Par Timothy O'Neill
Le processus d'assemblage des circuits imprimés crée des millions de joints de soudure avec une grande précision, c'est pourquoi les défauts de soudure intermittents peuvent être particulièrement frustrants. Il est courant de penser que les matériaux de soudure, tels que la pâte à braser et le flux, sont la cause première de ces problèmes. Mais la soudure est-elle toujours en cause ?
Dans cet article, nous explorons une étude de cas réelle et mettons en lumière l'importance d'un diagnostic précis et d'une collaboration avec les fournisseurs.
Comprendre les défauts de soudure
On pense souvent à tort que si la soudure est défectueuse, c'est le matériel de soudure qui est en cause. Heureusement, la pâte à braser n'est pas une entité intelligente capable de provoquer des défauts de manière sélective. La pâte à braser est, par essence, un matériau passif qui suit les instructions qui lui sont données au cours du processus d'assemblage.
Les défauts de brasage peuvent provenir de plusieurs facteurs, notamment la configuration de l'équipement, les conditions environnementales, les caractéristiques des composants et les processus de manipulation. Il est donc essentiel de procéder à un examen approfondi de l'ensemble du processus de brasage. Il s'agit notamment d'examiner minutieusement la configuration de l'imprimante, les problèmes de prélèvement et de placement, les performances du four de refusion et d'autres paramètres pertinents.
Étude de cas : Problèmes de soudabilité intermittente
Dans le scénario suivant, un assembleur de circuits imprimés a rencontré un problème de soudabilité intermittente d'un composant spécifique sur la ligne d'assemblage de circuits imprimés.
La nature intermittente du problème le rendait particulièrement frustrant. Parfois, le problème de soudabilité survenait, provoquant des perturbations, mais il était réparable au poste de reprise. Bien que cette situation n'ait pas complètement interrompu les programmes de production, elle a entraîné un surcroît de travail, une perte de temps et des inquiétudes quant à la qualité globale des assemblages.
Pour tenter de diagnostiquer le problème, l'ingénieur de terrain du fournisseur de soudure s'est rendu à plusieurs reprises sur place. Cependant, à chaque fois que l'ingénieur était présent, le problème ne se présentait pas, laissant l'équipe dans l'incertitude. Ces cas ont mis en évidence la difficulté de diagnostiquer les problèmes intermittents et la complexité de l'analyse des causes profondes.
Liste de contrôle pour l'étude des problèmes de soudabilité intermittente
La liste de contrôle suivante peut aider à orienter le processus d'enquête initiale :
Liste de contrôle pour l'installation d'une imprimante à écran :
- Vérifiez que l'imprimante à écran est de niveau et d'aplomb.
- Veillez à ce que les rails de l'imprimante à écran soient parallèles l'un à l'autre et au sol.
- Vérifier que l'outillage adéquat est en place.
- Examiner minutieusement la propreté de l'équipement.
- Inspectez l'état du pochoir pour vérifier qu'il n'est pas endommagé ou obstrué.
Processus d'enlèvement et de placement :
- Veiller à la propreté des buses de la machine pick-and-place.
- S'assurer qu'aucune contamination n'affecte le processus de prélèvement et de mise en place.
- Vérifiez que les paramètres de placement sont optimisés pour l'assemblage et les composants.
Performance des fours de refusion :
- Vérifier que les éléments chauffants du four de refusion ne sont pas défectueux.
- Inspecter les moteurs de soufflerie pour vérifier qu'ils ne présentent pas de problèmes.
- Vérifier à l'aide d'un profileur que le four de refusion fonctionne correctement.
Si ces facteurs sont écartés, l'attention peut se porter sur d'autres facteurs contributifs. Dans l'étude de cas mentionnée plus haut, ces facteurs de base ont été examinés, mais aucun n'a été identifié comme la source du problème de soudabilité intermittente.
Approfondir : Examen des composants, de l'environnement et des paramètres du processus
L'étape suivante consiste à examiner les caractéristiques et le comportement de tous les composants impliqués dans le problème, ainsi que les facteurs environnementaux et les paramètres du processus.
Traitement interne du composant problématique
La manipulation interne fait référence à la manière dont un composant est stocké, manipulé et transporté au sein de l'usine de fabrication. L'objectif est d'identifier toute mauvaise manipulation possible et d'y remédier.
Facteurs environnementaux
Les facteurs environnementaux, tels que les variations de température et d'humidité, en particulier dans les régions au climat extrême, peuvent affecter le processus de brasage. Dans l'étude de cas, l'environnement de production était correctement contrôlé et, bien que l'installation ait connu des variations saisonnières de température et d'humidité, ces conditions n'étaient pas en corrélation avec le problème de soudabilité.
Optimisation du profil de refusion
L'optimisation du profil de refusion consiste à ajuster avec précision le processus de refusion pour tenir compte des caractéristiques thermiques spécifiques de l'assemblage. L'optimisation du profil de refusion permet de résoudre des problèmes tels que le déplacement des résidus, l'élimination des vides de soudure et l'amélioration du mouillage. Dans l'étude de cas, le profil de refusion a été optimisé par un ingénieur certifié SMTA à l'aide des dernières techniques de collecte de données de profil. Cette optimisation a permis de s'assurer que le processus de refusion respectait les paramètres recommandés.
Test de la balance de mouillage
Le test d'équilibre de mouillage est utilisé pour déterminer la soudabilité des composants. Toutefois, ce test ne peut pas simuler un profil de refusion et ne peut pas détecter les problèmes subtils de soudabilité qui peuvent survenir au cours d'un profil de refusion SMT de trois à cinq minutes. Dans l'étude de cas, les tests d'équilibre de mouillage effectués par le fournisseur de composants n'ont révélé aucun défaut, ce qui a mis en évidence la nécessité d'une enquête supplémentaire.
Test de la balance de mouillage dans les études de soudabilité
L'application rapide d'une brasure à haute température pendant les tests d'équilibre de mouillage peut révéler des problèmes bruts de soudabilité, mais peut aussi décomposer les oxydes présents sur le composant, masquant involontairement les défauts qui peuvent apparaître pendant le profil de refusion plus long et plus chaud. En outre, le processus de refusion peut exacerber la formation d'oxyde avant le brasage, ce qui risque d'aggraver les problèmes.
Pour surmonter ces limitations, les composants fournis par les clients ont été soumis à une cuisson à 125°C pendant cinq minutes, imitant l'exposition à la refusion. Après ce traitement, les composants ont été soumis à un test d'équilibre de mouillage.
Les résultats du processus de cuisson ont été immédiatement visibles : les composants ne se sont pas soudés correctement après avoir été exposés à des températures élevées. Ce test a été répété sur plusieurs lots de composants et, à chaque fois, le même problème de soudabilité a été observé, conformément au comportement constaté sur le site du client. Ces preuves ont permis à l'assembleur de présenter au fournisseur de composants des informations claires et indéniables, l'obligeant à résoudre le problème et à y remédier.
L'importance de l'engagement et de la patience dans la collaboration avec les fournisseurs
La résolution des problèmes de soudure peut s'avérer difficile, souvent compliquée par les conseils contradictoires de plusieurs fournisseurs impliqués dans le processus d'assemblage des circuits imprimés. Les fabricants peuvent alors se sentir incertains et dépassés.
Il est essentiel de reconnaître que les fournisseurs jouent un rôle essentiel dans la résolution des problèmes de brasage. Ils disposent d'une expertise, d'une vision et d'une connaissance des produits précieuses qui peuvent contribuer à trouver des solutions. Plutôt que de percevoir les conseils contradictoires comme un obstacle, il faut les considérer comme une occasion de s'engager dans une collaboration significative et de résoudre les problèmes.
L'engagement, la patience et le soutien des fournisseurs sont essentiels pour résoudre les problèmes de brasage. Choisir des fournisseurs qui soutiennent activement leurs produits et s'engagent à aider les clients dans leurs démarches est une décision intelligente qui peut conduire à une résolution efficace.
