La relation entre le profil de température du four de refusion SMT et les raisons de soudage de la pâte à souder

Introduction
Dans le domaine de la fabrication électronique, le four de refusion est un équipement crucial utilisé pour souder des composants électroniques sur des circuits imprimés. Le profil de température, qui représente l'évolution de la température à l'intérieur du four de refusion au fil du temps, a un impact décisif sur la qualité du brasage. Cet article détaillera le processus de variation du profil de température du four de refusion et, grâce à une analyse approfondie de chaque étape, aidera les lecteurs à mieux comprendre et contrôler le processus de soudage.

II. Présentation du profil de température du four de refusion
Le profil de température du four de refusion comprend généralement quatre étapes principales : préchauffage, trempage, refusion et refroidissement. Chaque étape a des exigences spécifiques en matière de température et de temps pour garantir la qualité du brasage. Ci-dessous, nous décrirons le processus de variation de ces quatre étapes une par une.

III. Étape de préchauffage
L'étape de préchauffage est la phase initiale du profil de température du four de refusion et la base du processus de soudage. Au cours de cette étape, le circuit imprimé entre progressivement dans le four de refusion et la température commence à augmenter lentement.

1. Chauffage initial
   Une fois que le circuit imprimé entre dans le four de refusion, il entre d'abord en contact avec la zone de chauffage initiale à l'intérieur du four. La température ici est généralement plus basse, dans le but d'acclimater progressivement le circuit imprimé et ses composants à l'environnement à haute température, empêchant ainsi les changements brusques de température d'endommager les composants. À ce stade, le profil de température présente une tendance progressive à la hausse, avec un taux d’augmentation de la température relativement lent.

2. Évaporation de l'humidité
   À mesure que la température augmente progressivement, l'humidité présente sur le circuit imprimé commence à s'évaporer. Il s’agit d’un processus essentiel car l’humidité peut se dilater rapidement et générer une pression de vapeur à haute température, risquant d’endommager les composants. Par conséquent, l’étape de préchauffage nécessite suffisamment de temps pour assurer une évaporation complète de l’humidité. Au cours de cette étape, la pente du profil de température peut augmenter légèrement, car davantage de chaleur est nécessaire pour accélérer l’évaporation de l’humidité.

3. Volatilisation des solvants
   En plus de l'humidité, le flux sur le circuit imprimé contient également certains composants solvants. Au cours de la dernière étape du préchauffage, à mesure que la température augmente encore, ces solvants commencent également à se volatiliser. Le rôle principal du flux est d'aider la soudure à mieux mouiller et à mieux couler pendant le processus de soudage. Par conséquent, lors de la volatilisation du solvant, il est nécessaire de s’assurer que les principes actifs du flux ne sont pas excessivement consommés pour garantir la qualité du soudage. A ce moment, la pente du profil de température peut augmenter pour fournir suffisamment de chaleur pour accélérer la volatilisation du solvant.

IV. Étape de trempage
L'étape de trempage est l'une des étapes cruciales du profil de température du four de refusion, déterminant la qualité du soudage. Au cours de cette étape, le circuit imprimé reste à température constante pendant un certain temps pour garantir que la soudure fond complètement et forme une connexion solide avec les composants.

1. Fusion de soudure
   Lorsque la température atteint le point de fusion de la soudure, celle-ci commence à fondre. Il s’agit d’un processus essentiel car il détermine la formation et la force de connexion des points de soudure. Au début de la phase de trempage, la pente du profil de température peut diminuer ou rester stable pour garantir que la soudure fond progressivement à une température constante.

2. Mouillage et diffusion
   Au fur et à mesure que la soudure fond, elle commence à mouiller et à se diffuser sur les broches des composants et les plots de soudure du circuit imprimé. Ce processus nécessite suffisamment de temps pour garantir que la soudure s'écoule complètement et comble tous les espaces. Au milieu et aux dernières étapes de la phase de trempage, la pente du profil de température peut rester stable ou augmenter légèrement pour garantir que la soudure continue de mouiller et de diffuser à une température constante.

3. Élimination de la couche d'oxyde
   Pendant le processus de soudage, les couches d'oxyde sur les broches des composants et les plots de soudure des circuits imprimés peuvent nuire à la qualité du soudage. Par conséquent, dans la dernière étape de la phase de trempage, il est nécessaire de s’assurer que la soudure peut éliminer de manière adéquate ces couches d’oxyde. Ceci est généralement réalisé en ajoutant des agents réducteurs (tels que l'hydrogène actif). Durant cette étape, la pente du profil de température peut rester stable ou diminuer légèrement pour garantir le plein fonctionnement de l'agent réducteur.

IV. Phase de rétention de chaleur
La phase de rétention de chaleur est l’une des étapes critiques du profil de température du four de refusion, déterminant la qualité du soudage. Pendant cette phase, le circuit imprimé est maintenu à une température constante pendant un certain temps pour garantir que la soudure fond complètement et forme une connexion sécurisée avec les composants.

1. Fusion de soudure
   Lorsque la température atteint le point de fusion de la soudure, celle-ci commence à fondre. Il s’agit d’un processus essentiel car il détermine la formation et la force de connexion des points de soudure. Au début de la phase de rétention de chaleur, la pente du profil de température du four peut diminuer ou rester stable pour garantir que la soudure fond progressivement à une température constante.

2. Mouillage et propagation
   Au fur et à mesure que la soudure fond, elle commence à mouiller et à se répandre sur les broches des composants et les plages du circuit imprimé. Ce processus nécessite suffisamment de temps pour garantir que la soudure s'écoule complètement et comble tous les espaces. Au milieu et aux étapes ultérieures de la phase de rétention de chaleur, la pente du profil de température du four peut rester inchangée ou augmenter légèrement pour garantir que la soudure continue de mouiller et de s'étaler à une température constante.

3. Élimination de la couche d'oxyde
   Pendant le processus de soudage, les couches d'oxyde sur les broches des composants et les plages du circuit imprimé peuvent nuire à la qualité du soudage. Par conséquent, dans la phase ultérieure de la phase de rétention de chaleur, il est nécessaire de s’assurer que la soudure peut éliminer de manière adéquate ces couches d’oxyde. Ceci est généralement réalisé en ajoutant des agents réducteurs (tels que l'hydrogène actif). Durant cette étape, la pente du profil de température du four peut rester stable ou légèrement diminuer pour garantir le plein fonctionnement de l'agent réducteur.

V. Phase de refusion
La phase de refusion est une autre étape critique du profil de température du four de refusion, déterminant la forme finale et la qualité des points de soudure. Au cours de cette phase, la température atteint son maximum et commence à diminuer progressivement, et la soudure commence à se solidifier et à former une connexion sécurisée.

1. Pic de température
   Au début de la phase de refusion, la température atteint son maximum. Il s’agit du point de température le plus élevé du processus de soudage et d’un moment crucial où la soudure est complètement fondue. A ce moment, la pente du profil de température du four peut augmenter fortement pour atteindre la température maximale. Ensuite, à mesure que la chaleur se transfère progressivement du circuit imprimé vers d’autres parties de la chambre du four (telles que les parois et le fond du four), la température commence à diminuer progressivement.

2. Solidification de la soudure
   À mesure que la température baisse, la soudure commence à se solidifier progressivement. Il s'agit d'un processus important car il détermine la forme finale et la force de connexion des points de soudure. Au milieu et aux étapes ultérieures de la phase de refusion, la pente du profil de température du four peut diminuer progressivement ou rester stable pour garantir que la soudure se solidifie progressivement à une température constante. Durant cette étape, il est nécessaire d'éviter des vitesses de refroidissement trop rapides pour éviter les défauts de soudage tels que le brasage à froid et les fissures.

VI. Phase de refroidissement
La phase de refroidissement est l'étape finale du profil de température du four de refusion et la fin du processus de soudage. Au cours de cette phase, le circuit imprimé quitte progressivement l'environnement à haute température et se refroidit naturellement jusqu'à température ambiante.

1. Refroidissement naturel
   Dans la phase initiale de la phase de refroidissement, la carte de circuit imprimé est encore à une température relativement élevée, ce qui nécessite une baisse progressive de la température pour éviter que les composants ne soient endommagés ou que la carte ne se déforme. Pendant ce temps, la pente du profil de température du four peut diminuer progressivement pour fournir un temps de refroidissement suffisant pour que la carte de circuit imprimé refroidisse progressivement jusqu'à température ambiante.

2. Dissipation thermique résiduelle
   À mesure que le circuit imprimé refroidit progressivement jusqu'à température ambiante, la chaleur résiduelle à l'intérieur commence également à se dissiper. Il s'agit d'un processus lent qui nécessite suffisamment de temps pour garantir que le circuit imprimé soit complètement refroidi à température ambiante afin d'éviter des problèmes lors du traitement ultérieur, tels qu'une déformation causée par une contrainte thermique. Au cours de cette étape, la pente du profil de température du four peut rester stable ou diminuer légèrement pour fournir suffisamment de temps de refroidissement pour que le circuit imprimé refroidisse complètement à température ambiante.

VII. Corrélation entre le principe de soudage de la pâte à souder et le profil de température du four de refusion
Le principe du soudage à la pâte à souder consiste à appliquer de la pâte à souder sur le circuit imprimé et à faire fondre la soudure à haute température pour former un composé d'alliage avec la surface des appareils connectés, créant ainsi une connexion sécurisée pendant le processus de refroidissement. Les changements dans le profil de température du four de refusion affectent directement l’efficacité du soudage de la pâte à braser.

1. Premièrement, pendant les phases de préchauffage et de rétention de chaleur, la pente du profil de température du four contrôle le taux d'évaporation des solvants dans la pâte à braser et le degré de fusion de la brasure. Un préchauffage et une rétention de chaleur appropriés garantissent que la soudure fond complètement et forme une bonne connexion avec les plots et les broches des composants. Un préchauffage ou une rétention de chaleur insuffisants peuvent entraîner une fusion incomplète ou un écoulement irrégulier de la soudure, entraînant une qualité de soudage réduite.

2. Deuxièmement, pendant la phase de refusion, la pente du profil de température du four détermine la vitesse de fusion et l'écoulement de la soudure. Une pente trop forte entraînant une montée en température rapide peut entraîner une fonte trop rapide de la soudure et produire des éclaboussures. À l’inverse, une pente trop faible entraînant une lente montée en température peut empêcher la soudure de fondre complètement ou de s’écouler uniformément. Par conséquent, un contrôle précis de la température et de la durée pendant la phase de refusion est crucial pour garantir la qualité du soudage.

3. Enfin, lors de la phase de refroidissement, la pente du profil de température du four affecte la vitesse de solidification et la qualité du soudage des joints de soudure. Une vitesse de refroidissement appropriée garantit une solidification rapide et une connexion sécurisée des joints de soudure. Une vitesse de refroidissement trop rapide peut entraîner des défauts tels que des fissures ou des déformations des joints de soudure. Par conséquent, il est essentiel de contrôler raisonnablement la température et la durée pendant la phase de refroidissement pour améliorer la qualité du soudage.