le blog À propos Les fabricants d'électronique augmentent le rendement grâce au brasage par refusion à l'azote

Le brasage par refusion est un processus de précision qui utilise des profils de température contrôlés pour faire fondre la pâte à braser et former des connexions fiables entre les composants et les PCB. Le processus se compose généralement de quatre phases critiques :

• Phase de préchauffage : L'augmentation progressive de la température permet l'évaporation du solvant de la pâte à braser tout en évitant les dommages causés aux composants par les chocs thermiques. Un contrôle précis des vitesses de chauffage est essentiel : une vitesse excessive peut provoquer la fissuration des composants, tandis qu'une vitesse insuffisante affecte le brasage ultérieur.
• Phase de maintien (zone d'équilibre thermique) : Le maintien de températures stables active les agents de flux, élimine les oxydes et assure un chauffage uniforme des PCB. Cette étape préparatoire est cruciale pour la réussite de la fusion de la soudure.
• Phase de refusion : L'augmentation rapide de la température au-delà du point de fusion de la soudure permet un mouillage correct des broches des composants et des pastilles des PCB, formant des liaisons métallurgiques. La précision de la température est vitale : une chaleur excessive endommage les composants, tandis qu'une chaleur insuffisante crée des joints faibles.
• Phase de refroidissement : Le refroidissement contrôlé solidifie les joints de soudure en connexions électriques et mécaniques finales. Des vitesses de refroidissement excessives peuvent induire des fissures de contrainte, compromettant la fiabilité à long terme.

L'adoption généralisée du brasage par refusion découle de ses avantages significatifs en termes de précision, d'efficacité et de compatibilité :

• Haute précision et répétabilité : Permet la production en série de joints de soudure constants et de haute qualité grâce à un contrôle précis de la température et du temps.
• Connexions électriques fiables : Produit des joints avec une excellente conductivité et résistance mécanique pour un fonctionnement électronique stable.
• Compatibilité des composants à pas fin : S'adapte à divers dispositifs de montage en surface, y compris les boîtiers haute densité comme les BGA et les micropuces, répondant aux exigences de miniaturisation.
• Préparation à l'automatisation : S'intègre de manière transparente aux lignes de production automatisées, augmentant l'efficacité tout en réduisant les coûts de main-d'œuvre et les erreurs humaines.

Bien que le brasage par refusion conventionnel reste largement utilisé, les environnements à haute température favorisent l'oxydation de la soudure et des broches des composants, dégradant la qualité des joints. L'oxydation inhibe le mouillage correct de la soudure, augmentant les risques de joints froids, de vides et d'autres défauts qui compromettent finalement la fiabilité et la durée de vie du produit. Le brasage par refusion à l'azote relève efficacement ces défis.

En tant que gaz inerte, l'azote crée un environnement sans oxygène qui supprime l'oxydation pendant le brasage. L'introduction d'azote dans les fours à refusion apporte des améliorations de qualité mesurables :

• Réduction de l'oxydation : Réduit considérablement la teneur en oxygène dans l'environnement de brasage, empêchant l'oxydation de la soudure et des surfaces des composants.
• Mouillage amélioré : Améliore les caractéristiques d'écoulement de la soudure pour une couverture supérieure des broches et des pastilles, créant des liaisons plus solides.
• Minimisation des défauts : Réduit l'incidence des joints froids, des vides et des ponts, améliorant les taux de rendement du premier passage.
• Optimisation de la température : Permet des températures maximales légèrement inférieures en raison de la réduction de l'oxydation, protégeant les composants sensibles à la chaleur.
• Apparence améliorée des joints : Produit des joints de soudure plus brillants et plus uniformes qui facilitent l'inspection visuelle et le contrôle qualité.

Au-delà des avantages de qualité immédiats, la refusion à l'azote prolonge la durée de vie des composants et des PCB tout en réduisant les coûts de maintenance. Pour les applications à haute fiabilité comme l'aérospatiale et les dispositifs médicaux, la refusion à l'azote est devenue un processus de fabrication essentiel.

Les fabricants d'électronique se procurent généralement de l'azote par deux méthodes : la livraison d'azote liquide en vrac ou les systèmes de génération sur site. Alors que l'azote liquide nécessite des livraisons régulières et une infrastructure de stockage avec des coûts plus élevés et des dépendances de la chaîne d'approvisionnement, les générateurs d'azote sur site offrent des alternatives plus économiques et fiables.

Les systèmes sur site utilisent des technologies de séparation de l'air pour extraire l'azote directement de l'air ambiant pour une utilisation immédiate dans les fours à refusion. Les deux principales méthodes de séparation sont :

• Adsorption modulée en pression (PSA) : Utilise des adsorbants spécialisés qui capturent sélectivement l'oxygène sous pression, produisant de l'azote de haute pureté, idéal pour les applications exigeantes.
• Séparation par membrane : Emploie des membranes semi-perméables qui séparent l'azote de l'air en fonction des taux de perméation différentiels des gaz, offrant des solutions compactes et rapidement déployables pour les exigences de pureté inférieure.

La génération d'azote sur site offre aux fabricants plusieurs avantages stratégiques :

• Contrôle complet du processus : Permet un ajustement en temps réel de la pureté et des débits d'azote pour correspondre aux besoins de production.
• Économies de coûts substantielles : Élimine les dépenses récurrentes associées à l'achat, au transport et au stockage d'azote liquide.
• Fiabilité de la chaîne d'approvisionnement : Supprime la dépendance vis-à-vis des fournisseurs externes, empêchant les interruptions de production dues aux retards de livraison.
• Capacité évolutive : Permet une extension modulaire pour s'adapter aux volumes de production croissants et aux demandes d'azote.

Pour les fabricants d'électronique, investir dans la génération d'azote sur site nécessite une évaluation financière minutieuse. Une analyse complète du retour sur investissement (ROI) doit tenir compte de :

Retours sur investissement :

• Économies de coûts d'azote (principal avantage)
• Amélioration des rendements de brasage réduisant les dépenses de reprise
• Durée de vie prolongée des composants réduisant les coûts de maintenance
• Efficacité de production améliorée grâce à un approvisionnement ininterrompu

Coûts d'investissement :

• Achat d'équipement de générateur
• Installation et mise en service
• Fonctionnement et maintenance continus

La plupart des fabricants à volume élevé atteignent un retour sur investissement complet en 1 à 3 ans grâce à des économies opérationnelles et des améliorations de la qualité importantes.

• Sélectionnez les niveaux de pureté d'azote appropriés en fonction des exigences de fiabilité du produit
• Optimisez les profils de température de refusion pour les environnements azotés
• Mettez en œuvre des programmes de maintenance réguliers pour les équipements de brasage et de génération d'azote
• Fournissez une formation complète aux opérateurs pour les nouveaux processus et systèmes