Si vous travaillez dans le domaine du CMS depuis suffisamment longtemps, vous le verrez : de minuscules “poivrons” de soudure autour des puces, ou une grosse petite perle qui semble posséder l'endroit. L'AOI le signale, l'assurance qualité devient nerveuse et la file d'attente pour les retouches commence à ressembler à un embouteillage.
Dans ce billet, je vais rester pragmatique. Nous parlerons perles de soudure et bille de soudure, Il est possible d'en savoir plus sur les effets de la pollution sur la santé, sur les raisons de leur apparition et sur la manière de les réduire sans transformer votre ligne en un projet de foire scientifique.
Un bref contexte de notre côté : Meraif construit lignes SMT clés en main-De la conception à l'installation, en passant par la mise au point et la formation, nous constatons ces défauts sur les lignes NPI à forte mixité et sur les lignes de production de masse à grande vitesse.
Perlage de la brasure ou billage de la brasure dans la refusion SMT
Le perlage et la bille de soudure se ressemblent à première vue, mais la “signature” est différente :
- Perles de soudure: souvent à l'extrémité d'une puce (pensez à 0402/0603), en quelque sorte “garée” près du corps du composant.
- Boule de soudureLes résultats de l'étude sont les suivants : plus de dispersion aléatoire - de petites sphères sur le masque, entre les tampons, roulant parfois dans des endroits risqués.
Si vous les mélangez, vous vous trompez de bouton. Première règle donc : classer par lieu + modèle, et pas seulement “c'est une balle”.”
Volume excessif de pâte à braser
Cette dernière cause plus de douleur que la plupart des gens ne veulent l'admettre.
Volume de dépôt de pâte à braser
Lorsque le volume de pâte est trop élevé, le surplus de pâte doit aller quelque part. Lors de la mise en place, elle est comprimée. Pendant la refusion, elle peut se briser et former des perles/boules.
Ce que vous faites sur la ligne :
- Utilisation SPI de surveiller l'évolution du volume des dépôts, et pas seulement la réussite ou l'échec.
- Resserrez votre lingette pour pochoir cadence lorsque l'humidité ou l'âge de la pâte changent.
- Si votre conception le permet, réduisez le dépôt sur les extrémités de la puce (nous reviendrons plus tard sur le pochoir).
En réalité, si votre SPI est hors ligne ou si vous ne lui faites pas confiance, vous conduisez la nuit sans phares.
Force de placement et enregistrement des impressions
La plupart des “coups mystérieux” ne sont pas des coups mystérieux. C'est généralement impression + placement l'empilage.
Force de placement (hauteur Z) et pression de collage
Une force de placement trop importante (ou une hauteur Z incorrecte) fait sortir la pâte de dessous la pièce. Ensuite, la refusion transforme cette trace de pâte en sphères de soudure.
Enregistrement de l'impression et alignement du pochoir
Si votre impression est légèrement décalée, vous risquez de déposer de la pâte sur le masque de soudure. Cette pâte adore se transformer en petites boules par la suite.
Des solutions rapides qui fonctionnent réellement :
- Vérifier recette de placement (hauteur Z, force de placement, temps de contact).
- Vérifier alignement du pochoir sur la carte et le support de la carte (vide sous le pochoir, broches d'outillage, blocs de support).
- Surveillez les problèmes d'indexation du chargeur ou l'usure de la buse qui crée des micro-décalages.
Si votre ligne est à grande vitesse, une minuscule dérive de placement se transforme rapidement en un grand nombre de défauts. C'est là que la stabilité de la mécanique est importante.
Profil de refusion Taux de montée en puissance
Taux de montée en puissance (°C/s)
Une rampe trop lente peut laisser la pâte s'affaisser et se déplacer avant qu'elle ne soit complètement mouillée, en particulier près des petits copeaux. De nombreuses usines commencent par régler la rampe dans une fenêtre contrôlée (une plage de départ courante que vous entendrez se situe autour de 1,5-2,5°C/s, puis ajuster en fonction de la fiche technique de la pâte et de la masse thermique de la carte).
Ce que je ferais dans un vrai magasin :
- Profil avec un profileur thermique (ne pas deviner à partir des points de consigne du four).
- Comparez le profil d'un “golden board” à celui d'aujourd'hui.
- Si vous avez changé l'épaisseur de la plaque ou la coulée de cuivre, revérifiez le profil. Cela a beaucoup d'importance.
Préchauffage et dégazage de solvants
Zone de préchauffage / trempage
Lorsque le préchauffage est mal effectué, les solvants peuvent dégazer de manière irrégulière. Cela peut créer éclaboussures de pâte et laissent des billes de soudure.
Conseils de composition :
- Maintenir le préchauffage stable d'un couloir à l'autre (si vous utilisez deux couloirs).
- Ne précipitez pas la rampe au point que la partie supérieure cuit tandis que la partie inférieure reste froide.
- Si vous voyez des pointes de balles aléatoires les jours de pluie... oui, continuez à lire.
Réduction de l'ouverture du pochoir et épaisseur du pochoir
Il s'agit de votre “bouton de contrôle physique”.”
10% Réduction de l'ouverture pour les composants à puce
Une tactique courante pour lutter contre le bourrage : réduire l'ouverture du pochoir aux extrémités de la puce (souvent autour de Réduction 10% comme point de départ), afin de ne pas surcharger la soudure au niveau de la terminaison du composant.
Épaisseur du pochoir et rapport de surface
Si le pochoir est trop épais pour un travail à pas fin, vous aurez du mal à faire sortir la pâte et à l'étaler. Si le pochoir est trop fin, les joints sont affamés. Vous êtes à la recherche d'une fenêtre de processus raisonnable.
Version argotique de l'atelier :
Le pochoir est votre “budget pâte”. Dépensez-le intelligemment.
Contrôle de l'humidité et cuisson à la planche
L'humidité rend tout plus bizarre.
Humidité, absorption d'humidité et formation de boules aléatoires
Les cartes, les composants et même la manipulation de la pâte peuvent absorber de l'humidité. Lors de la refusion, l'humidité se dilate et peut contribuer aux éclaboussures et à un comportement étrange de la soudure.
Actions pratiques :
- Utiliser un stockage à sec (armoire sèche ESD si nécessaire).
- Suivre les règles MSL pour les colis sensibles.
- Envisagez la cuisson lorsque vous constatez des signatures d'humidité (mais faites-le en vous basant sur des données et non sur des superstitions).
C'est l'une des raisons pour lesquelles les usines à forte mixité sont plus durement touchées : les matériaux restent sur place, puis sont soudainement épuisés.
Critères d'acceptation des billes de soudure IPC-A-610
Toutes les boules de soudure ne sont pas synonymes de rebut. Mais il faut une règle sur laquelle tout le monde est d'accord.
Critères d'acceptation et habilitation électrique
Pensée commune à la CIP (simplifiée) :
- Objectif : pas de billes de soudure détachées.
- Acceptable dans certains cas si les billes sont piégées dans les résidus/le revêtement et ne violent pas l'espace libre.
- Défaut si les billes peuvent se déplacer ou si l'espacement électrique minimal n'est pas respecté.
Si vous ne définissez pas ce point, les opérateurs se disputeront toute la journée et votre client demandera toujours un 8D.
Tableau de preuves : Cause première → Action → Source
| Point de contrôle des défauts (argument) | Ce qui se passe réellement | Ce que vous changez sur la ligne | Source / base |
|---|---|---|---|
| Volume excessif de pâte à braser | Trop de pâte est pressée ou migre | Contrôle de volume SPI, discipline de nettoyage du pochoir, réglage de l'ouverture | Meilleures pratiques en matière d'ingénierie des procédés + logique de collage des fiches techniques |
| Force de placement et enregistrement de l'impression | La hauteur en Z/la force pousse la pâte vers l'extérieur ; une erreur d'impression place la pâte sur le masque | Revérifier la recette de placement, le support de la carte, l'alignement de l'impression | Expérience en débogage de ligne SMT (NPI + production de masse) |
| Vitesse de montée en puissance du profil de refusion | La rampe lente permet l'affaissement/migration avant le mouillage | Profil avec profileur thermique, réglage de la rampe/du trempage | Guide commun OEM/fournisseur de pâte + pratique de profilage |
| Préchauffage et dégazage de solvants | Un dégazage inégal peut provoquer des éclaboussures et des boules. | Stabiliser le préchauffage, valider le trempage, réduire la dérive journalière | Discipline de profilage de la refusion |
| Réduction de l'ouverture et de l'épaisseur du pochoir | Le contrôle des dépôts réduit la formation de perles à proximité des copeaux | Point de départ de la réduction de l'ouverture ~10%, épaisseur adaptée au pas | Pratique de la conception de pochoirs (motifs anti-perles de copeaux) |
| Contrôle de l'humidité et cuisson des planches | L'expansion de l'humidité augmente le comportement aléatoire | Stockage à sec, contrôles de la LMS, cuisson avec des éléments de preuve | Meilleures pratiques en matière de manutention |
| Critères d'acceptation des billes de soudure IPC-A-610 | Nécessité d'un jugement cohérent et de règles d'autorisation | Définir la notion d“”acceptation ou de défaut" dans votre POS | Cadre normatif industriel IPC-A-610 |
Graisse SMT pour l'entretien des chargeurs et des machines
Cette partie est ignorée, mais elle est réelle : la stabilité mécanique influe sur la stabilité du placement, et la stabilité de la mise en place affecte l'écrasement de la pâte.
Sur notre site, nous l'appelons "straight" : La graisse SMT pour l'alimentation et l'entretien des machines réduit l'usure, améliore la fluidité des mouvements et assure des performances stables sur de longues périodes de production..
Lorsque les margeurs commencent à traîner ou qu'un mécanisme ne se déplace pas “en douceur”, le placement peut se décaler, le contact avec la buse peut devenir incohérent et vous verrez davantage de pâtes s'étaler. Il ne s'agit pas de magie, mais simplement de friction et de dérive.
Si vous vous procurez de la graisse comme article consommable, vous pouvez vérifier notre Catégorie de graisse SMT ici :
https://pickandplacemachine.com/smt-grease/
(Et oui, nous prenons en charge les commandes en gros et les fournitures de type OEM/ODM pour les consommables et les pièces détachées, car de nombreux clients ne souhaitent pas requalifier leurs fournisseurs tous les mois).
Un flux de dépannage pratique pour la ligne
Voici comment je le ferais fonctionner dans une véritable usine : rapidement, sans drame :
- SPI d'abord: tendance du volume, tendance de l'offset, libération de la pâte.
- Imprimeur suivantpression de la raclette, essuyage du pochoir, contamination de la face inférieure.
- Placement: Hauteur/force Z, état de la buse, répétabilité de l'alimentation, support de la carte.
- Profil de refusionMesures : mesure avec le profileur, comparaison avec la série d'or, vérification de la stabilité de la rampe, du trempage et de l'alcalinité.
- Matériaux et environnementhumidité, exposition au MSL, discipline de stockage.
En faisant cela, vous empêcherez les “random balling” de vivre sans loyer dans votre ligne.
Solutions clés en main pour les lignes SMT
Si vous construisez une nouvelle ligne SMT ou si vous en avez assez de régler les problèmes les uns après les autres, le plus grand avantage réside dans le contrôle de bout en bout : imprimante + pick-and-place + Refusion + AOI/SPI + Nettoyage + Manipulation, le tout réglé comme un seul et même système. C'est en gros ce que fait Meraif en tant qu'entreprise de services informatiques. Fournisseur de solutions clés en main pour les installations SMT, y compris la conception de la ligne, l'intégration, l'étalonnage et la formation.
Le perlage et la formation de boules ne sont pas seulement des défauts. Ce sont des signaux. Lorsque vous détectez ces signaux à temps, vous protégez le rendement du premier passage et vous empêchez le calendrier d'expédition de déraper... c'est important, n'est-ce pas ?.
