Cet article est un résumé concis d'un document de recherche intitulé "Addressing Low-Temperature Rework Concerns", rédigé par Tim O'Neill, Jen Fijalkowski, Carlos Tafoya, Yuan Xu, Steve Hrcek (AIM Solder, Montréal, Québec, Canada), Leo Lambert (EPTAC Corporation, Manchester, NH, États-Unis), Bob Willis (Chelmsford, Essex, Angleterre), et S'ad Hamasha, Ph. D. (Université d'Auburn, Auburn, AL, États-Unis). Le document de recherche complet a été présenté à la conférence SMTAI 2022.
L'importance de résoudre les problèmes de reprise à basse température
Les brasures à haute teneur en bismuth et à basse température (LT) ont suscité un vif intérêt chez les fabricants d'électronique grand public, car elles offrent des avantages en termes de coûts par rapport aux alliages traditionnels à base d'argent et à faible teneur en argent. Cependant, un aspect qui a été négligé lors de la mise en œuvre des alliages à basse température est la reprise et les processus de fixation après assemblage. Ce document vise à répondre aux problèmes de retouche associés aux soudures à basse température et fournit des conseils sur les matériaux et les techniques de retouche pour une mise en œuvre réussie.
Le défi du brasage à basse température
Les soudures à basse température, en particulier celles qui contiennent du bismuth, présentent des propriétés uniques qui rendent leur mise en œuvre difficile. Les alliages contenant du bismuth offrent des températures de fusion plus basses, mais la fragilité du bismuth entrave la fabrication de fils fourrés, qui sont essentiels pour certains procédés de brasage. Cette limitation a conduit à deux approches pour surmonter le défi : l'utilisation d'un fil de soudure solide à haute teneur en bismuth avec un flux externe ou l'utilisation d'un fil de soudure avec flux traditionnel étain/argent/cuivre (SAC) pour retravailler les joints de soudure à basse température.
Méthodologie expérimentale : Étude des performances de reprise des soudures à basse température
Pour étudier les performances de reprise des soudures à basse température, l'étude a porté sur trois conditions de reprise.
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- Condition 1 a utilisé de la pâte Sn42/Bi57/Ag1 et du fil fourré SAC305.
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- Condition 2 pâte Sn42/Bi57/Ag1 utilisée avec un fil solide Sn42/Bi57/Ag1 et un flux externe.
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- Condition 3 a utilisé la pâte SAC305 et le fil fourré SAC305 pour les travaux de reprise.
Une analyse de la section transversale et des essais de résistance au cisaillement ont été effectués sur divers composants afin d'évaluer la qualité des joints de soudure.
Résultats et observations : Évaluation de la qualité et de la ductilité des joints de soudure
L'étude a révélé que les alliages à basse température utilisés dans les processus SMT et PTH peuvent être retravaillés avec succès à l'aide d'un fil solide à basse température de fusion et d'un flux externe, ainsi qu'à l'aide d'un fil de soudure SAC305 fourré au flux. Les joints de soudure répondent aux critères IPC de classe 1, 2 et 3, ce qui indique leur fiabilité. Les résultats des essais de cisaillement ont montré que les joints de soudure SAC étaient plus ductiles que les joints bismuth.
Reprise réussie des soudures à basse température
La recherche a démontré qu'il est possible de retravailler les soudures à basse température en utilisant des techniques et des matériaux appropriés. Alors que le fil solide Sn/Bi avec flux externe nécessite un examen minutieux du flux approprié, l'utilisation du fil fourré SAC305 simplifie le processus de reprise. L'étude souligne également l'importance de la formation de l'opérateur pour la reprise des soudures à basse température, car même avec un opérateur hautement qualifié, les résultats étaient quelque peu variables.
Domaines à approfondir
D'autres recherches sont prévues pour évaluer l'effet des alliages à basse température sur la durée de vie de la panne du fer à souder et sur l'équipement. En outre, des recherches seront menées sur la facilité de nettoyage des résidus sombres du flux d'alliage à basse température.
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