Les composants sont soudés sur les cartes de circuits imprimés pour former un PCBA complet, capable d’exécuter les fonctions prévues. Si votre PCBA est utilisé pour une application fiable, il est essentiel que les soudures soient de bonne qualité. Les joints idéaux et bien réalisés sont lisses et brillants. Cependant, lors du processus de soudage, de nombreux défauts peuvent entraîner des joints de soudure de mauvaise qualité et, à terme, détruire l’assemblage électronique. Dans cet article, nous avons résumé 5 défauts de soudure courants, analysé leurs principales causes et leurs effets, et proposé des solutions pour les éviter.
1. Ponts de soudure
Avec l’utilisation croissante de composants plus petits, les défauts de pontage de soudure sont de plus en plus fréquents, et ces défauts de soudure ne peuvent être ignorés ou négligés.
À quoi ressemble un pont de soudure ?
Deux parties du circuit imprimé qui ne devraient pas être reliées ont été accidentellement soudées ensemble. Ces ponts de soudure peuvent parfois être très petits, ce qui les rend difficiles à identifier.
Causes
- Application d’une quantité excessive de soudure, qui s’écoule vers les broches ou les pastilles adjacentes.
- Espacement trop faible entre les broches.
- Mauvaise conception du pochoir du circuit imprimé, entraînant un dépôt de soudure incorrect.
- Techniquede soudure incorrecte, telle qu’une surchauffe ou un temps de solidification insuffisant.
- Mauvais alignement des composants.
Effets
- Si le problème n’est pas détecté à temps, il peut provoquer des courts-circuits ou brûler des composants.
- Dans les cas les plus graves, la carte peut être détruite et devenir inutilisable.
Comment éviter les ponts de soudure ?
- Évitez d’appliquer trop de soudure et utilisez une technique appropriée.
- Contrôlez la température (par exemple, optimisez le profil de refusion) pour éviter une surchauffe qui entraînerait un écoulement incontrôlé de la soudure.
- Choisissez des outils de soudure précis, comme des pointes plus petites.
- Utilisez une pompe à dessouder ou une mèche à dessouder pour éliminer l’excès de soudure.
- Maintenez une longueur correcte des broches des composants THT, en évitant tout excès de soudure pour les connecter.
- Utilisez un équipement de placement de haute précision pour confirmer le placement exact des composants.
2. Tombstoning
Ces défauts de soudure se produisent généralement dans les composants SMT, tels que les condensateurs, les inductances et les résistances.
Pourquoi parle-t-on de « tombstoning » ? À quoi cela ressemble-t-il ?
La pâte à souder sur les pastilles des composants ne fond pas simultanément pendant le soudage par refusion. La force combinée générée par la tension superficielle tire le composant vers la pastille, où la soudure fond plus rapidement. Finalement, une extrémité du composant se recourbe à partir de la pastille, ressemblant à une pierre tombale.
Causes
- Déséquilibre thermique entre deux pastilles lors du processus de refusion.
- Une taille ou une forme inégale des pastilles de soudure peut entraîner un mouillage inégal ou insuffisant de la soudure.
Effets
- Les composants ne peuvent pas être soudés correctement au plot.
- Cela peut entraîner des circuits ouverts et nuire aux performances de la carte.
Comment éviter le tombstoning ?
- Utilisez des pastilles symétriques et assurez-vous que les pastilles ont la même chaleur.
- Optimisez le profil de refusion pour garantir un profil de chauffage uniforme.
3. Joints de soudure froids
Il s’agit de défauts de soudure courants mais dangereux, qui peuvent facilement entraîner la fissuration des joints de soudure et, à terme, une défaillance. Lorsque la soudure ne fond pas complètement, des joints de soudure froids apparaissent.
À quoi ressemblent les joints de soudure froids ?
Ces joints de soudure sont faciles à identifier, car ils ont un aspect rugueux, terne et irrégulier. Leur résistance structurelle est faible.
Causes
- Température insuffisante du fer à souder, entraînant un chauffage insuffisant.
- Temps de chauffage insuffisant du fer à souder sur les joints de soudure.
- Un nettoyage inadéquat permet à des contaminants (tels que la poussière, les oxydes métalliques et la graisse) de pénétrer dans les joints de soudure, ce qui empêche une soudure correcte.
- Processus de refroidissement rapide ou perturbation due à des facteurs de vibration.
Effets
- Cela entraînera une mauvaise conductivité électrique, qui peut être intermittente ou complètement défaillante.
- La fatigue des joints de soudure est susceptible de se produire en raison de contraintes mécaniques continues, telles que les vibrations et les mouvements.
- Une défaillance des joints de soudure peut se produire lors de la première utilisation du produit.
Comment éviter les joints de soudure froids ?
- Maintenez les composants stables pendant le processus de refroidissement jusqu’à ce que la soudure ait complètement refroidi (généralement3 à 5 secondes) et formé de bons joints de soudure.
- Nettoyez correctement pour éliminer toute contamination susceptible d’affecter la formation de bons joints de soudure.
- La température doit être maintenue dans une plage modérée, ni trop élevée ni trop basse. Elle doit être supérieure d’au moins 15 °C au point de fusion de l’alliage de soudure et maintenue pendant au moins 45 secondes.
4. Boules de soudure
Les boules de soudure sont également des défauts de soudure courants qui n’ont pas d’impact direct sur les circuits. Lorsque la carte fonctionne dans un environnement à haute température, la boule de soudure peut fondre, provoquant des courts-circuits entre les composants et les pistes. Elles affectent non seulement ses performances, mais aussi l’apparence du produit électronique.
À quoi ressemblent les boules de soudure ?
Comme leur nom l’indique, il s’agit de petites boules de soudure qui se trouvent à la surface du circuit imprimé (par exemple sur les pastilles ou d’autres pièces métalliques). Les boules de soudure sont généralement brillantes, luisantes et de couleur argentée, et leur taille varie.
Causes
- Lors du soudage par refusion, l’humidité emprisonnée dans la pâte à souder se dilate rapidement, provoquant des éclaboussures de pâte à souder et la formation de boules.
- Si vous appliquez trop de pâte à souder, l’excédent déborde et forme des boules de soudure.
- En raison d’un profil de refusion incorrect (température trop basse ou temps de préchauffage insuffisant), la soudure ne peut pas fondre complètement, ce qui entraîne la formation de boules de soudure. De plus, lorsque la température augmente trop rapidement, la pâte à souder bout violemment, ce qui entraîne également la formation de boules.
- La contamination du circuit imprimé, par exemple par de la saleté ou d’autres résidus, peut empêcher la soudure de s’écouler correctement, provoquant ainsi la formation de boules de soudure.
Effets
- Les boules de soudure parasites peuvent relier des pastilles adjacentes ou des pistes à pas fin, entraînant des courts-circuits intermittents ou permanents.
- Les boules de soudure visibles sont le signe d’un mauvais contrôle du processus et peuvent entraîner des échecs lors des inspections.
- Les boules de soudure donnent au circuit imprimé un aspect désordonné et peu professionnel.
Comment éviter les boules de soudure ?
- Conservezcorrectement la pâte à souder, à une température comprise entre 2 et 10 ° Avant de l’utiliser, placez-la dans un environnement normal pendant quatre à six heures afin qu’elle atteigne une température comprise entre 20 et 25 °C (température ambiante). L’objectif est d’éviter la formation de condensation à la surface de la pâte à souder.
- Il est conseillé d’utiliser le pochoir SMT pour contrôler l’utilisation de la pâte à souder. Pour différentes conceptions (composants à pas fin), vous pouvez choisir l’épaisseur idéale du pochoir.
- Réinitialisez et optimisez le profil de refusion. Assurez-vous que la température maximale est supérieure au point de fusion de la soudure. Prolongez le temps de préchauffage de 60 à 120 secondes et maintenez la température entre 150 et 180 °C pour éliminer l’humidité et favoriser un écoulement uniforme de la soudure.
- Nettoyez complètement le circuit imprimé avant de le souder, afin d’éviter que des contaminants n’affectent le flux de la pâte à souder.
5. Coussinets soulevés
Bien que les pastilles soulevées soient des défauts de soudure courants qui peuvent être corrigés, il est toujours préférable de prévenir que de guérir.
À quoi ressemblent les pastilles soulevées ?
Les pastilles de PCB sont des pièces métalliques qui relient les composants aux cartes de circuits imprimés. Lorsque les pastilles de soudure sont soumises à des contraintes mécaniques ou thermiques, elles peuvent se détacher de la surface de la carte de circuit imprimé.
Causes
- L’adhérence de la feuille de cuivre diminue à mesure que la température de surface augmente. Une surchauffe pendant le soudage, en particulier lors du soudage à la vague ou du soudage par refusion, peut rendre les pastilles de soudure plus susceptibles de se détacher.
- Lorsque les pastilles de soudure sont situées sous les composants, elles se trouvent dans un angle mort. Les techniciens ont du mal à voir les joints de soudure. S’ils tentent de déplacer un composant alors que la soudure est encore fondue, les pastilles peuvent se soulever en raison des contraintes mécaniques.
- Une mauvaise conception des pastilles, comme une taille, une forme et une position incorrectes, peut également entraîner leur soulèvement pendant le processus d’assemblage.
Effets
- La connexion électrique entre le composant et la carte de circuit imprimé sera interrompue.
- Si les pastilles soulevées entrent en contact avec des composants ou des pistes à proximité, cela peut provoquer des courts-circuits. Ceci est particulièrement important pour les cartes compactes à haute densité dont l’espacement des pistes est aussi petit que 0,1 mm.
Comment éviter le soulèvement des pastilles ?
- Utilisez des fers à souder à température contrôlée pour éviter la surchauffe.
- Choisissez des matériaux adhésifs résistants aux températures élevées.
- Employez une technique de soudage appropriée et suivez la procédure correcte pour éviter de déplacer les composants.
- Optimisez la conception des pastilles afin qu’elles résistent aux contraintes mécaniques et thermiques pendant le processus d’assemblage.
Conclusion
Comprendre et éviter les défauts de soudure courants permet d’améliorer la qualité du soudage, de réduire les besoins de réparation et de garantir des performances plus fiables des cartes. En analysant les causes et les effets de ces défauts de soudure, des mesures préventives appropriées peuvent être prises. Si des défauts sont déjà apparus, ils peuvent être rapidement identifiés et réparés.
