Four de refusion ou soudure à la vague : Quelle méthode convient le mieux à votre ligne SMT ?

Lorsque vous comparez le four à refusion et le soudage à la vague, vous constatez que les fours à refusion conviennent généralement mieux aux lignes SMT, en particulier lorsque vous travaillez avec des composants à montage en surface. Le soudage à la vague fonctionne souvent mieux pour les pièces à trous traversants, mais certaines lignes de production utilisent les deux méthodes. Le coût est important.Le soudage à la vague permet de réaliser des économies pour les productions à grand volume., tandis que les fours à refusion nécessitent un investissement plus important et des pochoirs spécialisés. Vous devez également tenir compte de la vitesse et des composants à souder afin de choisir la méthode la plus adaptée.

Principaux enseignements

• Le soudage par refusion est idéal pour les composants montés en surface (CMS) et les cartes à haute densité. Il offre un meilleur contrôle de la température et réduit l'oxydation, ce qui permet d'obtenir des joints plus solides.

• Le soudage à la vague convient particulièrement aux composants à technologie traversante (THT). Il est rentable pour les productions à grand volume et permet d'obtenir des assemblages fiables pour les composants de grande taille.

• Tenez compte de la conception de votre carte et des types de composants lorsque vous choisissez une méthode. Utilisez la refusion pour les cartes comportant plus de 801 composants SMT TP3T et le soudage à la vague pour les conceptions comportant beaucoup de composants THT.

• Les fours à refusion nécessitent un investissement initial plus élevé et davantage d'entretien. Le soudage à la vague présente des coûts d'installation moins élevés et un entretien plus simple, ce qui le rend plus économique.

• Pour minimiser les défauts, optimisez votre processus de soudage. Utilisez les profils de température et les matériaux de qualité adaptés au refusion, et veillez à appliquer correctement le flux pour le soudage à la vague.

Méthodes de soudage

Soudure par refusion

Vous constaterez que le soudage par refusion est la méthode la plus courante pour fixer les composants montés en surface (CMS). aux cartes de circuits imprimés (PCB). Ce processus utilise un four à refusion pour chauffer la carte et faire fondre la pâte à souder, créant ainsi des connexions électriques solides. Voici comment fonctionne le processus :

1. Appliquez la pâte à souder sur les pastilles du circuit imprimé.

2. Positionnez les composants SMD sur la pâte.

3. Placez la carte dans le four de refusion.

4. Le four chauffe la carte par étapes, en suivant un profil de température précis.

5. La soudure fond et forme des joints.

6. La carte refroidit, verrouillant les composants en place.

Conseil : La soudure à base de plomb fond à environ 183 °C, tandis que la soudure sans plomb nécessite des températures plus élevées, pouvant atteindre 250 °C. Le four utilise une phase de montée en température, de maintien et de pic afin d'éviter d'endommager les composants.

Soudure à la vague

Le soudage à la vague convient particulièrement aux composants à technologie traversante (THT). Dans cette méthode, vous passez le circuit imprimé au-dessus d'une vague de soudure fondue. La soudure s'écoule à travers les trous, reliant les fils à la carte. Les principales étapes sont les suivantes :

1. Faites fondre la soudure dans un grand réservoir.

2. Nettoyez les composants et le circuit imprimé.

3. Placez le circuit imprimé sur un convoyeur.

4. Déplacez la carte au-dessus de la vague de soudure.

5. Nettoyez la carte après le soudage.

Les défauts courants dans le soudage à la vague comprennent les ponts de soudure, les composants soulevés et les boules de soudure. Vous pouvez réduire ces problèmes en contrôlant la température de soudure, en utilisant suffisamment de flux et en nettoyant bien les surfaces.

Principales différences

Le tableau ci-dessous présente une comparaison des principales méthodes de soudage.:

Méthode de soudure	Description	Applications	Avantages	Inconvénients
Soudure par refusion	Chauffe les CMS et la pâte à souder dans un four	Production SMT	Rapide, précis, idéal pour les tirages en grande série	Nécessite un équipement spécial
Soudure à la vague	Passe le circuit imprimé sur une vague de soudure fondue	THT, technologie mixte	Rapide pour THT, joints uniformes	Ne convient pas aux CMS à pas fin
Soudure à la main	Soudage manuel à l'aide d'un fer à souder	Prototypage, réparation	Flexible, précis	Lent pour les lots volumineux
Soudage sélectif	Cible des zones spécifiques du circuit imprimé	Cartes mixtes SMD/THT	Précis, flexible	Configuration complexe

Quand on compare Four à refusion vs soudage à la vague, vous constatez que le refusion convient aux lignes SMT, tandis que le soudage à la vague convient aux lignes THT ou mixtes. Chaque méthode comporte des étapes, des équipements et des cas d'utilisation optimaux qui lui sont propres.

Four à refusion vs soudage à la vague

Avantages et inconvénients

Quand on compare Four à refusion vs soudage à la vague, vous constatez des différences nettes dans le fonctionnement de chaque processus et dans les avantages qu'ils offrent. Le soudage par refusion utilise de l'air chaud ou de la chaleur infrarouge pour faire fondre la pâte à souder et fixer les composants montés en surface. Le soudage à la vague utilise une vague de soudure fondue pour connecter les pièces à trous traversants et parfois les cartes à technologie mixte.

Voici un tableau qui présente les principaux avantages et inconvénients de chaque méthode :

Méthode	Avantages	Inconvénients
Soudure par refusion	Amélioration de la qualité du soudage Oxydation réduite Meilleure gestion thermique	Coût élevé de la mise en œuvre de l'azote Configuration et maintenance complexes Disponibilité limitée d'azote de haute pureté
Soudure à la vague	Joints de soudure de haute qualité Réduction des coûts de main-d'œuvre Contrôle précis des processus	Compatibilité limitée avec les composants SMT Potentiel de stress thermique Problèmes de pontage et d'ombrage Préoccupations environnementales Coût initial de l'équipement Résidus de flux Consommation d'énergie

Vous remarquerez que le soudage par refusion vous permet de mieux contrôler la température et réduit l'oxydation. Il en résulte des joints de meilleure qualité, en particulier pour les composants à pas fin. Cependant, vous devrez peut-être faire face à des coûts plus élevés si vous avez besoin d'azote et d'une maintenance plus complexe. Parfois, vous pouvez observer des défauts de type « tombstoning » avec le refusion, mais vous obtenez également un meilleur mouillage et de meilleurs résultats pour les cartes denses.

Le soudage à la vague fonctionne bien pour les composants à trous traversants et permet de réduire les coûts de main-d'œuvre. Il permet d'obtenir des assemblages solides et un processus rapide pour les lots importants. Cependant, cette méthode ne convient pas aux composants SMT à pas fin. Vous pouvez également être confronté à des pontages, des ombres et un nettoyage supplémentaire en raison des résidus de flux.

Remarque : Le soudage à la vague généralement coûte moins cher à mettre en place que les fours à refusion. Les fours à refusion nécessitent un équipement plus spécialisé et plus coûteux, en particulier pour les assemblages haute performance.

Quand utiliser chacun

Vous devriez choisir entre four à refusion vs Soudage à la vague en fonction de la conception de votre carte, des types de composants et des besoins de production.

• Utilisez le soudage par refusion lorsque vous construisez des cartes comportant de nombreux composants montés en surface. Cette méthode est la norme pour la plupart des lignes SMT. Par exemple, les fabricants de smartphones utilisent des fours à refusion pour traiter des circuits imprimés à haute densité comportant des composants à pas fin. Ils ont besoin d'un contrôle précis de la température pour protéger les puces sensibles et souhaitent réduire l'utilisation de soudure. Dans un cas, une entreprise a constaté une Augmentation de 40% de la densité des PCB et une baisse de 60% des défaillances thermiques après le passage au soudage par refusion.

• Optez pour le soudage à la vague si vos cartes comportent principalement des composants à trous traversants ou un mélange de composants THT et SMT. Cette méthode convient particulièrement aux conceptions de complexité modérée et aux productions à grand volume. Elle vous permet de réduire les coûts d'équipement et d'obtenir des soudures fiables pour les connecteurs, les composants de grande taille et les dispositifs d'alimentation.

• Pour les cartes à technologies mixtes, vous pouvez utiliser les deux méthodes. Vous pouvez d'abord passer les composants SMT dans un four à refusion, puis utiliser le soudage à la vague pour les composants à trous traversants.

Voici quelques points clés pour vous aider à prendre votre décision :

• Le soudage par refusion est plus courant pour les assemblages SMT, en particulier dans la fabrication à grand volume.

• Le soudage à la vague est moins courant pour les composants SMT, mais reste important pour les composants THT et les lignes mixtes.

• Les fours à refusion nécessitent un investissement initial plus élevé, mais offrent de meilleurs résultats pour les cartes complexes à haute densité.

• Le soudage à la vague convient mieux aux cartes simples et vous aide à réduire les coûts d'équipement.

Conseil : Si vous travaillez avec des composants SMT à pas fin ou si vous avez besoin d'une grande fiabilité, le soudage par refusion est généralement le meilleur choix. Pour les connecteurs de grande taille ou les composants de puissance, le soudage à la vague peut être plus adapté.

Lorsque vous comparez le four à refusion et le soudage à la vague, adaptez toujours votre méthode aux besoins de votre produit, à votre budget et à vos objectifs de production.

Facteurs décisionnels

Compatibilité des composants

Lorsque vous choisissez entre méthodes de soudage, vous devez adapter le processus à vos composants. Les fours à refusion fonctionnent mieux pour composants à montage en surface (CMS). On les voit souvent sur les circuits imprimés modernes. Voici les types de composants qui correspondent à chaque méthode :

• Le soudage au four à refusion est idéal pour :

  • La plupart des composants montés en surface (CMS)

  • Composants avec broches sous le boîtier, tels que les QFN et les BGA

• Le soudage à la vague est idéal pour :

  • Dispositifs à trous traversants, comme les connecteurs et les condensateurs de grande capacité

  • Certains composants montés en surface, en particulier les composants passifs tels que les résistances et les condensateurs.

Il est préférable d'éviter d'utiliser des fours à refusion pour la plupart des composants à trous traversants. Le soudage à la vague est plus adapté à ce type de composants. Si votre carte utilise à la fois des composants SMD et à trous traversants, vous devrez peut-être recourir aux deux méthodes.

Efficacité et coût

Vous souhaitez que votre chaîne de production fonctionne sans heurts et respecte votre budget. Lorsque vous comparez le four à refusion et le soudage à la vague, tenez compte des coûts d'installation, de la vitesse et de la maintenance.

Facteur	Four de refusion	Soudure à la vague
Coût initial d'installation	Supérieur	Inférieur
Vitesse de production	Rapide pour SMT	Jeûne pour THT
Maintenance	Plus fréquentes, plus coûteuses	Moins fréquent, plus simple

Les fours à refusion sont plus coûteux à l'achat et à l'entretien. Leurs systèmes complexes nécessitent des contrôles réguliers. Les équipements de soudage à la vague sont moins coûteux et nécessitent moins d'entretien. Si vous prévoyez une production SMT à grand volume, les fours à refusion peuvent vous faire gagner du temps par carte. Pour les THT à grand volume, le soudage à la vague est efficace et rentable.

💡 Conseil : Planifiez coûts d'entretien plus élevés si vous optez pour des fours à refusion. Leurs fonctionnalités avancées nécessitent davantage d'attention.

Qualité et fiabilité

Vous voulez des soudures fiables et un minimum de défauts. Chaque méthode présente ses propres défis en matière de qualité.

• Le soudage par refusion peut causer des problèmes tels que tombstoning, pontage de soudure et vide. Vous pouvez réduire ces risques en optimisant les profils de température, en utilisant une bonne pâte à souder et en suivant les règles de conception des circuits imprimés.

• Le soudage à la vague peut entraîner la formation de ponts, d'ombres ou de résidus de flux. Un contrôle minutieux du processus et un nettoyage soigneux permettent d'éviter ces problèmes.

Les fabricants constatent souvent une plus grande fiabilité avec le soudage par refusion pour les CMS à pas fin. Le soudage à la vague permet d'obtenir des assemblages solides pour les composants à trous traversants, mais peut ne pas convenir aux configurations CMS minuscules ou complexes.

Remarque : un bon contrôle du processus et des inspections régulières améliorent la qualité des deux méthodes.

Recommandations

Idéal pour les lignes SMT

Si vous utilisez une ligne SMT, le soudage par refusion vous donne généralement les meilleurs résultats. Cette méthode convient bien aux cartes à haute densité et aux composants à pas fin. Vous pouvez obtenir des assemblages solides et fiables pour la plupart des dispositifs à montage en surface. Pour tirer le meilleur parti de votre four de refusion, suivez ces conseils. meilleures pratiques:

1. Calibrer et entretenir l'équipement de refusion
   Vérifiez régulièrement les zones de température, la vitesse du convoyeur et le débit d'air de votre four. Cela permet de garantir la stabilité de votre processus.

2. Choisissez la bonne pâte à souder
   Choisissez une pâte à souder adaptée à votre application. Vérifiez le type de flux et la composition de l'alliage.

3. Optimiser la conception des circuits imprimés pour le refusion
   Concevez vos cartes en tenant compte de la fabrication. Utilisez des tailles de pastilles cohérentes et évitez les grandes différences de masse thermique.

4. Créer un profil de refusion par assemblage
   Définissez un profil thermique personnalisé pour chaque configuration de circuit imprimé. Utilisez des outils de profilage pour mesurer et ajuster.

5. Gérer les composants sensibles à l'humidité
   Manipulez les pièces classées MSL avec précaution. Stockez-les et faites-les cuire selon les besoins afin d'éviter les défauts tels que le popcorning.

6. Contrôle de la propreté et de la manipulation
   Maintenez les surfaces de travail propres. Prévoyez un nettoyage régulier des pochoirs afin d'éviter tout défaut.

7. Utilisez des boucles d'inspection et de rétroaction en ligne
   Ajoutez l'inspection AOI et radiographique pour détecter les problèmes à un stade précoce. Utilisez les retours d'information pour améliorer votre processus.

💡 Conseil : Le soudage par refusion fonctionne mieux lorsque votre carte comporte plus de 80% composants SMT et nécessite une densité de placement élevée.

Idéal pour les lignes THT ou mixtes

Le soudage à la vague convient particulièrement lorsque vos cartes utilisent principalement des composants à trous traversants ou un mélange de THT et de SMT. Cette méthode permet d'obtenir des joints solides pour les connecteurs de grande taille et les dispositifs d'alimentation. Elle permet de traiter rapidement un grand nombre de cartes, ce qui en fait un bon choix pour les productions à grand volume. Voici quelques meilleures pratiques et points clés :

• Préchauffez le circuit imprimé à une température comprise entre 100 et 120 °C.. Cette étape réduit le choc thermique et facilite la fluidité de la soudure.

• Appliquez un flux sans nettoyage ou soluble dans l'eau. Un bon flux améliore le mouillage et empêche l'oxydation.

• Utilisez du ruban adhésif résistant à la chaleur ou un revêtement conforme. Protégez vos composants SMT de la vague de soudure.

• Le soudage à la vague permet de traiter des centaines de cartes par heure. Vous obtenez des assemblages fiables pour les composants de grande taille.

• Cette méthode utilise une technologie éprouvée. Vous pouvez suivre les meilleures pratiques établies pour obtenir des résultats constants.

• Pour les cartes à technologie mixte, vous devez suivre un processus en deux étapes. Cela peut augmenter le temps et le coût de production.

• Le masquage ajoute de la complexité et des coûts. Vous devez protéger les pièces sensibles de la vague de soudure.

⚠️ Remarque : Le soudage à la vague peut provoquer un choc thermique ou un pontage si vous ne contrôlez pas le processus. Vérifiez toujours vos étapes de masquage et de préchauffage.

Choisir la bonne méthode

Vous devez adapter votre méthode de soudage aux besoins de votre carte, aux types de composants et aux objectifs de production. Utilisez le tableau ci-dessous pour comparer les principaux facteurs:

Facteur	Soudure par refusion	Soudure à la vague
Composition des composants	Les composants SMT 80% favorisent la refusion.	Convient aux conceptions à forte densité THT
Complexité du conseil d'administration	Cartes à haute densité avec pas fin	Cartes THT plus simples
Volume de production	Idéal pour le prototypage à faible volume	Efficace pour les THT à haut volume
Contraintes thermiques	Températures maximales plus basses pour les composants sensibles	Des températures plus élevées peuvent être utilisées.
Tolérance aux défauts	La précision réduit les risques	Taux de défauts plus élevés possibles
Budget	Coûts initiaux plus élevés	Investissement initial réduit

Lorsque vous prendrez votre décision, posez-vous les questions suivantes :

• Quels types de composants utilisez-vous le plus souvent : SMT ou THT ?

• Quelle est la complexité de votre conception de circuit imprimé ?

• Quel est votre volume de production prévu ?

📌 Résumé : Le soudage par refusion est très populaire pour les lignes SMT modernes et denses. Le soudage à la vague reste un choix judicieux pour les cartes THT et mixtes. Évaluez toujours la combinaison de composants, la complexité de la carte et votre budget avant de faire votre choix.

Vous pouvez associer le soudage par refusion aux lignes SMT avec des cartes à haute densité et des composants sensibles, tandis que le soudage à la vague convient aux conceptions THT ou mixtes. Votre choix dépend des types de composants, du volume de production et du budget. Tenez compte de la planification de l'assemblage, des points de test et des normes de qualité telles que IPC-A-610 et IPC J-STD-001. Si vous rencontrez des difficultés telles que le désalignement ou les chocs thermiques, des services de conseil spécialisés tels que Ray Prasad Consultancy Group ou ITM Consulting peut vous aider à résoudre des problèmes complexes liés aux lignes SMT.

Service de conseil	Description
Ray Prasad Groupe de conseil	Expertise mondiale en matière de SMT, analyse des défaillances et audits d'usine
Conseil en informatique	Examen du soudage sélectif, analyse des causes profondes

FAQ

Quelle est la principale différence entre le soudage par refusion et le soudage à la vague ?

Le soudage par refusion utilise une chaleur contrôlée dans un four pour faire fondre la pâte à souder pour les composants montés en surface. Soudage à la vague passe la carte au-dessus d'une vague de soudure fondue, ce qui la rend plus adaptée aux composants à trous traversants.

Peut-on utiliser les deux méthodes sur le même circuit imprimé ?

Oui, c'est possible. De nombreux fabricants utilisent d'abord le soudage par refusion pour les composants SMT. Ensuite, ils utilisent le soudage à la vague pour les composants à trous traversants. Cette approche fonctionne bien pour les cartes à technologies mixtes.

Quelle méthode est la plus rapide pour une production à grand volume ?

Le soudage à la vague permet généralement de traiter les cartes plus rapidement dans le cadre de productions à grand volume, en particulier avec des composants à trous traversants. Le soudage par refusion offre la même vitesse pour les lignes à forte concentration de composants SMT, mais peut nécessiter un temps de configuration plus long.

Comment réduire les défauts dans chaque processus ?

• Pour le soudage par refusion :

  • Utilisez le profil de température correct.

  • Choisissez une pâte à souder de haute qualité.

• Pour le soudage à la vague :

  • Appliquez suffisamment de flux.

  • Nettoyez les cartes avant de les souder.

Un contrôle minutieux des processus vous aide à éviter les défauts courants.