{"id":50638,"date":"2026-06-29T16:09:35","date_gmt":"2026-06-29T08:09:35","guid":{"rendered":"https:\/\/pcbcool.com\/?p=50638"},"modified":"2026-06-29T19:46:29","modified_gmt":"2026-06-29T11:46:29","slug":"reflow-soldering-process","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/pcbcool.com\/fr\/technical-guides\/reflow-soldering-process\/","title":{"rendered":"Comment fonctionne le processus de soudage par refusion dans l'assemblage SMT"},"content":{"rendered":"
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Si vous ouvrez presque tout produit \u00e9lectronique moderne aujourd'hui, vous trouverez probablement une PCBA peupl\u00e9e de nombreux composants SMD. Ces petits dispositifs mont\u00e9s en surface sont l'une des raisons pour lesquelles les produits \u00e9lectroniques peuvent \u00eatre fabriqu\u00e9s plus petits tout en int\u00e9grant plus de fonctions. Cependant, le placement des composants SMD sur un PCB n'est qu'une partie du processus d'assemblage. Chaque terminaison de composant doit encore \u00eatre reli\u00e9e \u00e0 la carte par des soudures \u00e0 la fois \u00e9lectriquement fiables et m\u00e9caniquement stables.<\/p>

Un assemblage SMT typique peut contenir des centaines, voire des milliers de joints soud\u00e9s. Ces joints peuvent varier en taille de bo\u00eetier, en comportement thermique, en conception de pastilles et en espacement, mais ils doivent n\u00e9anmoins \u00eatre form\u00e9s de mani\u00e8re coh\u00e9rente d'une carte \u00e0 l'autre. C'est l\u00e0 que le processus de soudure par refusion devient essentiel.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Ce que le soudage par refusion fait r\u00e9ellement<\/h2> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Dans son essence, la soudure par refusion est le proc\u00e9d\u00e9 utilis\u00e9 pour cr\u00e9er des connexions \u00e9lectriques et m\u00e9caniques entre les composants et la carte de circuit imprim\u00e9 (PCB). Elle commence apr\u00e8s que la p\u00e2te \u00e0 souder a \u00e9t\u00e9 imprim\u00e9e sur les pastilles du PCB et que les composants ont \u00e9t\u00e9 plac\u00e9s sur les d\u00e9p\u00f4ts de p\u00e2te. L'assemblage passe ensuite par un cycle thermique contr\u00f4l\u00e9 \u00e0 l'int\u00e9rieur d'un four de refusion.<\/p>

Lorsque la temp\u00e9rature augmente, le flux pr\u00e9sent dans la p\u00e2te \u00e0 souder devient actif et contribue \u00e0 \u00e9liminer les oxydes de surface des zones \u00e0 souder. L'alliage de soudure fond alors, mouille les terminaisons des composants et les pastilles du circuit imprim\u00e9, et forme la structure des joints de soudure. Lors du refroidissement, la soudure fondue se solidifie en joints stables qui fixent les composants \u00e0 la carte et \u00e9tablissent les connexions \u00e9lectriques requises.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Pr\u00e9paration avant brasage par refusion SMT<\/h2> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Avant que le circuit imprim\u00e9 n'entre dans le four \u00e0 refusion, la p\u00e2te \u00e0 souder doit d'abord \u00eatre imprim\u00e9e sur les pastilles du circuit imprim\u00e9 \u00e0 travers un pochoir en acier inoxydable. La p\u00e2te \u00e0 souder est un m\u00e9lange formul\u00e9 de fines particules d'alliage de soudure en suspension dans un milieu fluxant. L'alliage fournit le m\u00e9tal qui formera la jointure de soudure finale, tandis que le flux aide \u00e0 \u00e9liminer les oxydes de surface, favorise le mouillage et prot\u00e8ge les surfaces de soudage pendant le chauffage.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"D\u00e9tails\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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De nombreuses fabrications \u00e9lectroniques modernes utilisent des p\u00e2tes \u00e0 souder \u00e0 base de SAC sans plomb, comme le SAC305 (Sn96,5\/Ag3,0\/Cu0,5), dont le point de fusion est d'environ 217\u00b0C. Les anciens assemblages \u00e9tain-plomb utilisaient couramment le Sn63Pb37, un alliage eutectique avec un point de fusion inf\u00e9rieur de 183\u00b0C. Cette diff\u00e9rence est l'une des raisons pour lesquelles les profils de refusion sans plomb n\u00e9cessitent g\u00e9n\u00e9ralement des temp\u00e9ratures de processus plus \u00e9lev\u00e9es et un contr\u00f4le thermique plus strict.<\/p>

Apr\u00e8s l'impression de la p\u00e2te \u00e0 souder, les lignes de production effectuent une inspection de la p\u00e2te \u00e0 souder (SPI) pour v\u00e9rifier le volume, la hauteur, la surface et la pr\u00e9cision positionnelle de la p\u00e2te. Cela permet d'identifier les d\u00e9fauts d'impression tels que le manque de p\u00e2te, les d\u00e9p\u00f4ts excessifs ou le mauvais alignement du pochoir avant la pose des composants.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"D\u00e9monstration\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Une fois la p\u00e2te v\u00e9rifi\u00e9e, des machines de pick-and-place \u00e0 haute vitesse positionnent les composants \u00e0 montage en surface sur les d\u00e9p\u00f4ts de p\u00e2te \u00e0 souder. L'adh\u00e9rence de la p\u00e2te \u00e0 souder maintient temporairement chaque composant en place jusqu'\u00e0 ce que la soudure fonde \u00e0 l'int\u00e9rieur du four de refusion.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Ce qui se passe \u00e0 l'int\u00e9rieur du four de refusion<\/h2> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Les fours de refusion modernes utilisent plusieurs zones de chauffage et de refroidissement dispos\u00e9es le long d'un syst\u00e8me de convoyage. Au fur et \u00e0 mesure que l'assemblage de circuits imprim\u00e9s traverse ces zones, le processus est g\u00e9n\u00e9ralement d\u00e9crit en quatre \u00e9tapes : pr\u00e9chauffage, trempage, refusion et refroidissement, chacune ayant ses propres param\u00e8tres cl\u00e9s.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\u00c9tape 1 : Pr\u00e9chauffer<\/h3> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Lors du pr\u00e9chauffage, le convoyeur am\u00e8ne la carte de la temp\u00e9rature ambiante \u00e0 environ 120\u2013150\u00b0C. Cette \u00e9tape remplit plusieurs fonctions : elle \u00e9limine en douceur les solvants r\u00e9siduels du flux, s\u00e8che la p\u00e2te \u00e0 souder et r\u00e9chauffe l'ensemble pour r\u00e9duire le choc thermique.<\/p>

Un param\u00e8tre crucial \u00e0 ce stade est la vitesse de mont\u00e9e en temp\u00e9rature (la rapidit\u00e9 \u00e0 laquelle la temp\u00e9rature augmente). Les directives industrielles pr\u00e9conisent g\u00e9n\u00e9ralement une mont\u00e9e douce d'environ 1 \u00e0 2 \u00b0C par seconde, tandis qu'en production r\u00e9elle, la mont\u00e9e est g\u00e9n\u00e9ralement maintenue en dessous d'environ 3 \u00b0C\/s comme limite sup\u00e9rieure. Ce taux est contr\u00f4l\u00e9 \u00e0 l'aide des capteurs de temp\u00e9rature et du syst\u00e8me de contr\u00f4le \u00e0 l'int\u00e9rieur du four de refusion.<\/p>

La courbe de pr\u00e9chauffage exacte d\u00e9pend de la taille et de la masse de la carte. Par exemple, pour une carte lourde comportant de nombreuses couches, un chauffage trop rapide peut fissurer les composants ; pour une carte l\u00e9g\u00e8re, un pr\u00e9chauffage plus rapide peut \u00eatre acceptable.<\/p>

\u00c0 la fin du pr\u00e9chauffage, la plupart des solvants volatils du flux se sont \u00e9vapor\u00e9s et la temp\u00e9rature de la carte est relativement uniforme.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\u00c9tape 2 : Trempage<\/h3> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Apr\u00e8s le pr\u00e9chauffage, l'assemblage entre dans la phase de trempage, o\u00f9 la carte est maintenue \u00e0 environ 150\u2013180 \u00b0C pendant environ 30\u201390 secondes. \u00c0 ce stade, l'alliage de soudure n'a pas encore atteint son point de fusion.<\/p>

Cette \u00e9tape est n\u00e9cessaire car un assemblage de circuits imprim\u00e9s contient des mat\u00e9riaux et des composants ayant des comportements thermiques diff\u00e9rents. Les composants connect\u00e9s \u00e0 de larges pastilles de cuivre ou \u00e0 des masses m\u00e9talliques chauffent plus lentement, tandis que les petits composants de type puce chauffent plus rapidement. Maintenir la carte dans cette plage de temp\u00e9rature interm\u00e9diaire donne aux zones chauffant plus lentement le temps de rattraper leurs homologues avant que l'assemblage n'entre dans la phase de refusion \u00e0 temp\u00e9rature plus \u00e9lev\u00e9e, r\u00e9duisant ainsi le risque de d\u00e9s\u00e9quilibre thermique et de contraintes m\u00e9caniques.<\/p>

Pendant cette p\u00e9riode, le flux continue \u00e9galement d'\u00e9liminer les oxydes de surface et de pr\u00e9parer les surfaces de soudure au mouillage.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\u00c9tape 3 : Refusion<\/h3> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Vient ensuite l'\u00e9tape de refusion elle-m\u00eame, o\u00f9 la temp\u00e9rature de la carte monte au-dessus du point de fusion de l'alliage de soudure, appel\u00e9 liquidus. Pour la soudure \u00e9tain-plomb eutectique, la fusion se produit autour de 183 \u00b0C, tandis que les alliages courants sans plomb \u00e9tain-argent-cuivre, tels que le SAC305, ont un liquidus d'environ 217\u2013221 \u00b0C. Dans un profil SAC305 typique, la temp\u00e9rature de cr\u00eate est souvent r\u00e9gl\u00e9e \u00e0 environ 240 \u00b0C, soit environ 20\u201330 \u00b0C au-dessus du liquidus. Certains profils peuvent permettre des temp\u00e9ratures de cr\u00eate allant jusqu'\u00e0 250 \u00b0C, mais g\u00e9n\u00e9ralement pas beaucoup plus afin d'\u00e9viter d'endommager les composants.<\/p>

\u00c0 ce stade, les particules de soudure dans la p\u00e2te fondent et coalescent pour former des filets. La temp\u00e9rature de la carte augmente g\u00e9n\u00e9ralement de la temp\u00e9rature de fin de trempage jusqu'au pic. La vitesse de mont\u00e9e en temp\u00e9rature est souvent de l'ordre de 1 \u00e0 2\u00b0C\/s. Si la mont\u00e9e est trop abrupte, les gaz de flux peuvent bouillir trop rapidement et provoquer des billes de soudure ou des projections. Si la mont\u00e9e est trop lente, la soudure peut mouiller pr\u00e9matur\u00e9ment, entra\u00eenant des ponts de soudure.<\/p>

Le Temps Au-Dessus du Liquidus (TAL) est une mesure critique qui indique la dur\u00e9e pendant laquelle la soudure reste au-dessus de son point de liquidus. Typiquement, les cartes sont maintenues au-dessus du point de fusion de l'alliage pendant environ 30 \u00e0 90 secondes. Cela garantit que la soudure a le temps de s'\u00e9couler compl\u00e8tement et de mouiller les surfaces. Un TAL court, tel que moins de 20 secondes, peut entra\u00eener un mouillage incomplet. Un TAL excessif, en particulier bien au-del\u00e0 de 100 secondes, peut exposer les composants \u00e0 des contraintes thermiques inutiles.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\u00c9tape 4 : Refroidissement<\/h3> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Apr\u00e8s la temp\u00e9rature maximale, l'assemblage entre dans la phase de refroidissement, o\u00f9 la soudure fondue se solidifie pour former des joints de soudure d\u00e9finitifs. Le refroidissement doit \u00eatre suffisamment rapide pour favoriser une structure de soudure \u00e0 grain fin, mais suffisamment contr\u00f4l\u00e9 pour \u00e9viter un choc thermique. Dans de nombreux profils de refusion, la vitesse de refroidissement est maintenue \u00e0 environ 3 \u00e0 4 \u00b0C par seconde.<\/p>\n

Si le refroidissement est trop lent, la soudure peut former des grains plus grossiers, ce qui peut r\u00e9duire la r\u00e9sistance du joint. Si le refroidissement est trop rapide, le changement brusque de temp\u00e9rature peut introduire des contraintes dans les joints de soudure, les composants ou les mat\u00e9riaux du circuit imprim\u00e9.<\/p>\n

Dans de nombreux fours de refusion, le refroidissement est contr\u00f4l\u00e9 par des zones de refroidissement d\u00e9di\u00e9es ou par la r\u00e9duction de la chaleur dans les sections finales du four. Le d\u00e9bit d'air et la vitesse du convoyeur peuvent \u00e9galement \u00eatre ajust\u00e9s pour contr\u00f4ler la vitesse de refroidissement de la carte. Par exemple, une zone de refroidissement peut \u00eatre r\u00e9gl\u00e9e \u00e0 environ 100\u00b0C ou moins, permettant \u00e0 la carte de refroidir en dessous de 80\u00b0C avant de quitter le four. Certaines lignes de production utilisent \u00e9galement de l'air puls\u00e9 pour augmenter le taux de refroidissement si n\u00e9cessaire.<\/p>\n

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Contr\u00f4le du Processus de Soudage par Refusion<\/h2> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Un profil de temp\u00e9rature de soudure par refusion n'est pas un mod\u00e8le fixe. Il doit \u00eatre ajust\u00e9 en fonction de la structure de la carte de circuit imprim\u00e9 (PCB), de l'\u00e9paisseur de la carte, du nombre de couches, du poids du cuivre, de la sensibilit\u00e9 thermique des composants, des sp\u00e9cifications de la p\u00e2te \u00e0 souder, de la r\u00e9partition des composants et de la masse thermique globale.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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La plupart Fabricants de CIBA<\/a> d\u00e9finir le profil en termes de plusieurs param\u00e8tres cl\u00e9s :<\/p>