Le problème thermique
Un plan de cuivre épais est un excellent dissipateur thermique. C'est sa raison d'être : il conduit le courant et évacue la chaleur des composants. Lors du brasage, cette même propriété nuit au processus : le plan absorbe la chaleur de la jonction.
Sur une couche interne de 10 oz ou une couche externe de 20 oz, la masse de cuivre est suffisamment importante pour qu'un fer à braser manuel ou un profil de refusion court ne suffisent pas à amener la pastille à la température requise. Le problème peut ressembler à un mouillage insuffisant, mais il s'agit en réalité d'un problème d'équilibre thermique.
Préchauffage par le bas
La solution classique consiste à amener l'ensemble plus près de la température de procédé avant d'appliquer la chaleur locale :
Refusion : un palier plus long et une montée en température plus lente, vérifiés par un profil mesuré sur la carte plutôt que par l'affichage du four.
Brasage sélectif et manuel : une plaque chauffante ou un préchauffeur par le bas, afin que le fer à braser n'ait à ajouter que les derniers degrés.
Soudage à la vague : préchauffage adéquat et support ne faisant pas obstacle à la soudure.
Il est impératif d'éviter la surchauffe du stratifié : une chaleur excessive sur la face supérieure risque de décoller le cuivre ou de provoquer des cloques sur le circuit imprimé bien avant que la soudure ne soit correcte.
Dégagement thermique et rétrécissement
Conception et assemblage convergent ici. Une pastille reliée à un plan par quatre branches étroites chauffe plus rapidement qu'une pastille reliée par une coulée continue, et le soudage est plus aisé sans endommager le stratifié. Lorsqu'une pastille ne peut pas être dégonflée (par exemple, pour une borne à courant élevé), le processus d'assemblage doit compenser ce manque de chaleur.
Ce compromis est délibéré : le dégagement facilite le soudage et réduit légèrement l'intensité admissible ; une connexion continue transporte un courant plus élevé et nécessite davantage de chaleur.
Pochoir, pâte et profil
Surface d'ouverture : cette surface est plus importante sur les pastilles reliées à du cuivre épais, afin que la soudure dispose de suffisamment de pâte pour former un cordon.
Forme d'ouverture : cette forme évite les impressions longues et étroites sur des pastilles larges, qui créent un pont plutôt qu'un décollement. - Type de pâte : respectez les spécifications ; une pâte choisie pour un pas fin risque de mal se détacher d'une large ouverture.
Profil : adapté à la masse thermique, avec une phase de stabilisation permettant à la carte de se réchauffer et une phase de pointe respectant les valeurs nominales des composants.
Joints traversants et connecteurs
Les bornes à insertion forcée et les bornes traversantes de grande taille sont les plus sujettes aux problèmes de dissipation thermique, car le corps est entouré de cuivre. Le brasage sélectif avec préchauffage défini, ou le brasage à la vague avec un contact long, est plus fiable que le brasage manuel. Pour les bornes à insertion forcée, les tolérances des trous et des broches sont plus importantes que la qualité de la brasure, puisqu'il n'y en a pas.
Inspection
Rayonnement aux rayons X pour les joints masqués par le cuivre, inspection optique automatisée (AOI) pour le positionnement et les congés visibles, et coupes transversales sur l'échantillon pour le cuivre des parois des trous. Un test de traction sur un échantillon de bornes d'alimentation permet de convertir l'aspect « correct » en une valeur numérique, information essentielle pour un client s'interrogeant sur la capacité de courant.
La qualité de fabrication est évaluée selon la norme IPC-A-610. Les règles au niveau du conseil d'administration sont sur le guide de conception en cuivre épais, les limites du processus sur le page PCB en cuivre épais, et les portes d'assemblage dans le note d'inspection.
