Brasage par refusion

Le brasage par refusion (en anglais : Reflow Soldering) est le procédé de soudure standard pour le montage SMD. De la pâte à braser est appliquée sur le circuit imprimé, les composants sont placés dessus, puis l'ensemble est chauffé de manière contrôlée dans un four de refusion jusqu'à ce que la pâte fonde et forme une connexion de soudure permanente.

Ce procédé est rapide, précis et reproductible – idéal pour la production en série automatisée. Tous les composants SMD d'un circuit imprimé sont soudés simultanément en un seul passage au four.

La clé d'un brasage par refusion réussi est le profil de température. Il définit l'évolution de la température dans le temps et se compose de quatre phases :

1. Zone de préchauffage (Preheat) – 25 °C → 150 °C

• Montée en température lente de 1 à 3 °C par seconde
• Évaporation des solvants de la pâte à braser
• Prévient le choc thermique sur les composants sensibles

2. Zone d'équilibrage (Soak) – 150 °C → 200 °C

• 60 à 120 secondes à niveau constant
• Toutes les zones de la carte atteignent une température uniforme
• Le flux est activé et nettoie les surfaces métalliques

3. Zone de refusion (Peak) – 200 °C → 245 °C (sans plomb)

• La pâte à braser fond et mouille les pads et les terminaisons des composants
• Temps au-dessus du liquidus (TAL) : 40–90 secondes
• Température de pointe : 235–245 °C (sans plomb) ou 210–225 °C (avec plomb)

4. Zone de refroidissement (Cooling) – 245 °C → 25 °C

• Refroidissement contrôlé à max. 4 °C par seconde
• La soudure se solidifie et forme une structure cristalline
• Un refroidissement trop rapide peut provoquer des fissures

Dans la fabrication électronique moderne, il existe deux alliages de soudure :

Propriété	Avec plomb (SnPb)	Sans plomb (SAC305)
Alliage	Sn63/Pb37	Sn96,5/Ag3,0/Cu0,5
Point de fusion	183 °C	217–220 °C
Température de pointe	210–225 °C	235–245 °C
Mouillage	Très bon	Bon
Taux de défauts	Plus faible	Plus élevé (Tombstoning, Voids)
Réglementation	Restreint par RoHS	Conforme RoHS
Utilisation	Militaire, médical (exceptions)	Standard (obligation CE)

En Europe, la directive RoHS est en vigueur depuis 2006 – le brasage sans plomb est la norme. Des exceptions existent pour les technologies médicales, militaires et certaines applications à haute fiabilité.

• Tombstoning : Les petits composants passifs se dressent verticalement → Cause : layout asymétrique ou pâte à braser inégale
• Ponts de soudure : Courts-circuits entre pads adjacents → Cause : trop de pâte à braser ou espacement trop faible entre les pads
• Soudures froides : Surface mate et granuleuse → Cause : température de pointe trop basse ou TAL trop court
• Voids (cavités) : Cavités dans le joint de soudure → Cause : dégazage, vitesse de montée en température trop rapide
• Déformation (Warpage) : La carte ou le boîtier BGA se déforme → Cause : chauffage inégal
• Head-in-Pillow : La bille BGA ne fusionne pas avec la pâte à braser → Cause : déformation + surfaces oxydées

Grâce à un profil de refusion optimisé, un entretien régulier du four et un contrôle SPI précis, ces défauts peuvent être évités de manière fiable.

Les prestataires EMS modernes utilisent des fours de refusion sous atmosphère d'azote. Cela empêche l'oxydation et améliore le mouillage – particulièrement important pour le brasage sans plomb.

• Profils individuels : Chaque produit reçoit un profil de température sur mesure
• Enregistrement du profil : La documentation complète de chaque passage au four garantit la traçabilité
• SPI avant le four : L'inspection 3D de la pâte à braser garantit que seules les cartes correctement enduites entrent dans le four
• AOI après le four : Chaque joint de soudure est automatiquement inspecté optiquement

Lors du choix de votre partenaire de fabrication, assurez-vous que ces mesures de qualité sont mises en œuvre en standard.