Par Gayle Towell
L'azote dans le brasage par refusion est souvent considéré comme un facteur d'amélioration des performances - il améliore le mouillage, rend les joints plus brillants et réduit les défauts. Mais il n'est pas toujours nécessaire.
Si l'azote peut apporter de réels avantages aux procédés, il ajoute également des coûts, de la complexité et des exigences en matière d'infrastructure. Dans de nombreux cas, de bons matériaux et un contrôle adéquat des processus suffisent pour obtenir des résultats fiables dans l'air.
Quand l'azote fait-il réellement la différence ? Et quand ne fait-il qu'ajouter des frais généraux ?
Le rôle de l'azote dans la refonte
L'oxydation est un problème majeur pendant la refusion. Au fur et à mesure que la pâte à braser traverse les phases de trempage et de pic, les surfaces métalliques exposées, tant sur les plages de circuits imprimés que sur les fils des composants, peuvent s'oxyder, ce qui a un impact sur le mouillage, augmente les défauts et dégrade la qualité des joints.
L'introduction de l'azote dans la refusion réduit l'oxygène dans l'atmosphère du four, généralement à moins de 1 000 ppm. Cela ralentit l'oxydation pendant les phases critiques du profil, en particulier lors des crêtes. Il peut en résulter un meilleur mouillage, moins de vides et des joints plus propres, en particulier avec des flux non nettoyants à faible activité.
L'azote peut également s'avérer essentiel lorsque l'on travaille avec des poudres de soudure très fines, telles que celles de type 6 ou inférieur, qui présentent une plus grande surface et sont plus sujettes à l'oxydation. Même le type 5 peut bénéficier d'une atmosphère inerte, en fonction de la chimie du flux et des exigences du processus.
Quand l'azote est nécessaire à la refusion
L'azote est souvent justifié lorsque les exigences en matière de brasage sont élevées et que les marges du processus sont étroites. Cela inclut :
- Composants à terminaison inférieure tels que les QFN et les LGA, pour lesquels la formation de vides est un problème courant.
- Emballages à pas fin, où la performance de mouillage est critique
- Secteurs à haute fiabilité - automobile, aérospatiale, médical - où les critères esthétiques et structurels sont stricts.
- Les flux à faible teneur en résidus ou à faible activité, qui dépendent d'une atmosphère propre pour être efficaces.
- Procédés utilisant de la poudre de soudure T6 ou plus petite, où l'oxydation devient plus agressive en raison de l'augmentation de la surface.
Dans ces cas, l'azote peut stabiliser le processus et améliorer les résultats d'une manière que l'air seul ne peut pas faire.
Quand l'azote n'est pas nécessaire dans la refusion
Pour de nombreuses applications SMT standard, en particulier dans le domaine de l'électronique grand public, l'introduction de l'azote dans la refusion augmente souvent les coûts sans apporter d'avantages significatifs.
Des pâtes à braser bien formulées et des profils de refusion adaptés peuvent donner d'excellents résultats dans l'air, en particulier lorsque l'aspect cosmétique n'est pas un facteur déterminant.
Si vos assemblages :
- Utiliser des composants à pas standard
- Ne nécessitent pas de joints à faible résidu ou ultra-propres
- Avoir des rendements acceptables dans l'air
...l'azote peut s'avérer inutile.
En outre, l'azote ne résoudra pas les problèmes causés par un mauvais profilage, une mauvaise conception du pochoir ou une contamination du circuit imprimé. Dans certains cas, il peut même amplifier le comportement du flux, entraînant des résidus inattendus.
Ce qu'il faut prendre en compte
Avant de passer à l'azote - ou de décider de continuer à l'utiliser - il faut considérer l'ensemble de la situation :
- Coût : La production d'azote ou la livraison de réservoirs, l'entretien du système, les contrôles de débit et la surveillance du gaz sont autant de dépenses opérationnelles supplémentaires.
- Compatibilité avec les flux : L'azote peut altérer l'activité des flux, ce qui nécessite parfois de modifier le profil pour éviter les changements cosmétiques ou l'accumulation de résidus.
- Valeur spécifique au processus : Tous les problèmes de brasage ne sont pas liés à l'oxydation. Utilisez l'azote comme solution à un problème défini, et non comme paramètre par défaut.
Si vous n'êtes pas sûr, effectuez des comparaisons côte à côte. Mesurez le vide, le mouillage, l'aspect cosmétique des joints et le rendement global avec et sans azote. Ces données vous donneront une réponse claire sur la valeur de l'azote dans votre processus.
Conclusion
L'azote dans la refusion est un outil, pas une obligation. Pour les travaux à pas fin, les BTC, les flux à faible teneur en résidus et les poudres de soudure plus petites, il fait souvent une nette différence. Mais dans de nombreux processus quotidiens, la refusion à l'air avec de bons matériaux et un bon contrôle est plus que suffisante.
Ne partez pas du principe que vous avez besoin d'azote. Laissez les données de votre processus décider.
Publié à l'origine dans Circuits Assembly