Guide de sélection des soudures

Ce guide couvre les étapes les plus importantes dans la sélection d'une pâte à souder. D'autres détails concernant les performances de l'alliage et du flux ne sont pas couverts et peuvent être très importants dans le processus de sélection. Il vaut toujours la peine d'appeler votre spécialiste des ventes de pâte à souder Nordson EFD pour passer en revue vos besoins et vous assurer que vous utilisez la meilleure pâte à souder pour votre application. 

 

 

Étape 1 : Choix de l'alliage

Lors du choix de l'alliage, il est nécessaire de répondre aux questions suivantes : 

• L'alliage doit-il être sans plomb ?
• Existe-t-il une exigence ou une limitation de température de fusion ?
• Quel type/taille de poudre choisir ?

 

Au plomb vs sans plomb

De nombreuses applications nécessitent l'utilisation d'un alliage de soudure sans plomb. Parfois, cela est dû au fait que le produit relève de la directive RoHS (Restriction of Hazardous Substances) et parfois il s'agit d'une directive d'entreprise. Certaines applications qui relèvent de la directive RoHS sont exemptées de l'obligation d'utiliser un alliage sans plomb car les exigences en matière de température de fusion ne peuvent être satisfaites qu'avec des alliages de soudure à haute teneur en plomb.

 

 

Température de fusion

Chaque alliage a des températures auxquelles il passe du solide au liquide ( Figure 1). Le changement de phase de l'état solide à l'état liquide commence en atteignant le solidus et se termine en atteignant le liquidus.

• En dessous du solidus, un alliage est à 100 % à l'état solide.
• Entre le solidus et le liquidus, une partie de l'alliage est solide, mais la majorité est liquide.
• Les alliages sont dits eutectiques lorsque le solidus et le liquidus sont équivalents.

Bien que la mouillabilité commence à la température du solidus, la meilleure mouillabilité est obtenue à une température maximale de 15 °C ou plus au-dessus du liquidus. Si un joint de soudure doit conserver son intégrité physique lors d'une opération ultérieure, telle qu'un deuxième processus de refusion, la température maximale de cette opération doit être inférieure à la température de solidus de l'alliage.

 

La taille des particules

Après avoir choisi le meilleur alliage, il faut maintenant déterminer la taille des particules. Le tableau des tailles de poudre (Figure 2) établit une correspondance entre la taille des particules et les exigences typiques en matière de sérigraphie et de dispensing. Les dimensions indiquées pour les tailles de pas entre connecteurs, d'ouverture carrée/circulaire et de points de dépose représentent la plus petite caractéristique recommandée pour cette taille de poudre. Si la caractéristique est plus petite, l'application nécessite la taille de poudre inférieure suivante. 

L'utilisation d'une poudre trop grosse entraînera des difficultés lors de la sérigraphie ou du dispensing, compromettant la qualité. L'utilisation d'une poudre plus fine coûtera juste plus cher.

 

 

Étape 2 : Choix du flux

Les catégories de flux sont définies par la spécification militaire QQ-S-571E ainsi que par le système de classement de flux IPC. Il existe cinq catégories principales de flux définies par la spécification QQ-S-571E. Chacune est disponible avec une variété de niveaux d'activité, de qualités physiques de leurs résidus et de méthodes de nettoyage requises.

 

Le tableau de comparaison des flux montre les plages d'activité relatives de chaque catégorie de flux. Notez le chevauchement des niveaux d'activité entre les groupes de flux.

 

Rosin (R)

Le flux R est composé de colophane et de solvant. Le flux de colophane a une activité très faible et convient uniquement aux surfaces faciles à souder. La classification IPC est ROL0. Le résidu du R est dur, non corrosif, non conducteur et peut être laissé en place. Les résidus peuvent être enlevés avec un solvant approprié.

 

No clean (NC)

Le flux NC est constitué de colophane, de solvant et d'une petite quantité d'activateur. Le flux NC a généralement une activité faible à modérée et convient aux surfaces facilement soudables. La classification IPC est généralement ROL0 ou ROL1. Le résidu du NC est clair, dur, non corrosif, non conducteur et conçu pour être laissé sur de nombreux types d'assemblages. Les résidus peuvent être enlevés avec un solvant approprié. Certains flux NC, mais pas tous, sont plus difficiles à enlever que les flux RMA. 

 

Rosin midly activated (RMA)

Le flux RMA se compose de colophane, de solvant et d'une petite quantité d'activateur. La plupart des flux RMA ont une activité assez faible et conviennent mieux aux surfaces facilement soudables. La classification IPC est généralement ROL0, ROL1, ROM0 ou ROM1. Le résidu des flux RMA est clair et mou. La plupart des résidus sont non corrosifs et non conducteurs. De nombreux flux RMA passent le test SIR en tant que flux NC. Les résidus peuvent être enlevés avec un solvant approprié.

 

Rosin activated (RA)

Le flux RA se compose de colophane, de solvant et d'activateurs agressifs. Le flux RA a une activité similaire et supérieure à celle du RMA pour les surfaces modérément et fortement oxydées. La classification IPC est généralement ROM0, ROM1, ROH0 ou ROH1. En l'absence de tests prouvant le contraire, le résidu de flux RA est supposé être corrosif. Les assemblages sensibles à la corrosion ou à la possibilité de conduction électrique à travers les résidus doivent être nettoyés dès que possible après l'assemblage. Les résidus peuvent être enlevés avec un solvant approprié.

 

Water soluble (WS)

Le flux WS se compose d'activateurs, de thixotrope et de solvant. Le flux WS existe dans une large gamme de niveaux d'activité, allant de l'absence d'activité à une activité extrêmement élevée pour le soudage des surfaces les plus difficiles, telles que l'acier inoxydable. La classification IPC commence normalement par OR pour organique. Ils se déclinent en niveaux d'activité L, M, H et 0 ou 1 pour la teneur en halogénure. Par définition, les résidus peuvent être enlevés avec de l'eau.

 

 

Étape 3 : Choix des caractéristiques spéciales

Le dernier domaine à prendre en compte lors de la finalisation du choix de la pâte à souder concerne toute autre caractéristique spéciale pouvant être requise pour une application difficile. Deux formules de flux peuvent avoir des performances très différentes, même si elles ont les mêmes classifications QQ-S-571E et J-STD-004. Les pâtes à souder présentant des caractéristiques spécifiques peut être utilisées pour résoudre des problèmes techniques d'assemblage que d'autres formes de brasage ne résolvent pas. Voici quelques exemples de caractéristiques de flux qui modifient les performances d'une pâte à souder.

 

Faible résidu

Le résidu de flux NC 26D04 reste sur ou très près du joint après refusion. Cette caractéristique est très importante avec les formulations NC lorsque le joint est visible ou que la propagation du flux aux zones environnantes peut poser un problème.

 

Remplissage de cavités et/ou surfaces verticales

Les flux RMA 07D01 et 04D01 sont conçus pour maintenir l'alliage en place jusqu'à ce que le liquidus soit atteint. Ces formules sont adaptées pour combler les lacunes, remplir les cavités et souder les joints sur des surfaces verticales.

 

Refusion rapide

Terme utilisé pour décrire la chauffe de la pâte à souder en moins de 5 secondes. Les pâtes à souder RMA 04D02 et RMA 07D02 à refusion rapide ne produisent pas de projections pas lorsqu'elles sont chauffées rapidement en moins de 0,25 seconde. Les méthodes de refusion typiques qui permettent une refusion rapide incluent le laser, le fer à souder, la résistance chauffante et l'induction.

 

Dépôt de pâte par transfert

Technique d'application où la soudure est appliquée en plongeant un composant ou une broche dans la pâte à souder. Une fine couche uniforme de pâte à braser NC 21T20 adhère au composant. Cette technique est utile pour appliquer la soudure sur des produits qui ne se prêtent pas à la sérigraphie ou au dispensing, comme les connecteurs. 

 

Faible porosité

La norme IPC-7097A est la spécification pour la conception et la mise en œuvre des processus d'assemblage des BGA. Les critères d'inspection pour les Ball Grid Array (BGA) et MicroBGA exigent un taux de porosité inférieur à 20 %. Une pâte à souder à faible porosité est nécessaire pour respecter les limites de très faible taux de porosité pour les assemblages de classe 3.

 

Flux traçable aux UV

Lorsqu'il est utilisé seul ou mélangé à un alliage pour former de la pâte à souder (NC 22D05 et RMA 07D05), notre flux traçable aux UV permet une confirmation optique de la présence du flux. Ces formules sont également luminescentes sous une source de lumière UV pour la vérification du dépôt de pâte à souder.

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