Reconnaître et éviter les défauts de soudure courants

Malgré une fabrication automatisée, des défauts de soudure peuvent survenir. Les causes se trouvent généralement dans un ou plusieurs de ces domaines :

• Pâte à braser : Mauvaise quantité, mauvaise viscosité ou matériau périmé
• Profil de refusion : Température trop élevée/basse ou temps de rampe incorrect
• Layout : Pads asymétriques, thermal reliefs manquants
• Composants : Composants sensibles à l'humidité mal stockés

Symptôme : Connexion involontaire entre deux pads ou broches adjacents.

Causes :

• Trop de pâte à braser (ouverture du pochoir trop grande)
• Espacement insuffisant entre les pads
• Température de refusion incorrecte

Solution : Optimiser le design du pochoir, vérifier les espacements des pads (min. 0,2mm pour le fine-pitch), mettre en place une inspection SPI après l'application de la pâte à braser.

Symptôme : Un petit composant passif (0402, 0603) se dresse verticalement sur un pad – comme une pierre tombale.

Causes :

• Forces de mouillage inégales lors de la soudure
• Routage asymétrique des pistes vers les pads
• Surface de cuivre différente sous les pads

Solution : Layout symétrique, largeur de piste égale vers les deux pads, thermal reliefs sur les plans de masse.

Symptôme : Surface mate et granuleuse du joint de soudure au lieu de brillante. Connexion électrique mauvaise ou inexistante.

Causes :

• Température de refusion trop basse
• Temps trop court au-dessus de la température de liquidus
• Dissipation thermique par de grandes surfaces de cuivre (thermal reliefs manquants)
• Pads ou terminaisons de composants oxydés

Solution : Optimiser le profil de refusion, prévoir des thermal reliefs dans le layout, stocker correctement la pâte à braser et les composants.

Symptôme : Cavités (voids) dans le joint de soudure, particulièrement sous les composants BGA et QFN.

Causes :

• Dégazage de la pâte à braser ou du matériau de la carte
• Profil de refusion incorrect (chauffage trop rapide)
• Absorption d'humidité par le circuit imprimé

Solution : Soudure par refusion sous vide, optimiser le profil de préchauffage, stocker les cartes au sec, utiliser une atmosphère d'azote dans le four.

Les prestataires EMS modernes utilisent plusieurs méthodes d'inspection :

• SPI (Solder Paste Inspection) : Vérifie l'application de la pâte à braser AVANT le placement des composants
• AOI (Automated Optical Inspection) : Un système de caméras vérifie les joints de soudure, la position et la polarité des composants
• Inspection par rayons X : Pour les joints de soudure cachés (BGA, QFN) – voit ce que l'œil ne peut pas voir
• ICT (In-Circuit Test) : Test électrique de toutes les connexions

Chez SMTEC AG, l'inspection 3D-AOI est standard pour chaque assemblage – pour une qualité et une fiabilité maximales.