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. Ces soudures offrent des avantages en termes de coûts par rapport aux alliages traditionnels contenant de l'argent et à faible teneur en argent. Cependant, lors de la mise en œuvre d'alliages à basse température, les processus de soudure de reprise et de post-assemblage sont souvent négligés.
Ce document aborde les problèmes de reprise associés aux soudures à basse température et fournit des conseils sur les matériaux et les techniques de reprise pour réussir.
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. Si les alliages contenant du bismuth offrent des températures de fusion plus basses, leur fragilité rend la fabrication de fils fourrés difficile. Cependant, le fil fourré est souvent la soudure de choix pour les retouches.
Cette limitation conduit à deux approches pour surmonter le défi. La première consiste à utiliser un fil de soudure solide à haute teneur en bismuth avec un flux externe. La seconde consiste à utiliser une brasure traditionnelle à fil fourré étain/argent/cuivre (SAC) pour retravailler les joints de brasure 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.
- La condition 1 utilisait une pâte Sn42/Bi57/Ag1 et un fil fourré SAC305.
- La condition 2 utilise une pâte Sn42/Bi57/Ag1 avec un fil solide Sn42/Bi57/Ag1 et un flux externe.
- La condition 3 a utilisé de la pâte SAC305 et du fil fourré SAC305 pour la reprise.
Une analyse de la section transversale et des tests de résistance au cisaillement ont été effectués pour 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 deux méthodes étaient valables. Les alliages de soudure 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 et d'un flux liquide. Ils peuvent également être retravaillés avec un fil de soudure SAC305 fourré au flux.
Les joints de soudure répondaient 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 leurs homologues à palier 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 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 à basse température. En effet, les résultats peuvent être variables même avec un opérateur hautement qualifié.
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, il est prévu d'étudier la facilité de nettoyage des résidus sombres de flux d'alliage à basse température.