Trois mots : ils ne sont pas aléatoires.
Je vois toujours la même histoire d'adaptation dans les ateliers SMT : “C'est un problème de refusion”. Cette histoire est satisfaisante car elle pointe du doigt une seule machine et un seul ingénieur. Elle est également erronée, car les ponts de soudure sont généralement un problème de refusion. système une défaillance qui commence en amont, puis qui est amplifiée par le placement et la chaleur, et enfin qui est mal diagnostiquée par des mesures d'inspection qui semblent correctes sur une diapositive.
Parlons donc en adultes. Les ponts de soudure vous font perdre du rendement, du temps et la confiance de vos clients. Et si vous expédiez des shorts, vous ne prenez pas de risque. Vous rédigez de futurs documents de rappel.
La dure vérité sur les ponts de soudure (et pourquoi les managers détestent cette section)
Les ponts de soudure sont une catégorie de défauts qui punit le refus. Vous pouvez retravailler les ponts toute la journée, respecter les dates d'expédition et perdre malgré tout, car les retouches masquent la dérive du processus jusqu'à ce qu'elle atteigne son paroxysme et que vous ayez une mauvaise surprise lors du déverminage, des retours sur le terrain ou du contrôle qualité à l'arrivée du client.
Il faut voir comment les problèmes de “court-circuit” se manifestent lorsqu'ils sortent de l'usine. En août 2024, BMW a rappelé 720,796 La Commission européenne a publié un rapport sur l'état des véhicules aux États-Unis en raison d'un problème de court-circuit lié à l'étanchéité du connecteur de la pompe à eau, et le langage de l'autorité de réglementation est sans détour : eau + électricité + lacunes dans la conception/le processus = risque de court-circuit. Sous-système différent, même thème de défaillance : les petits défauts d'étanchéité/de processus se transforment en coûts massifs en aval. (Reuters)
Les dispositifs médicaux sont encore moins indulgents. La liste des rappels de la FDA pour 2023 comprend des actions liées à des ventilateurs pour les raisons suivantes cartes de circuits imprimés pour la gestion de la puissance et des rappels de ventilateurs distincts mentionnant les courts-circuits-Voilà à quoi ressemblent les “défauts électroniques” lorsque les autorités de régulation et les hôpitaux s'en mêlent. (Administration américaine des denrées alimentaires et des médicaments)
Si vous construisez du matériel à haute fiabilité, vous connaissez déjà ces vibrations. Le guide NEPP de la NASA sur les BGA consacre beaucoup de temps au choix des alliages de soudure et à la fiabilité sous contrainte thermomécanique, car une fois que l'on est dans le pas fin, on n'a plus le droit de “l'improviser”. (nepp.nasa.gov)
Ce que sont réellement les ponts de soudure (et pourquoi le “vert AOI” peut toujours être mauvais)
Un défaut de pont de soudure est soudure conductrice indésirable reliant deux nœuds électriques qui devraient rester isolés, La plupart du temps entre des plaquettes, des fils ou des terminaisons adjacents, créant un court-circuit ou un chemin de fuite qui peut se rompre immédiatement ou ultérieurement sous l'effet de la chaleur, des vibrations, des résidus de flux ou de l'humidité.
C'est là que le bât blesse : L'indice d'intérêt peut être “vert” alors que votre risque est “rouge”. Pourquoi ? Parce que les ponts peuvent être minces, partiellement masqués par les corps des composants ou intermittents - conducteurs sous charge, non visibles sous une caméra. Si vous n'associez pas l'AOI à des règles SPI saines (et que vous ne les appliquez pas), vous n'avez plus qu'à espérer.
Pourquoi les ponts de soudure se produisent-ils ? Suivre le défaut en amont
Voici mon parti pris, et je le défendrai : la plupart des ponts de soudure sont imprimés, L'impression est ensuite “terminée” par le placement et la refusion. Si vous voulez moins de ponts, arrêtez de considérer l'impression comme un acte d'échauffement.
Et oui, je vais dire tout haut ce qui est silencieux : si vous ne contrôlez pas l'efficacité du transfert d'impression et la variation du volume de pâte, vous ne contrôlez pas le pontage. Vous contrôlez les excuses.
1) L'impression au pochoir : la naissance des ponts
Causes courantes de pontage de soudure à l'impression :
- Volume de pâte trop important au pas fin (0,4 mm QFP, 0,5 mm QFN, 01005 passives).
- Une conception de l'ouverture qui ne tient pas compte de la réalitéLes problèmes d'espacement : pas de réductions, formes erronées, pas de “home-plate” sur les QFN, pas de stratégie d'espacement.
- Inadéquation de la rhéologie de la pâte: Une pâte de type 4 sur un brai ultrafin alors qu'une pâte de type 5/6 réduirait l'affaissement (ce n'est pas de la magie, c'est juste le comportement de la taille des particules).
- Vitesse de séparation / erreur de décollement: coller les ficelles, les taches et les “oreilles de chien” qui relient plus tard les coussinets.
- Cadence de nettoyage sous le pochoir fantaisiste: “Nous nettoyons tous les 10 tirages” n'a pas de sens si votre pâte sèche et votre environnement change.
Si vous utilisez une imprimante DEK NeoHorizon / GKG et que vous avez encore des problèmes de pontage, ne blâmez pas la marque. Blâmez les réglages, le pochoir et la discipline.
Si vous voulez un cadre pratique, commencez par votre propre les contrôles de qualité des processus et les règles de confinement des défauts et les noter comme s'ils étaient importants (parce qu'ils le sont). Beaucoup d'équipes ne formalisent jamais cette démarche et se demandent ensuite pourquoi les ponts reviennent sans cesse. C'est exactement le type de travail qui doit être effectué dans un véritable centre de recherche. processus et flux de travail de qualité comme celle qui est décrite sous la rubrique de votre site Ressources sur la qualité du processus SMT.
2) Placement : l“”amplificateur silencieux"
Le placement ne crée généralement pas de ponts à partir de rien. Il transforme les impressions marginales en courts métrages.
- Force de placement trop élevéeLa pâte est pressée, perle et s'insinue dans l'interstice.
- Composant flottant / skewLa soudure à l'étain : le cousin de la soudure à l'étain - les pastilles ont un contact irrégulier avec la pâte, la soudure migre.
- Mauvaise buse ou pointes uséesLes micro-décalages dans la répétabilité du placement se manifestent par des ponts sur un pas serré.
C'est pourquoi l'histoire du “reflow” est réconfortante. Elle permet d'éviter la vérité : l'impression + la mise en place est l'endroit où la plupart des risques liés au pont sont intégrés.
3) Refusion : c'est la physique qui paie la note
Les ponts de soudure du profil de refusion sont souvent dus :
- Rampe trop agressiveLe temps d'activation du flux devient bizarre ; la pâte s'affaisse avant que les solvants ne dégazent proprement.
- Trempage mal géréLes alliages d'aluminium : vous modifiez la dynamique de mouillage, en particulier sur le SAC305 par rapport à d'autres alliages, et des ponts peuvent se former lors de la coalescence.
- Inadéquation crête/ TALLe mouillage insuffisant peut laisser des ponts partiels qui deviennent conducteurs sous l'effet de la contrainte.
Ne pas “régler” la refusion par des vibrations. Utilisez un profileur. Enregistrez-le. Établissez une corrélation avec le volume SPI et les appels AOI. Si vous ne disposez pas de cette boucle, vous réglez la chaleur comme si vous étiez en 1999.
Si vous prévoyez de mettre à niveau votre ligne ou d'ajouter une capacité de profilage/inspection, c'est ici que vous devez vous rendre. solutions clés en main pour les lignes SMT gagne en fait sa place : l'intégration et la discipline de mesure l'emportent à chaque fois sur le dépannage héroïque.
4) PCB + empreinte : le piège que personne ne veut payer
Le risque lié au pontage monte en flèche lorsque :
- L'espacement entre les coussinets est serré et les barrages du masque de soudure sont minces ou incohérents.
- Les choix NSMD/SMD ne correspondent pas à la réalité de l'assemblage.
- Équilibre du cuivre et comportement thermique créer un mouillage inégal.
Si votre équipe de conception dit “la fabrication s'en chargera”, elle sous-traite la physique à votre atelier de retouche.
Prévention qui survit à la production (pas seulement une démonstration en laboratoire)
Une phrase courte. Pâte de contrôle.
Plus longue phrase (et oui, c'est la vérité ennuyeuse) : lorsque vous contrôlez la distribution du volume de pâte à braser avec SPI, que vous alignez les ouvertures du pochoir sur la fenêtre de mouillage réelle de votre alliage (souvent SAC305 dans le sans plomb), et que vous maintenez une répétabilité de placement suffisamment serrée pour ne pas presser la pâte dans les interstices des pastilles, le pontage chute rapidement - généralement sans aucun héroïsme de refusion spectaculaire.
Que faites-vous donc le lundi matin ?
- Les règles de l'IPS qui comptentne vous contentez pas de définir “volume ±30%”. Utilisez spécifique au tampon seuils sur le pas fin.
- Stratégie d'ouverture du pochoirRéduction des coûts : réduction des coûts pour les pas fins ; plaque d'accueil pour les QFN ; envisager des pochoirs en escalier lorsque la densité l'exige.
- Discipline en matière de processus d'impressionLes facteurs à prendre en compte sont les suivants : vitesse de séparation, fréquence d'essuyage, contrôle de l'environnement (les variations d'humidité ont une incidence sur le comportement de la pâte).
- Contrôles de placementVérification de la hauteur Z, de la force, de l'état de la buse et de la stratégie de repérage.
- Profil avec intentionLa valeur de la rampe : stabilise la rampe/le trempage/la pointe, puis la bloque et surveille la dérive.
Si vous construisez lignes SMT pour prototypes et petites séries, Vous pouvez vous contenter d'une connaissance tribale pendant un certain temps. Si vous dirigez lignes de production de masse à grande vitesse, Les connaissances tribales se transforment en déchets.
Tableau de diagnostic rapide (impression au débit, pas de vœux pieux)
| Où vous voyez le pont | Ce que cela signifie généralement | Signal de confirmation rapide | Mouvement de prévention (meilleur retour sur investissement) | Comment réparer les ponts de soudure (rapide et sûr) |
|---|---|---|---|---|
| Les ponts se répètent au même endroit sur plusieurs planches. | Problème de volume du pochoir/de l'ouverture ou de la pâte | SPI montre un sur-volume constant sur les mêmes plaquettes | Réduction de l'ouverture + seuils SPI plus stricts sur ce modèle | Retravailler + inspecter les tampons pour vérifier si le masque est endommagé ; remédier à la cause première avant le prochain passage. |
| Ponts aléatoires, pire plus tard dans la journée | Séchage de la pâte, contamination, mauvaise cadence de nettoyage | Les dépôts de pâte deviennent “déchiquetés” ; le dessous du pochoir s'étale | Raccourcir l'intervalle entre les essuyages ; contrôler l'humidité ; rafraîchir la manipulation de la pâte | Retravailler + nettoyer les résidus de flux ; vérifier le temps d'ouverture de la pâte |
| Ponts près des bords des QFN | Écrasement de la pâte + inadéquation de la conception de l'empreinte et de la pâte | Le SPI montre le sur-volume des bords ; l'AOI signale les anomalies des bords. | Ouvertures de la plaque d'attache ; vérifier la force de placement/Z | Mèche + air chaud contrôlé ; éviter le soulèvement du coussin |
| Ponts seulement après changement de profil | Modification du comportement de la coalescence par refusion | Mêmes volumes SPI, mais le taux de pont augmente avec la nouvelle recette | Inverser la rampe/le trempage ; reprofiler avec un TAL stable | Retravailler, puis verrouiller le profil et surveiller |
| Ponts sur un côté de la planche | Déformation, chauffage inégal, problème de convoyeur/support | Le profilage montre un delta-T sur toute la ligne | Améliorer l'assistance ; ajuster le zonage des fours ; vérifier les transporteurs | Retravailler ; réparer le support mécanique avant de répéter l'opération |
| Ponts uniquement sur les fils à pas serrés | Désalignement + excès de pâte | L'analyse d'impact montre le décalage du plomb ; les registres de placement montrent la dérive. | Resserrement de la tolérance de placement ; vérification de la buse et de la vision | Faire glisser la soudure/la mèche avec précaution, puis vérifier le contrôle de l'alignement. |
FAQ (style AEO)
Qu'est-ce qu'un pont de soudure ?
Un pont de soudure est soudure indésirable reliant deux points électriques distincts, Il s'agit d'un court-circuit ou d'un chemin de fuite qui peut se rompre immédiatement ou par intermittence sous l'effet de la chaleur, des vibrations ou de la contamination ; il est le plus courant dans les systèmes CMS à pas fin où le volume de pâte et les fenêtres d'alignement sont réduits.
Pourquoi les ponts de soudure se produisent-ils en SMT ?
Les ponts de soudure se produisent lorsque le volume de pâte à braser, la géométrie de la pastille, la force/alignement de placement et la dynamique de mouillage par refusion se combinent pour permettre à la brasure en fusion de relier les nœuds voisins, Le système est particulièrement adapté aux pièces à pas fin (0,4-0,5 mm), aux QFN et aux pièces 01005, où de petites variations dans l'impression et l'emplacement peuvent poser de gros problèmes électriques.
Comment éviter les ponts de soudure dans la production ?
Prévenir les ponts de soudure signifie contrôle du dépôt et de l'alignement de la pâte afin que les plots adjacents ne reçoivent jamais assez de soudure pour fusionner pendant la refusion, L'utilisation de la technologie de l'information et de la communication (IPC) permet de réduire les ouvertures des pochoirs, les seuils de l'IPC reflètent la réalité du pas fin, le placement stable Z/force et un profil de refusion qui évite un affaissement excessif et une coalescence incontrôlée.
Comment réparer les ponts de soudure sans endommager les plaquettes ?
Fixer des ponts de soudure en toute sécurité signifie retirer la connexion de soudure conductrice tout en préservant le cuivre de la pastille, le masque de soudure et les terminaisons des composants, Les travaux de réfection sont effectués avec du flux et une mèche de soudure ou à l'air chaud contrôlé, suivis d'une inspection visant à détecter tout soulèvement de la pastille, tout endommagement du masque et tout résidu susceptible de recréer des fuites ultérieurement.
Le profil de refusion peut-il provoquer des ponts de soudure ?
Un profil de refusion peut provoquer des ponts de soudure lorsque Les réglages rampe/trempage/pic modifient le temps d'activation du flux et le comportement de mouillage de la brasure., Cependant, la refusion permet généralement de “terminer” un problème qui a commencé par un excès de pâte, un mauvais démoulage ou un mauvais alignement en amont.
Quel est le moyen le plus rapide d'isoler la cause première : l'impression, le placement ou la refusion ?
La méthode d'isolement la plus rapide est la corrélation des cartes de volume de pâte SPI avec les emplacements des ponts AOI et la recette de refusion exacte utilisée, Si l'on considère qu'un survolume constant indique l'impression, qu'un biais positionnel constant indique le placement et que des changements soudains de taux après des changements de recette indiquent la refusion, il faut alors confirmer par un essai A/B contrôlé.
Conclusion
Si vous voulez vraiment réduire les ponts de soudure (et pas seulement les retravailler), resserrez la boucle : conception du pochoir → règles SPI → contrôle du placement → profils verrouillés → retour d'information sur l'inspection que les gens suivent réellement.
Si vous souhaitez obtenir de l'aide pour intégrer cette boucle dans votre ligne de produits - qu'il s'agisse de prototypes ou d'un volume complet -, commencez par consulter la formation et l'assistance après-vente afin que vos opérateurs et vos ingénieurs résolvent le même problème de la même manière. Et si vous voulez un plan concret pour votre usine, utilisez la fonction page de contact et indiquez-nous votre combinaison de boîtiers (QFN/QFP/BGA), le pas, le type de pâte (Type-4/5/6), et le pont de courant DPMO.
