Défauts courants de soudure à la vague et leurs causes

En assemblage de circuits imprimés, le brasage à la vague est une méthode très courante et efficace, principalement utilisée pour le brasage de composants traversants, et peut également s'appliquer à certains composants CMS. Cependant, un mauvais contrôle des paramètres peut engendrer divers défauts de brasage.

Il est facile de rencontrer des problèmes de production sans comprendre les types courants de défauts de soudure et leurs causes. Une soudure à la vague mal maîtrisée peut entraîner des défauts de soudure et même des reprises répétées dues à des erreurs de soudure, affectant ainsi les performances et la fiabilité du produit.

Cet article présentera en détail :

•  Qu'est-ce que le soudage à la vague ?

•  Pourquoi des défauts de soudure se produisent-ils

•  défauts de soudure courants

•  Comment réduire les défauts des joints de soudure

•  Comment stabiliser le soudage à la vague par le contrôle des paramètres

Que vous soyez ingénieur, professionnel de la qualité ou concepteur de circuits imprimés, comprendre les défauts de soudure à la vague peut vous aider à obtenir un meilleur rendement et à réduire les problèmes.

Qu'est-ce que la soudure à la vague ?

Avant d'aborder les défauts courants du soudage à la vague, expliquons brièvement ce qu'est le soudage à la vague.

Le brasage à la vague est une méthode de brasage par lots principalement utilisée pour souder des composants électroniques sur des circuits imprimés. Lors de ce procédé, le circuit imprimé passe dans un bain d'étain fondu. Le métal d'apport adhère automatiquement aux pastilles et broches des composants, formant ainsi une connexion électrique et mécanique robuste.

Le brasage à la vague est une méthode de brasage en masse principalement utilisée pour souder des composants électroniques sur des circuits imprimés. Lors de ce procédé, le circuit imprimé traverse un flux de brasure en fusion. La brasure adhère automatiquement aux pastilles et aux broches des composants, formant ainsi une connexion électrique et mécanique robuste.

Un processus de soudage à la vague standard comprend généralement plusieurs étapes :

•  Demande de flux

•  préchauffage du circuit imprimé

•  En traversant la vague de soudure en fusion

•  Refroidissement et solidification

Le soudage à la vague est largement utilisé car il est rapide, efficace et plus stable que le soudage manuel, et permet de réduire les erreurs de soudage liées à l'intervention humaine.

Cependant, si la température, la vitesse du convoyeur ou d'autres paramètres ne sont pas correctement contrôlés, divers défauts de soudure peuvent facilement survenir.

Pourquoi des défauts de soudure à la vague apparaissent-ils ?

Bien que le processus de soudage à la vague soit automatisé, il est toujours possible de produire des défauts de soudure en raison de divers facteurs.

Le tableau suivant résume plus clairement les causes courantes :

Défauts courants de soudure à la vague (causes et solutions)

Produit	Ponts de soudure / Courts-circuits	Mauvais remplissage du trou	Trous d'épingle / de soufflage	Joint de soudure à froid	Coussinets levés	Boules de soudure
Photos
Description	L'excédent de soudure relie les broches adjacentes	Trou traversant non entièrement rempli de soudure	Petits trous ou cavités visibles dans les joints de soudure	Surface mate avec une faible résistance mécanique	La pastille de cuivre se sépare du substrat du circuit imprimé	Petites billes de soudure dispersées sur la surface du circuit imprimé
Les raisons principales	Hauteur de vague excessive, vitesse de convoyeur lente, espacement réduit des broches, contrôle de flux insuffisant	Température de soudure trop basse, temps de contact insuffisant, rapport trous/pistes incorrect	Humidité dans le circuit imprimé, flux excessif, préchauffage insuffisant	Température de soudure trop basse, temps de contact insuffisant, pastilles oxydées	Surchauffe, contraintes mécaniques, mauvaise qualité du circuit imprimé	Flux excessif, chauffage rapide, contamination
Solutions	Ajuster la hauteur des vagues, optimiser l'angle du convoyeur, améliorer la conception du coussinet	Augmenter la température du bain de soudure, ajuster la vitesse du convoyeur, améliorer la conception du circuit imprimé	Préchauffer le circuit imprimé avant de souder, optimiser le profil de préchauffage, contrôler la quantité de flux.	Augmenter la température de soudure, améliorer l'activation du flux, nettoyer les surfaces du circuit imprimé	Réduire le temps de séjour, améliorer la qualité du matériau du circuit imprimé	Optimiser la densité de flux, améliorer la rampe de préchauffage
Impact	Des défauts graves au niveau des joints de soudure peuvent provoquer des courts-circuits.	Défauts de soudure typiques, affectant la résistance mécanique	Types courants de défauts de soudure	Défauts courants des joints de soudure, souvent observés dans des exemples de soudures de mauvaise qualité.	Défauts de soudure graves, affectant la fiabilité à long terme	Erreurs de soudure courantes, souvent dues à des conditions de soudure à la vague instables

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Paramètres de contrôle du processus de brasage à onde stable

Pour réduire les défauts de soudure, chaque paramètre du processus doit être parfaitement maîtrisé. Toute fluctuation de température, de vitesse du convoyeur ou de flux peut facilement engendrer des défauts de soudure, affectant ainsi la qualité et la fiabilité du produit.

1. Température de préchauffage

La température de préchauffage a pour but d'élever la température du circuit imprimé et, simultanément, d'activer complètement le flux. Une température de préchauffage trop basse risque d'entraîner des défauts de soudure ; une température excessive peut endommager le circuit imprimé ou ses composants.

Par conséquent, la température de préchauffage doit être réglée de manière appropriée en fonction de l'épaisseur de la plaque et du type de flux.

2. Température du pot de soudure

La température du bain de soudure est généralement contrôlée entre 245 et 260 °C (ajustée selon les alliages). Une température trop basse peut entraîner des soudures froides et des points de soudure fragiles. À l'inverse, une température excessive accélère l'oxydation et peut même provoquer de graves défauts de soudure.

Le maintien d'une température stable est essentiel pour garantir la qualité de la soudure.

3. Vitesse du convoyeur

La vitesse du convoyeur détermine le temps de contact de la soudure. Une vitesse trop élevée entraîne un remplissage insuffisant des trous. Si elle est trop faible, elle provoque des ponts ou un excès de soudure.

Dans le procédé de brasage à la vague, la vitesse du convoyeur doit être parfaitement adaptée à la température et à la hauteur de la vague.

4. Hauteur des vagues

La hauteur de la vague de soudure influe directement sur la qualité du contact avec le joint. Une vague trop haute peut provoquer des courts-circuits ; une vague trop basse, en revanche, entraînera un remplissage insuffisant et des défauts de soudure récurrents.

Un réglage judicieux de la hauteur de la vague de soudure peut améliorer la stabilité de la soudure.

5. Contrôle du flux

Le contrôle du flux comprend la gestion de sa densité, de son volume de pulvérisation et de son uniformité. Un flux excessif ou irrégulier peut entraîner des vides, des contaminations et d'autres défauts de soudure.

La maîtrise du flux est une condition essentielle pour garantir le bon fonctionnement du brasage à la vague.

Conclusion

Bien que le brasage à la vague soit une méthode d'assemblage éprouvée et efficace, il reste sujet à divers défauts de brasage. Des ponts de soudure au remplissage insuffisant des trous, en passant par les micro-perforations et les soudures froides, il est essentiel de bien comprendre les causes profondes de ces défauts.

La plupart des défauts de soudure ne sont pas dus au hasard, mais à des réglages de paramètres incorrects, à des problèmes de matériaux ou à des erreurs de conception dans le processus de soudure à la vague.

En maîtrisant les contenus clés suivants :

•  Qu'est-ce que le soudage à la vague ?

•  Processus de soudage à la vague complet

•  Erreurs de soudure courantes

•  Capacité à identifier des exemples de soudures défectueuses

Les fabricants peuvent ainsi réduire considérablement les défauts, améliorer le rendement et garantir la fiabilité à long terme des produits.

FAQ sur les défauts de soudure

1. Quel est le défaut de soudure à la vague le plus courant ?

Les ponts de soudure et le remplissage insuffisant des trous figurent parmi les défauts de soudure les plus courants lors des opérations de soudure à la vague.

2. La conception des circuits imprimés peut-elle provoquer des défauts de soudure ?

Oui. Un espacement incorrect des pastilles, une taille de trou inappropriée ou une disposition inadéquate entraînent souvent des défauts de soudure et des erreurs de soudure récurrentes.

3. Comment puis-je réduire les défauts de soudure lors du processus de soudure à la vague ?

Température de contrôle

Optimiser la vitesse du convoyeur

Utiliser un flux approprié

Entretenir régulièrement le matériel

4. Tous les défauts de soudure sont-ils visibles ?

Non. Certains vides internes ou défauts de soudure fragiles peuvent nécessiter un contrôle par rayons X ou par coupe transversale.