’on appelle une zone de refroidissement. Après avoir été refroidie à température ambiante, la planche sera assemblée avec succès.

Lorsque les circuits imprimés sont placés sur une palette prêts à être soudés à la vague, le temps et la température sont étroitement associés aux performances de soudage. En ce qui concerne le temps et la température, une machine de soudage à la vague professionnelle est nécessaire, tandis que l'expertise et l'expérience de l'assembleur de PCB sont rarement faciles à obtenir car elles dépendent de l'application de technologies les plus récentes et de l'orientation commerciale.

Si la température est réglée trop basse, le flux ne fondra pas correctement, réduisant ainsi la capacité de réagir et de dissoudre l'oxyde et la saleté à la surface du métal. De plus, l'alliage ne sera pas généré par le flux et le métal si la température n'est pas suffisamment élevée. D'autres facteurs tels que la vitesse du porteur de la bande, le temps de contact avec l'onde, etc. doivent être pris en considération.

D'une manière générale, même si le même équipement de brasage à la vague est utilisé, différents assembleurs offrent une efficacité de fabrication différente en raison des méthodes de fonctionnement et de l'étendue des connaissances sur la façon de faire fonctionner la machine.