Soudage à la vague ou brasage sélectif :quel est le meilleur choix pour les assemblages de circuits imprimés complexes ?

Dans la fabrication de produits électroniques, le soudage fait partie de ces étapes qui semblent simples de l’extérieur mais qui comportent d’énormes responsabilités. C’est l’étape où les choses peuvent s’assembler ou s’effondrer. Sur le papier, la plupart des joints de soudure se ressemblent. Dans l’usine, c’est tout sauf le cas. Une petite modification de conception, un connecteur supplémentaire, une disposition plus étroite ou un composant sensible peuvent soudainement faire de la méthode de soudure d'hier un handicap aujourd'hui.

Lorsque les entreprises nous contactent sur Karkhana.io pour l'assemblage de PCB et la fabrication de produits électroniques, l'une des conversations les plus courantes que nous avons concerne le brasage sélectif par rapport au brasage à la vague. De nombreuses équipes connaissent ces termes, mais très peu comprennent parfaitement comment chaque méthode se comporte une fois qu'une carte passe de la conception à l'atelier de production. 

Dans cet article, nous expliquerons ce qu'est le brasage à la vague, décomposerons le processus de brasage à la vague et définirons clairement ce qu'est le brasage sélectif en termes réels de fabrication. Nous expliquerons également comment un processus de brasage robotisé s'intègre dans le brasage sélectif et pourquoi il est devenu un élément si important pour les assemblages de circuits imprimés complexes. Alors sans plus tarder, allons droit au but !

Nous commencerons par la méthode qui existe depuis le plus longtemps. Nous parlons de brasage à la vague qui est essentiellement une technique de brasage en vrac utilisée principalement pour les assemblages de circuits imprimés traversants. Dans cette méthode, le PCB passe sur une vague continue de soudure fondue, permettant à la soudure de se lier aux plots métalliques exposés et aux fils de composants sur la face inférieure de la carte.

Si vous voulez vraiment comprendre ce qu’est le processus de brasage à la vague, il est important d’examiner son fonctionnement étape par étape. 

Avant tout, le flux est appliqué au PCB. Cette étape consiste à nettoyer l’oxydation des surfaces métalliques et à assurer un bon mouillage de la soudure. La planche passe désormais par une zone de préchauffage contrôlée. Ce préchauffage réduit essentiellement le choc thermique et prépare l’assemblage à l’impact de soudure. Après cela, le PCB passe sur la vague de soudure elle-même, où la soudure fondue forme simultanément des joints sur toutes les plages exposées. Enfin, la carte est refroidie afin que les joints de soudure puissent se solidifier. 

Aujourd'hui encore, le brasage à la vague continue de jouer un rôle important dans la fabrication, notamment lorsque :

• Le PCB est dominé par des composants traversants
• La mise en page est ouverte et pas trop dense
• Les volumes de production sont élevés
• Le contrôle des coûts est une priorité

C’est pourquoi le brasage à la vague a toujours été associé à la rapidité et à l’efficacité. Vous soudez beaucoup de joints, très rapidement, avec une configuration relativement simple. Cela étant dit, à mesure que la conception des PCB a évolué, le brasage à la vague a commencé à montrer ses limites !

Qu'est-ce que le brasage sélectif ?

À mesure que les PCB devenaient plus denses et plus diversifiés en termes de technologies, les fabricants avaient besoin de plus de contrôle que ce que le brasage à la vague pouvait offrir. C'est là que la soudure sélective entre en jeu. Il s'agit d'une méthode dans laquelle la soudure est appliquée uniquement sur des joints spécifiques d'un PCB, plutôt que sur l'ensemble de la carte. Alors oui, au lieu de tout exposer à la soudure fondue, seules les zones requises sont ciblées. 

Dans les environnements de fabrication modernes, le brasage sélectif est presque toujours mis en œuvre sous la forme d’un processus de brasage robotisé. Il vous offre un système programmable qui déplace une buse de soudure précisément vers les joints à souder. Celui-ci suit ensuite les chemins prédéfinis avec une précision reproductible. Voilà la technologie moderne !

Il permet littéralement de souder des composants traversants sur des cartes sur lesquelles des pièces SMT sensibles sont déjà installées, sans risquer de les endommager. Le processus implique donc généralement un fluxage, un préchauffage contrôlé de la zone cible et une application précise de la soudure. Et avec cela, tout ce qui se trouve en dehors de cette zone reste intact. 

Mais non, le brasage sélectif n’a pas été envisagé pour remplacer entièrement le brasage à la vague. La raison pour laquelle elle existe est que la soudure à la vague ne convient tout simplement pas à de nombreuses cartes modernes. Nous sommes sûrs que vous savez à quel point les conceptions sont devenues plus strictes. Avec cela, les combinaisons de composants sont devenues plus complexes et les attentes en matière de qualité ont augmenté. Il est donc clair que les fabricants ont besoin :

• Meilleur contrôle thermique
• Risque réduit de pontage par soudure
• Plus de flexibilité pour les assemblages mixtes

C'est pourquoi le brasage sélectif est une question si importante pour les entreprises qui construisent l'électronique d'aujourd'hui !

Tableau de comparaison :brasage sélectif et brasage à la vague

Le tableau ci-dessous vous aidera à comprendre la différence et ce que proposent ces deux méthodes : 

Aspect Soudure à la vague Soudure sélective Couverture de soudure Face inférieure entière du PCB Uniquement les joints sélectionnés Niveau de contrôle Limité Élevé Nature du processus Soudage en masse Processus de brasage robotisé Impact thermique sur l'ensemble de la carte Localisé Meilleur ajustement Cartes traversantes simples Cartes complexes à technologies mixtes Flexibilité Faible Élevé Risque de défaut sur les cartes denses Élevé Faible Facilité de changement Modérée Plus facile via la programmation

C’est pourquoi le brasage sélectif ou le brasage à la vague ne dépend pas de la méthode la plus récente ou la plus avancée. Il s’agit du degré de contrôle dont votre planche a réellement besoin ! 

Quand choisir quelle méthode ?

Voici tout ce que vous devez savoir avant de faire un choix :

La soudure à la vague a toujours sa place dans la fabrication, et nous sommes très réfléchis quant à l'endroit où nous l'utilisons.

La soudure à la vague fonctionne bien quand :

• La conception du PCB est simple et directe 
• La plupart des composants sont traversants
• Le tableau peut tolérer une exposition à la chaleur sur toute la surface
• Les volumes sont suffisamment élevés pour bénéficier de la rapidité

Dans de tels cas, il ne fait aucun doute que le brasage à la vague sera pour vous une solution fiable et rentable. 

D'un autre côté, la soudure sélective devient importante lorsque les cartes cessent d'être simples.

Vous devriez sérieusement envisager le soudage sélectif lorsque :

• Les composants SMT sont déjà placés sur la carte
• Seuls les joints traversants spécifiques nécessitent une soudure
• Certains composants sont sensibles à la chaleur
• La disposition laisse peu de marge pour la propagation de la soudure

Le brasage sélectif étant un processus de brasage robotisé, il offre une répétabilité difficile à obtenir manuellement ou avec des méthodes en masse. Le même joint est soudé de la même manière, à chaque fois, sur des milliers d'unités.

Conclusions

Les décisions de soudure façonnent la fiabilité et l’évolutivité de votre produit plus que la plupart des équipes ne le pensent. Comprendre ce qu'est le brasage à la vague, ce qu'est le processus de brasage à la vague et ce qu'est le brasage sélectif vous permet de faire des choix de fabrication éclairés pour votre marque. Une fois que vous comparez réellement le brasage sélectif au brasage à la vague, il est utile d’aligner votre stratégie de soudage sur les exigences de complexité, de volume et de qualité de votre carte. Ce qui est un must !

Cependant, il peut y avoir des hauts et des bas et de nombreux problèmes de soudure n’apparaissent pas immédiatement. Ils apparaissent plus tard sous la forme de pannes intermittentes, de coûts de reprise ou de retours sur le terrain. Si vous souhaitez éviter ces erreurs commises par les gens, choisir un partenaire EMS fiable changera la donne pour vous. Chez Karkhana.io, nous comprenons comment un processus de soudage robotisé bien mis en œuvre nous donne le contrôle nécessaire aux conceptions d'aujourd'hui. C'est pourquoi, lorsque votre équipe nous pose des questions sur le brasage sélectif par rapport au brasage à la vague, nous répondons :

• Mise en page et empilement du tableau
• Sensibilité des composants
• Volumes de production attendus
• Objectifs de qualité et de fiabilité

À partir de là seulement, nous construisons une stratégie de soudure qui soutiendra votre fabrication à long terme et pas seulement le premier lot !

Questions fréquemment posées

1. Quels sont les inconvénients du brasage à la vague ?

Le brasage à la vague expose toute la face inférieure du PCB à la soudure fondue, ce qui peut poser problème pour les cartes denses ou à technologies mixtes. C'est pourquoi de nombreux fabricants évaluent soigneusement le brasage sélectif par rapport au brasage à la vague avant de finaliser leur processus.

2. Quelle est la différence entre le brasage sélectif et le brasage à la vague ?

La différence réside dans le contrôle. Le brasage à la vague implique un soudage en masse sur tous les fronts, tandis que le brasage sélectif utilise un processus de brasage robotisé pour cibler uniquement des joints spécifiques.

3. Quelle méthode de brasage est la plus adaptée à la production de masse ?

Pour les conceptions simples traversantes, le processus de brasage à la vague reste très efficace pour la production de masse. Pour les assemblages complexes, la soudure sélective s'adapte souvent mieux en raison de la réduction des défauts.

4. Pourquoi la soudure à la vague est-elle utilisée ?

Le brasage à la vague est utilisé car il offre rapidité, cohérence et rentabilité pour des conceptions appropriées. Comprendre ce qu'est le brasage à la vague aide les fabricants à décider où il s'intègre encore dans la production électronique moderne.