Dans le domaine de la fabrication électronique moderne, la technologie de montage en surface (SMT) est essentielle pour déterminer la miniaturisation et la précision des produits. En tant que lien central de SMT, la qualité du processus de soudage par refusion est directement liée aux performances et à la fiabilité du produit final. Avec les exigences croissantes de l'industrie en matière de contrôle de la qualité et des coûts, le soudage par refusion dans un environnement protégé par l'azote est devenu standard. Le cœur optimisé de ce processus se concentre sur la surveillance et le contrôle précis de la concentration de traces d'oxygène (o₂) dans l'atmosphère de protection.

I. Nécessité d'un contrôle précis des besoins en oxygène dans la protection de l'azote

Le soudage à reflux à l'azote SMT déplace l'oxygène en injectant de l'azote dans le four pour créer un environnement de soudage à faible teneur en oxygène. Cette initiative vise principalement à atteindre deux objectifs principaux:

Inhibition de l'oxydation: la rencontre de la chaleur avec la surface métallique accompagne nécessairement la réaction d'oxydation. Réduire la concentration d'oxygène ambiant est un moyen fondamental d'empêcher l'oxydation des plots, des broches d'éléments et de la soudure elle - même.

2. Amélioration de la mouillabilité: un environnement approprié à faible teneur en oxygène peut réduire efficacement la tension superficielle de la soudure fondue, ce qui lui permet de mieux s'étaler et de mieux se lier pour former des points de soudure de haute résistance et de bonne apparence.

Cependant, la protection contre l’azote ne consiste pas simplement à rechercher « moins d’oxygène, mieux c’est », les exigences en matière de teneur en oxygène sont différentes d’un produit à l’autre et il existe des différences de raffinement. Des concentrations trop faibles peuvent entraîner des pics de coûts, tandis que des concentrations trop élevées ne inhibent pas efficacement l’oxydation. La stabilisation précise de la concentration en oxygène dans l’intervalle PPM (concentration par million) cible est donc essentielle pour atteindre un équilibre qualité - coût - efficacité.

Qualité du procédé correspondant aux différentes concentrations d'oxygène ppm:

• moins de 10 ppm: convient pour les applications telles que les boîtiers au niveau de la puce qui tolèrent l'oxydation zéro.

• environ 100 ppm: peut atteindre une bonne soudabilité et précision, répondant à la grande majorité des exigences de produits de haute fiabilité.

• 1000 à 2000 ppm: pour la gamme habituelle, une bonne mouillabilité est obtenue, mais l'effet est relativement commun.

• Plus de 2 000 ppm: pour certains types de plaques seulement, la qualité et la cohérence du soudage sont difficiles, même si elles sont moins coûteuses.

II. Quatre avantages principaux apportés par la détection précise de l'oxygène à l'état de traces

L'introduction de moyens de détection et d'analyse de l'oxygène à l'état de traces de haute précision et de haute réponse peut apporter une amélioration significative au processus de soudage par refusion.

1. Améliorer considérablement la qualité de soudage

Le contrôle précis de la concentration en oxygène fournit l'environnement idéal pour la formation de points de soudure, ce qui peut minimiser les défauts courants tels que la porosité, le soudage par pointillés, le soudage à froid, etc. Ces défauts microscopiques sont des dangers potentiels qui affectent la fiabilité à long terme de l'électronique, et la surveillance précise de la concentration en oxygène est la première ligne de défense contre les soudures de mauvaise qualité à la source.

2. Améliorer la fiabilité à long terme du produit

La valeur de l'électronique réside dans ses performances durables et stables. Les points de soudure formés dans un environnement de concentration optimale en oxygène, dont la résistance mécanique est plus performante avec les connexions électriques, confèrent au produit une plus grande fiabilité et une durée de vie plus longue. Chaque point de soudure solide est une pierre angulaire soigneusement conçue pour un fonctionnement durable du produit.

3. Réaliser une optimisation intégrée des coûts

L'efficacité de fabrication est une question de taux d'ingestion et plus encore d'utilisation des ressources. La détection précise de la concentration en oxygène et le contrôle en boucle fermée peuvent éviter une consommation excessive d'azote et réduire directement le coût du gaz. Dans le même temps, en réduisant considérablement les déchets et les retouches causés par des défauts de soudage, les fabricants peuvent réaliser des économies de coûts significatives et réaliser véritablement une situation gagnant - gagnant en termes de qualité et d'efficacité.

4. Assurer la conformité aux normes de l'industrie

Dans le domaine hautement réglementé de la fabrication électronique, le contrôle strict des paramètres de processus n'est pas seulement la meilleure pratique, mais répond également aux exigences obligatoires de diverses normes internationales et industrielles telles que les normes IPC. La détection précise de la concentration d'oxygène et l'enregistrement des données fournissent une preuve solide de la conformité et constituent un « passeport» pour les produits entrant sur le marché, démontrant ainsi l'engagement de l'entreprise en faveur de la qualité.

Iii. Solution d'instrument quadripartite: analyseur d'oxygène de trace de série gasboard - 3050

Pour répondre à la demande de détection d'oxygène à faible concentration dans les industries de fabrication de semi - conducteurs et d'électronique, Quad instruments s'appuie sur son accumulation de technologies approfondies dans le domaine des capteurs de zircone et a lancé avec succès la série gasboard - 3050 d'Analyseurs d'oxygène à faible concentration. Avec sa résolution de 0,1 ppm et sa large plage de couverture (0 - 10 ppm à 100% o₂), cette gamme de produits fournit un support de données précis pour l'optimisation des processus.

Figure 1 ligne de production de capteur d'oxyde de zirconium d'instrument quadripartite et différents types de produits de puce de capteur d'oxyde de zirconium

Parmi eux, l'analyseur d'oxygène à traces multicanaux gasboard - 3052 est une solution de contrôle en boucle fermée spécialement conçue pour les fours de soudage à reflux modernes.

Figure 2 analyseur de traces d'oxygène gasboard - 3052

Figure 3 Diagramme de gaz de contrôle en boucle fermée du flux d'azote du four de soudage par retour

Figure 4 conception de contrôle en boucle fermée du flux d'azote du four de soudage par retour pour gasboard - 3052

Technologies et caractéristiques de base:

• Surveillance multicanaux de haute précision: avec un capteur de zircone à réponse rapide (t90 < 5S), il prend en charge une large gamme de mesures de 1 ppm ~ 30%. Prise en charge de l'échantillonnage à commutation automatique multicanal et possibilité de personnaliser les fonctions de chaque canal (surveillance fixe ou contrôle prioritaire) Tout en conservant la précision du contrôle sous mesure de tour de roue.

• commande intelligente en boucle fermée: module PFC (Proportional Flow Control) intégré à l'instrument, basé sur un algorithme PID programmable, capable de réguler dynamiquement l'ouverture de la vanne d'azote dans chaque zone d'injection en fonction des données de concentration en oxygène mesurées en temps réel. Cette stratégie de « soft Control » évite l’usure mécanique fréquente des vannes, permettant une gestion précise et flexible de l’atmosphère.

• stabilité et facilité d'utilisation: avec un capteur de zircone éprouvé sur le terrain, il offre une excellente reproductibilité et une stabilité à long terme. Il suffit de 3 ~ 5 minutes de préchauffage pour être opérationnel et offre une interface de communication riche (RS - 232 / RS - 485) avec sortie analogique pour une intégration facile du système.

Valeurs fondamentales créées pour nos clients:

• Économie d'énergie et réduction des coûts: en évitant le gaspillage d'azote et en réduisant la consommation d'énergie de chauffage, les clients peuvent réaliser des économies d'énergie globales de plus de 30%.

• plug - and - play: les produits ont été validés par l'intégration des systèmes des principaux fabricants de fours de soudage par refusion, ce qui réduit considérablement les délais de déploiement et de mise en service.

• Taux élevé: fournir une garantie solide pour l'environnement de soudage, améliorer directement le taux de passage du produit.

Dans le procédé de soudage par refusion SMT, le contrôle précis de la concentration en oxygène à l'état de traces est passé d'une mesure d'optimisation à un maillon technologique central déterminant la compétitivité de la fabrication. Les Analyseurs de la série gasboard - 3050 de Quad instruments, avec leur précision, leur stratégie de contrôle intelligente et leurs performances fiables, sont en train de devenir le choix de confiance des fabricants d'électronique pour optimiser les processus et réduire les coûts.