5 juillet 2024

Quelle est la différence entre le brasage à la vague et le brasage par refusion

La soudure est une étape cruciale dans l’assemblage des circuits imprimés (PCB). C'est le processus qui maintient tout ensemble. Sans soudure, les composants électroniques ne resteraient pas attachés à la carte, ce qui rend la soudure essentielle au fonctionnement et à la fiabilité des appareils électroniques.

Il existe deux méthodes principales de soudure Fabrication de PCB: brasage à la vague et brasage par refusion. Chaque méthode a son processus, ses avantages et ses applications uniques. Comprendre les différences entre ces deux méthodes est essentiel pour toute personne impliquée dans l'assemblage de PCB.

Le brasage à la vague est généralement utilisé pour les composants traversants, tandis que le brasage par refusion est utilisé pour les composants montés en surface. Chaque méthode implique des équipements et des processus différents, qui peuvent affecter la qualité, le coût et l'efficacité du produit final.

Dans cet article, nous explorerons les spécificités du brasage à la vague et par refusion et comparerons leurs processus, leurs avantages et leurs cas d'utilisation idéaux. À la fin, vous comprendrez clairement quelle méthode de soudage convient le mieux à votre Assemblage de circuits imprimés besoins.

PCB verts sur convoyeur pour le brasage à la vague

Qu’est-ce que le brasage à la vague ?

La soudure à la vague est fondamentale pour l'assemblage de cartes de circuits imprimés (PCB). Il est particulièrement efficace pour fixer des composants traversants. Le processus tire son nom de la vague de soudure fondue utilisée pour former les connexions. 

Examinons plus en détail le fonctionnement du brasage à la vague, l'équipement impliqué, ainsi que ses avantages et ses inconvénients.

Définition et processus de base

Le brasage à la vague consiste à déplacer un PCB sur une vague de soudure fondue. Une pompe dans un réservoir crée et entretient cette vague. Lorsque le PCB traverse la vague, la soudure adhère aux zones métalliques exposées de la carte, formant ainsi des connexions électriques solides. Cette méthode est très efficace et bien adaptée à la production à grande échelle.

Processus étape par étape

Comprendre le processus de brasage à la vague peut vous aider à comprendre pourquoi il est privilégié pour certains types d'assemblage de PCB. Voici les principales étapes impliquées :

Application de flux

La première étape consiste à appliquer le flux. Flux est un agent de nettoyage chimique qui élimine les oxydes des surfaces métalliques. Cette étape est cruciale car elle garantit une surface propre sur laquelle la soudure peut se lier. Le flux peut être appliqué par pulvérisation ou par moussage.

Préchauffage

Ensuite, le PCB subit une étape de préchauffage. Le but du préchauffage est d'augmenter progressivement la température du PCB. Cela permet d'éviter les chocs thermiques lorsque la carte entre en contact avec la vague de soudure chaude. Le préchauffage active également le flux, le rendant plus efficace.

Contact vague

Après préchauffage, le PCB passe à l'étape de contact d'onde. Ici, la carte passe sur une vague de soudure fondue maintenue à une température et une hauteur constantes. Lors du passage du PCB, la vague de soudure touche les fils des composants, formant des joints de soudure. Cette étape est rapide et garantit que toutes les connexions sont correctement soudées.

Refroidissement

La dernière étape est le refroidissement. Une fois que le PCB a traversé la vague de soudure, il doit refroidir. Le refroidissement solidifie les joints de soudure, fixant ainsi les composants en place. Cela peut être fait à l’aide d’incroyables jets d’air ou de jets d’eau. Un refroidissement adéquat est essentiel pour éviter le stress thermique et garantir des joints solides.

Pour plus de détails sur l'assemblage traversant, visitez Assemblée de carte PCB de l'IoT 5G.

Avantages et inconvénients

Le brasage à la vague présente plusieurs avantages et quelques inconvénients à prendre en compte :

Avantages:

  • Convient aux composants traversants : Idéal pour les composants qui traversent le PCB.
  • Efficace pour la production de masse : Peut gérer rapidement de grands volumes de PCB.
  • Même dépôt de soudure : Fournit des joints de soudure cohérents et uniformes.

Les inconvénients:

  • Ne convient pas aux composants montés en surface : Idéal pour les composants traversants, pas pour le montage en surface.
  • Sensible au contrôle de la température : Nécessite une gestion précise de la température pour éviter les défauts.
PCB sur un convoyeur dans un processus de fabrication

Qu’est-ce que le soudage par refusion ?

Le brasage par refusion est célèbre pour l'assemblage de cartes de circuits imprimés (PCB), en particulier pour les composants de technologie de montage en surface (SMT). Ce processus implique l'utilisation de pâte à souder et de chaleur pour former des joints de soudure fiables. 

Explorons le fonctionnement du brasage par refusion, l'équipement impliqué, ainsi que ses avantages et ses inconvénients.

Définition et processus de base

La soudure par refusion est utilisée pour fixer des composants montés en surface sur un PCB. Le processus commence par appliquer de la pâte à souder sur les plots du PCB, placer les composants sur la pâte, puis chauffer l'ensemble de l'assemblage dans un four de refusion. Cela fait fondre la pâte à souder et forme des joints solides en refroidissant.

Processus étape par étape

Voici un aperçu détaillé du processus de brasage par refusion :

Coller l'impression

La première étape du brasage par refusion est l’impression de pâte. La pâte à souder, un mélange de soudure en poudre et de flux, est appliquée sur les plages du PCB à l'aide d'un pochoir. Cela garantit que la pâte n'est appliquée que là où cela est nécessaire, en fournissant une quantité précise pour chaque connexion.

Placement des composants

Ensuite, les composants sont placés sur le PCB. Cela se fait à l'aide d'une machine pick-and-place qui positionne avec précision chaque composant sur la pâte à souder. La pâte maintient les composants en place jusqu'à ce qu'ils soient soudés. En savoir plus sur Placement optimal des composants PCB.

Refusion

Une fois les composants placés, le PCB passe dans le four de refusion. Le four chauffe la planche de manière contrôlée, en suivant un profil de température spécifique. La pâte à souder fond, coule et se solidifie à mesure que la carte refroidit, créant ainsi des joints de soudure solides.

Inspection

La dernière étape est l’inspection. L’inspection post-refusion est cruciale pour garantir la qualité des joints de soudure. Les machines d'inspection optique automatisée (AOI) vérifient les défauts tels qu'une soudure insuffisante, des désactivations et des composants mal alignés.

Équipement utilisé

Le brasage par refusion nécessite plusieurs équipements clés pour effectuer chaque étape de manière efficace et précise. Voici un aperçu des principaux composants :

Imprimante de pâte à souder

L'imprimante de pâte à souder applique la pâte sur le PCB. Il utilise un pochoir pour garantir que la pâte est déposée avec précision sur chaque tampon, indispensable pour créer des connexions fiables. En savoir plus sur Pâte à souder : un guide complet pour la fabrication électronique.

Machine de sélection et de placement

La machine pick and place positionne les composants sur le PCB. Il utilise des bras robotiques précis pour ramasser les composants et les placer sur la pâte à souder, garantissant ainsi leur bon alignement.

Four de refusion

Le four de refusion chauffe le PCB pour faire fondre la pâte à souder. Il dispose de plusieurs zones de température pour chauffer et refroidir progressivement la carte, en suivant un profil spécifique pour garantir une soudure correcte sans endommager les composants.

Inspection post-refusion (AOI)

Inspection optique automatisée (AOI) les machines inspectent les joints de soudure après refusion. Ils utilisent des caméras et des logiciels de traitement d’images pour détecter les défauts, garantissant ainsi une soudure de haute qualité.

Avantages et inconvénients

Le brasage par refusion présente plusieurs avantages et quelques inconvénients. Voici un résumé :

Avantages:

  • Convient aux composants de montage en surface : Idéal pour les composants SMT, couramment utilisés dans l'électronique moderne.
  • Placement précis des composants : Garantit que les composants sont positionnés avec précision sur le PCB.
  • Mieux pour les composants à pas fin : Gère bien les petits composants à pas fin, ce qui le rend adapté aux cartes haute densité.

Les inconvénients:

  • Plus cher: L'équipement et le processus peuvent être plus coûteux que le brasage à la vague.
  • Pas idéal pour les composants traversants : Le brasage par refusion est principalement conçu pour les composants montés en surface, et non pour les pièces traversantes.
Comparaison entre le brasage à la vague et le brasage par refusion

Comparaison détaillée

Comprendre les différences entre le brasage à la vague et le brasage par refusion peut vous aider à choisir la meilleure méthode pour vos besoins d'assemblage de PCB. Examinons les aspects clés de chaque processus.

Différences de processus

Le brasage à la vague et le brasage par refusion suivent des procédures différentes pour obtenir des résultats similaires, comme la fixation de composants sur un PCB.

Étapes de brasage à la vague

  1. Application de flux : Un flux est appliqué sur le PCB pour nettoyer les surfaces métalliques.
  2. Préchauffage : Le PCB est chauffé pour éviter les chocs thermiques.
  3. Contact vague : Le PCB passe sur une vague de soudure fondue, formant les joints de soudure.
  4. Refroidissement: Les joints de soudure se solidifient à mesure que le PCB refroidit.

Étapes de soudure par refusion

  1. Impression en pâte : La pâte à souder est appliquée sur les plots du PCB à l'aide d'un pochoir.
  2. Placement des composants : Les composants sont placés sur la pâte à souder.
  3. Refusion : L'ensemble est chauffé dans un four de refusion, ce qui fait fondre la pâte à braser et forme des joints.
  4. Inspection: Les joints de soudure sont inspectés pour vérifier leur qualité et leurs défauts.

Pour un guide plus détaillé sur la fabrication de PCB, visitez Un guide complet du processus de fabrication des PCB.

Composants appropriés

Le type de composants avec lesquels vous travaillez déterminera souvent la meilleure méthode de soudage.

Composants traversants

  • Soudure à la vague : Idéal pour les composants traversants avec des fils qui traversent le PCB.
  • Soudure par refusion : Ne convient pas, car il est principalement conçu pour les composants montés en surface.

Composants à montage en surface

  • Soudure à la vague : Il n'est pas adapté, car il doit gérer efficacement les composants montés en surface.
  • Soudure par refusion : Parfait pour les composants montés en surface, permettant un placement précis et des joints fiables.

Vitesse et débit de production

Chaque méthode offre des vitesses et des efficacités différentes.

Haut débit de soudage à la vague

  • Le brasage à la vague est rapide et peut traiter simultanément de grands volumes de PCB, ce qui le rend idéal pour la production de masse.

Soudage par refusion plus lent et plus précis

  • Le brasage par refusion est plus lent en raison de son processus étape par étape. Cependant, il offre une plus grande précision, ce qui le rend adapté aux cartes complexes et à haute densité.

Taux de défauts et contrôle qualité

Des défauts peuvent survenir dans les deux méthodes, mais les types et les taux varient.

Défauts courants dans chaque méthode

  • Soudure à la vague : Sujet à des problèmes tels que les ponts de soudure, les ombres et la soudure insuffisante.
  • Soudure par refusion : Peut présenter des défauts tels que des chutes, des vides et un oreiller tête dans l'oreiller.

Méthodes d’inspection et de contrôle qualité

  • Soudure à la vague : Inspection visuelle et Tests en circuit (TIC) sont couramment utilisés.
  • Soudure par refusion : L'inspection optique automatisée (AOI) et les TIC sont utilisées pour garantir des joints de soudure de haute qualité.

Coût et efficacité

Le coût est un facteur important lors du choix d’une méthode de soudage.

Coûts d'équipement initiaux

  • Soudure à la vague : Coût initial généralement inférieur, ce qui en fait un bon choix pour la production en grand volume.
  • Soudure par refusion : Coût initial plus élevé en raison de la nécessité d’équipements précis comme des imprimantes à pâte et des fours de refusion.

Coûts opérationnels

  • Soudure à la vague : Souvent plus rentable pour les opérations à grande échelle.
  • Soudure par refusion : Des coûts opérationnels plus élevés, mais la précision et la qualité peuvent justifier les dépenses liées aux cartes complexes.

Consommation d'énergie

  • Soudure à la vague : Plus économe en énergie car la soudure reste fondue.
  • Soudure par refusion : Consomme plus d'énergie en raison des cycles de chauffage répétés, mais l'optimisation des profils peut réduire la consommation.

Le brasage à la vague et le brasage par refusion ont chacun leurs forces et leurs faiblesses. Le brasage à la vague est excellent en termes de rapidité et de rentabilité dans les productions à grande échelle, en particulier avec des composants traversants. 

Le brasage par refusion excelle en termes de précision et est idéal pour la technologie de montage en surface malgré son coût plus élevé et sa vitesse plus lente. 

Comprendre ces différences peut vous aider à sélectionner la meilleure méthode pour vos besoins d'assemblage de PCB.

PCB vert sous une loupe avec des outils

Applications et cas d'utilisation

Le choix entre le brasage à la vague et le brasage par refusion dépend des exigences spécifiques de votre projet. Chaque méthode excelle dans différents scénarios. Voyons quand utiliser chaque technique.

Quand utiliser la soudure à la vague

Le brasage à la vague est particulièrement efficace pour certains types de production et d’industries. Voici quelques applications idéales :

Mélange élevé, production de volume moyen

Le brasage à la vague est bien adapté aux projets impliquant divers PCB mais ne nécessitant pas de volumes de production extrêmement élevés. Il offre la flexibilité nécessaire à diverses gammes de produits tout en maintenant l’efficacité.

Electronique automobile

L'industrie automobile utilise souvent des composants traversants pour leur durabilité et leur fiabilité. Le brasage à la vague est parfait pour ces applications, garantissant des joints de soudure solides et cohérents capables de résister aux conditions exigeantes des environnements automobiles.

Tableaux de contrôle industriels

Les systèmes de contrôle industriels nécessitent des PCB robustes et fiables. Le brasage à la vague offre la durabilité nécessaire à ces composants, ce qui en fait une méthode privilégiée pour l'assemblage de cartes de commande industrielles devant fonctionner dans des conditions difficiles.

Quand utiliser le soudage par refusion

Le brasage par refusion est idéal pour les projets qui exigent de la précision et sont généralement impliqués dans les industries de haute technologie. Voici quelques cas d’utilisation principaux :

Electronique grand public

Les appareils électroniques grand public, tels que les smartphones, les tablettes et les appareils portables, nécessitent des connexions précises et fiables pour leurs composants montés en surface. La soudure par refusion est parfaite pour ces cartes haute densité à pas fin, garantissant une qualité et des performances élevées.

Cartes informatiques haute densité

En informatique, en particulier dans les serveurs et les systèmes informatiques hautes performances, les PCB comportent souvent une forte densité de composants. Le brasage par refusion excelle dans la gestion de ces assemblages complexes, offrant un placement précis et des joints de soudure solides pour les composants petits et rapprochés.

Cartes CMS double face

La soudure par refusion est essentielle pour le double face cartes de dispositifs à montage en surface (CMS). Il permet l'application précise de la pâte à souder et un chauffage soigneux, garantissant que les composants des deux côtés du PCB sont solidement fixés sans endommager la carte.

Pour les applications impliquant des PCB flexibles, voir Un guide pour les exigences de conception de PCB flexibles.

Le brasage à la vague et le brasage par refusion ont chacun des applications idéales. Le brasage à la vague est excellent pour les productions à volume élevé et moyen, l'électronique automobile et les cartes de commande industrielles. 

Le brasage par refusion, en revanche, est la méthode de prédilection pour l'électronique grand public, les cartes informatiques haute densité et les cartes CMS double face. 

En comprenant les points forts de chaque méthode, vous pouvez choisir le processus de soudage adapté à vos besoins spécifiques, garantissant ainsi des performances et une fiabilité optimales pour vos assemblages électroniques.

Personne-travaillant-sur-un-PCB-vert-dans-un-laboratoire

Conclusion

Choisir la méthode de soudure appropriée pour votre assemblage PCB est essentiel. Cela a un impact sur la qualité, le coût et l’efficacité de votre processus de production. Résumons les points clés et examinons les tendances futures de la technologie du soudage.

Résumé des points clés

Récapitulatif des différences

  • Soudure à la vague : Idéal pour les composants traversants, la production en grand volume et les coûts initiaux réduits. C’est efficace mais sensible au contrôle de la température.
  • Soudure par refusion : Idéal pour les composants montés en surface, offre une précision et convient aux cartes complexes à haute densité. C'est plus cher mais offre une meilleure qualité pour les composants délicats.

Importance de choisir la bonne méthode de soudage

La sélection de la méthode appropriée en fonction de vos besoins spécifiques garantit :

  • Joints de soudure fiables et robustes.
  • Production rentable.
  • Produits finis de haute qualité.
  • Utilisation efficace des ressources et du temps.

Chaque projet d'assemblage de PCB est unique. Consultez nos experts chez Globalwellpcba pour vous fournir des informations et des conseils précieux adaptés à vos besoins. Nous pouvons vous aider à naviguer dans les complexités de la technologie du soudage et à choisir la meilleure méthode pour votre application spécifique.

Merci pour la lecture!

Article rédigé par Alice Lee