Passage du Sn63/Pb37 au soudage manuel SAC305 : 8 modifications apportées au processus et à l'inspection

Réponse rapide : qu’est-ce qui doit changer ?

Un passage contrôlé de Sn63/Pb37-à SAC305 devrait répondre à huit domaines :

1. confirmer les exigences en matière d'alliage, de système de flux et de produit ;
2. améliorer le transfert de chaleur avant d'augmenter la consigne ;
3. faire correspondre l'activité du flux et les exigences en matière de résidus au processus ;
4. valider la séquence de brasage manuel-sur des joints représentatifs ;
5. inspecter le mouillage et la géométrie plutôt que la luminosité seule ;
6. résoudre les défauts grâce à des preuves de matériaux et de processus ;
7. contrôler les matériaux avec et sans plomb dans les installations à usage mixte ;
8. qualifier l’opérateur et documenter la fenêtre de processus approuvée.

Une méthode qui fonctionne sur un petit coupon de formation peut ne pas fonctionner sur un PCB multicouche, une borne connectée à la terre-ou un connecteur lourd. La géométrie des joints et la construction des panneaux doivent être incluses dans la validation.

Soudure manuelle Sn63/Pb37 vs SAC305

L'alliage ne représente qu'une partie du processus. Les rôles de l'étain, de l'argent, du cuivre et d'autres ajouts sont abordés dans le guide decomposants en alliage à souder.

Ne confondez pas quatre valeurs de température différentes

L'affichage de la station ne constitue donc pas une mesure de processus complète. Un point de consigne élevé avec une pointe oxydée étroite peut transférer moins de chaleur utile qu'un point de consigne inférieur avec une pointe propre qui entre efficacement en contact avec les deux surfaces.

1. Confirmez les exigences en matière d'alliage, de flux et de produit

Commencez par le dessin, la nomenclature, les spécifications du client et les instructions de travail approuvées. L'étiquette « sans plomb - n'identifie pas un processus universel. Le SAC305, l'étain-cuivre, le SAC à faible teneur en-argent et les alliages contenant du bismuth-ont des compositions et des considérations de fonctionnement différentes.

LeInformations RoHS officielles de la Commission européennedécrit les restrictions sur les substances dangereuses dans les équipements électriques et électroniques couverts. RoHS comprend des règles de portée, des exclusions et des exemptions, de sorte que la décision de conformité doit être prise pour le produit et le marché spécifiques.

Enregistrez les éléments suivants avant d'établir le processus de-soudage manuel :

• alliage d'assemblage d'origine et alliage de retouche autorisé ;
• soudure-diamètre du fil et flux-identification du noyau ;
• Finition de surface du PCB et finition de terminaison des composants ;
• classification des résidus et exigences de nettoyage ;
• les exigences des clients, réglementaires et de fiabilité ;
• règles de séparation des postes de travail et du matériel-.

L'article sur leclassification de la soudurefournit un contexte supplémentaire sur les formes de soudure et les familles d'alliages. Les produits en fil et en barre appropriés peuvent être examinés dans leGamme de fils à souder et de barres à souder YIHMA.

2. Améliorez le transfert de chaleur avant d'augmenter le point de consigne

Un mouillage lent ne signifie pas automatiquement que le réglage de la station est trop bas. La chaleur doit se déplacer du radiateur à travers la pointe et dans les deux surfaces à joindre. La zone de contact, la masse de la pointe, la récupération thermique et la répartition du cuivre sur la carte affectent tous ce transfert.

Sélectionnez une pointe qui touche les deux surfaces

Une pointe conique très fine peut permettre l'accès, mais sa petite zone de contact peut ralentir la chauffe d'une grande borne ou d'un plot connecté à la terre-. Un burin ou une pointe biseautée peut transférer la chaleur plus efficacement lorsqu'il peut entrer en contact avec le tampon et la terminaison sans toucher les éléments adjacents.

Utilisez la plus grande surface de contact pratique qui correspond aux limites de joint et de jeu. Le but n’est pas de sélectionner le plus gros pourboire disponible ; il s'agit de créer un contact stable sans endommager les composants à proximité ou le masque de soudure.

Vérifier la récupération, l'étalonnage et l'état de la pointe

Un embout oxydé ou mal ajusté peut afficher la température de ralenti attendue tout en transférant mal la chaleur. Examinez l'oxydation de la pointe, l'état du chauffage et du capteur, l'état de l'étalonnage, l'ajustement de la pointe au-chauffage, la récupération thermique et la charge créée par l'assemblage.

Gardez la surface de travail propre et protégée par une fine couche de soudure. L'augmentation répétée de la température de ralenti peut accélérer la dégradation des pointes et rendre les problèmes de récupération plus difficiles à diagnostiquer.

Envisagez un préchauffage contrôlé

Les grands plans en cuivre, les blindages, les cartes à noyau métallique-et les connecteurs lourds peuvent éliminer la chaleur plus rapidement qu'un petit outil manuel ne la fournit. Un préchauffage contrôlé peut réduire la différence de température entre le joint cible et le reste de la carte, mais il doit rester dans les limites documentées du PCB, des composants, des adhésifs et des joints précédents.

Les principes généraux de manipulation et les précautions de processus sont couverts dans le guide pourprocessus et précautions d'application de soudure.

3. Faites correspondre l'activité de flux au processus

Le flux favorise l'élimination et le mouillage de l'oxyde pendant la fenêtre de chauffage disponible. Il ne peut pas compenser indéfiniment un tampon froid, un mauvais contact de la pointe, une contamination grave ou une combinaison d'alliage-et-de finition inadaptée.

Confirmez que le fil fourré-est adapté à l'alliage sélectionné, aux finitions du métal de base-, aux besoins en résidus, à la méthode de nettoyage et aux conditions de processus attendues. Lorsqu'un flux séparé est autorisé pour la reprise, sa composition chimique et sa quantité doivent être contrôlées plutôt que ajoutées jusqu'à ce que le joint semble couler.

Avant d'ajouter du flux supplémentaire, vérifiez :

• propreté et géométrie de la pointe ;
• état du tampon et de la terminaison ;
• alliage et flux-identité de base ;
• zone de contact et récupération de la station ;
• masse thermique du panneau ;
• les règles approuvées en matière de résidus et de nettoyage.

Les facteurs de sélection plus larges sont expliqués dans l'article surchoisir le bon flux de soudure. Un flux externe excessif peut se propager au-delà de la zone chauffée, laisser des résidus incomplètement traités et masquer la véritable cause d'un mauvais mouillage.

4. Validez la façon dont un joint SAC305 fiable est formé

La soudure doit mouiller les surfaces chauffées. Il ne doit pas être entièrement fondu sur le fer et transporté vers un tampon froid et du plomb.

Séquence de formation des joints-recommandée

1. Inspectez le joint.Confirmez que le socle, la terminaison et la zone environnante sont propres et intacts.
2. Préparez la pointe.Utilisez une surface de contact propre et correctement étamée.
3. Contactez le pad et la terminaison.Positionnez la pointe de manière à ce que la chaleur atteigne les deux surfaces.
4. Alimentez la soudure au niveau du joint.Appliquez le fil là où les surfaces chauffées se rencontrent au lieu de déposer tout le volume de soudure sur la panne.
5. Observez le mouillage.Confirmez que la soudure s'étend sur les surfaces requises.
6. Retirez d'abord le fil.Arrêtez d'ajouter de l'alliage lorsque le volume requis est présent.
7. Retirez le fer.Évitez tout chauffage inutile après la formation du joint.
8. Gardez l'assemblage immobile.Empêchez tout mouvement pendant que la soudure se solidifie.
9. Inspecter après refroidissement.Évaluer le mouillage, la géométrie, les dommages et les résidus.

Comment établir la fenêtre de processus

Validez la méthode sur des joints représentatifs plutôt que de sélectionner un paramètre universel dans un tableau générique.

1. identifier le joint probablement le plus froid ou le plus exigeant thermiquement ;
2. enregistrer la station, la géométrie de la pointe, le fil, le flux et la révision de l'assemblage ;
3. partir des instructions relatives à l'équipement et au matériel plutôt que du maximum de la station ;
4. observer si les deux surfaces atteignent un état mouillable sans temps de contact excessif ;
5. inspecter le stratifié à proximité, le masque de soudure et les composants pour déceler tout dommage thermique ;
6. répéter le processus sur plusieurs articulations et opérateurs représentatifs ;
7. définir la configuration de l'équipement acceptée, les critères d'inspection et la règle d'escalade dans l'instruction de travail.

Un aperçu de la classification des applications de brasage courantes est disponible dans le guide pourmatériaux et caractéristiques de brasage-tendre.

5. Inspectez le mouillage et la géométrie, pas seulement la luminosité

Les opérateurs formés au Sn63/Pb37 s'attendent souvent à ce que chaque joint acceptable soit brillant et lisse. Les joints SAC305 peuvent paraître moins brillants ou plus mats après solidification. Une surface mate à elle seule ne prouve pas un joint froid.

Cependant, « mat » ne doit pas être utilisé pour excuser un joint visiblement perturbé, fissuré, incomplètement mouillé ou contaminé. Vérifiez si la soudure :

• mouille le tampon requis et la terminaison des composants ;
• forme le congé requis ou le remplissage de-trous ;
• reste dans la zone commune prévue ;
• évite les ponts, les fissures et les surfaces perturbées ;
• ne laisse pas les surfaces requises exposées ou non mouillées ;
• n'endommage pas le tampon, le stratifié ou le composant.

Sortie officielle par IPC de J-STD-001J et IPC-A-610Jexplique que les normes couvrent les contrôles du processus d'assemblage, les matériaux et les critères d'acceptation après-assemblage. Utilisez les révisions et la classe de produit requises par le client ou le système qualité interne plutôt que la règle informelle « brillant est bon ».

6. Dépanner les fils courants-main libre-défauts de soudure

L’alliage doit rester une entrée de diagnostic plutôt que la cause profonde automatique. Des contrôles plus larges des matériaux et des processus sont décrits dansméthodes d'évaluation des performances de soudure.

7. Contrôler les matériaux avec et sans plomb dans les installations à usage mixte-

Une installation qui traite les deux familles d’alliages doit être en mesure d’identifier le matériau utilisé à chaque poste de travail et sur chaque produit. Le simple fait d'observer qu'un joint en alliage mixte-fond et semble normal ne garantit pas que la reprise est approuvée.

Au minimum, identifiez les bobines de fil à souder-, le stockage des pannes, les outils manuels, les matériaux de reprise, les conteneurs de déchets et les instructions de travail. Enregistrez l'alliage d'assemblage d'origine, l'alliage de reprise, l'emplacement du joint, l'opérateur, le résultat de l'inspection et la disposition lorsque la traçabilité est requise.

La retouche des alliages mixtes-peut modifier la composition résultante et le comportement de fusion. Son acceptabilité doit provenir de la spécification du produit, de l'exigence du client ou d'une procédure de retouche approuvée-et non d'une règle de mélange universelle.

8. Qualifier les opérateurs et documenter le processus approuvé

Une formation sans plomb-doit vérifier bien plus que la capacité à créer un joint visuellement acceptable sur un coupon simple. La qualification doit représenter les exigences d'assemblage et de fabrication auxquelles l'opérateur sera confronté.

Une évaluation pratique utile peut inclure :

• un petit fil à montage en surface- ;
• un coussin ou un terminal thermique plus grand ;
• une connexion traversante plaquée- ;
• un joint connecté à la terre ;
• un joint à proximité d'un-composant sensible à la chaleur.

L'opérateur doit démontrer l'identification correcte de l'alliage et du flux, la sélection des pannes, l'entretien des pannes, le chauffage simultané des surfaces, l'alimentation contrôlée en soudure, la reconnaissance du mouillage, l'évitement d'un séjour excessif, l'identification des défauts et le respect des règles de ségrégation.

Documentez la révision de l'assemblage, la station, la panne, le fil de soudure, le flux, les exemples de joints acceptés, les conditions interdites, la base d'inspection, l'opérateur et la date d'approbation. Pour les produits à haute-fiabilité, la qualification doit rester liée au processus contrôlé et à la classe de produits requise plutôt que d'être traitée comme une autorisation générique permanente.

Scénario de basculement illustratif

Le scénario suivant illustre le processus d'examen et ne représente pas les résultats de production mesurés.

Un ensemble de connecteurs passe du fil Sn63/Pb37 au SAC305. Les opérateurs signalent un mouillage plus lent et réagissent en augmentant plusieurs points de consigne de la station. Certains joints restent incomplètement mouillés, tandis que d’autres tampons présentent des signes d’échauffement excessif.

L'examen révèle qu'une pointe étroite n'entre en contact qu'avec un seul côté du terminal lourd et perd de la température sous charge. L'équipe de processus sélectionne une pointe qui entre en contact plus efficacement avec la borne et la pastille, vérifie le fil central de flux-, vérifie la récupération de la station, évalue le préchauffage contrôlé et crée des échantillons de joint acceptés pour inspection.

Un deuxième problème apparaît lors du travail sur les-trous : le congé du côté supérieur-semble acceptable, mais le fût thermiquement connecté ne se remplit pas de manière cohérente. Ce joint est ajouté à l'échantillon de qualification car l'apparence visuelle d'un côté ne représente pas la connexion complète.

Le résultat utile est une méthode de configuration et d'inspection documentée pour l'assemblage réel -et non un numéro de température universel.

SAC305 -Liste de contrôle de changement de soudure

• confirmer les exigences du produit et du marché ;
• enregistrer l'alliage d'origine et l'alliage de retouche autorisé ;
• identifier le fil de soudure, le diamètre et le noyau de flux ;
• vérifier les finitions des PCB et des composants ;
• sélectionnez une pointe qui entre en contact efficacement avec l'articulation représentative ;
• vérifier l'étalonnage de la station, la récupération et l'état de la pointe ;
• décider si un préchauffage contrôlé est nécessaire ;
• valider la mise en place sur des joints thermiquement exigeants ;
• définir des exemples d'assemblages acceptables et défectueux ;
• contrôler les matériaux et outils avec et sans plomb ;
• qualifier les opérateurs sur des connexions représentatives ;
• approuver les instructions de travail et les limites de reprise ;
• vérifier les résultats grâce aux inspections et aux tests requis.

Pour une introduction plus large aux matériaux de soudure, voirqu'est-ce que la soudure à l'étain. Les options d'alliage et de fil pertinentes peuvent également être examinées dans leCatégorie de soudure à l'étain YIHMA.

Conclusion

Le passage du soudage manuel Sn63/Pb37 au SAC305 doit être géré comme un changement de matériau, de processus, d'inspection et de formation. Commencez par confirmer les exigences de l’alliage et du produit, puis établissez le transfert de chaleur, le contrôle du flux et la formation des joints sur l’assemblage réel.

La configuration la plus puissante n’est pas celle avec la température affichée la plus élevée. Il s’agit d’un processus documenté qui crée à plusieurs reprises des joints acceptables sans dommages thermiques inutiles.

Pour les recommandations d'alliage, de fil, de flux et d'application basées sur le PCB, la géométrie du joint et les exigences de fiabilité, soumettez les détails du processus via lePage de demande de renseignements YIHMA.