Érosion du cuivre et contamination du bain : quand changer l'alliage
Un bain de soudure ne reste pas identique à lui-même : à chaque carte, il dissout un peu de cuivre, se charge en fer provenant des pièces de la machine et en autres métaux issus des finitions. Avec le temps, sa composition change et les joints se dégradent. Ce guide explique quels contaminants comptent, quels effets ils ont et comment décider quand intervenir.
Dickmann Srl · mis à jour le
D'où vient la contamination
| Contaminant | Origine | Effet principal |
|---|---|---|
| Cuivre (Cu) | Pastilles, broches et trous métallisés des cartes ; en HASL, grandes surfaces de cuivre nu | Élève le liquidus, rend l'alliage moins fluide : davantage de ponts et de pointes |
| Fer (Fe) | Creuset, pompe et buses de la machine, davantage attaqués par les alliages sans plomb | Composés durs qui dégradent la mouillabilité et l'aspect des joints |
| Or (Au) | Finitions dorées des composants et des cartes | Composés fragiles dans les joints |
| Zinc, aluminium | Pièces métalliques et contaminations accidentelles | Plus de crasses et moins bonne mouillabilité, même en petites quantités |
| Plomb (Pb) | Composants à finition au plomb dans un bain sans plomb | L'alliage peut ne plus être conforme RoHS |
L'érosion du cuivre
L'étain fondu dissout le cuivre : c'est le même phénomène qui crée la liaison entre l'alliage et la pastille, mais dans le bain le cuivre s'accumule. Les alliages sans plomb, plus riches en étain et plus chauds, dissolvent le cuivre plus vite que les alliages étain-plomb, et la sélective, avec ses petites buses et ses temps de contact longs, peut aussi éroder les pastilles de la carte.
Les alliages au nickel, comme le 99SnCuNiGe, ralentissent la dissolution du cuivre par rapport aux alliages étain-cuivre sans nickel. Pour comparer les alliages, voir SAC305, SAC0307 ou 99SnCuNiGe.
Quand intervenir
Les limites de contamination des bains de soudure sont indiquées par la norme IPC J-STD-001 et par les recommandations du fabricant de l'alliage et de la machine. Le critère pratique consiste à comparer l'analyse du bain à ces limites : lorsqu'un contaminant approche du seuil, le bain doit être dilué avec de l'alliage neuf ou partiellement remplacé.
Signes indiquant qu'il vaut mieux analyser le bain avant l'échéance prévue : augmentation des ponts et des pointes, trous non remplis à paramètres égaux, joints mats ou granuleux, plus de crasses que d'habitude.
- Fixez un intervalle d'analyse en fonction des volumes et des cartes produites, et respectez-le.
- Enregistrez les résultats : l'évolution du cuivre dans le temps en dit plus qu'une analyse isolée.
- Réalimentez toujours avec le même alliage que celui du bain.
- Après une dilution ou un changement d'alliage, refaites l'analyse.
L'analyse de bain Dickmann
Dickmann analyse les bains de soudure de ses clients : il suffit d'envoyer un échantillon d'au moins 250 grammes d'alliage pour recevoir un rapport sur les impuretés avec des recommandations pour les corriger. Voir les services d'analyse et de récupération. Pour l'appoint, sont disponibles des barres pour soudure à la vague, du fil plein pour sélective et des alliages pour HASL.