Comment éviter l'effet tombstone des puces CMS ?
L'effet tombstone dresse à la verticale les petites puces CMS pendant la refusion. Ce guide explique les forces de mouillage asymétriques en cause et montre comment ajuster le dessin des pastilles, le volume de pâte et le profil de refusion pour l'éviter.
Voir les guides soudageQuelles sont les causes de l'effet tombstone ?
L'effet tombstone (aussi appelé effet Manhattan ou pont-levis) survient lorsque les deux terminaisons d'un composant CMS à deux broches fondent à des instants différents. La tension superficielle du premier alliage fondu tire le composant vers le haut, la pastille opposée se soulève et la puce se dresse à la verticale comme une pierre tombale.
La cause est toujours une force de mouillage asymétrique : une pastille devient liquide alors que l'autre est encore pâteuse. Les petites puces légères des tailles 0402, 0201 et 01005 sont les plus exposées, car leur faible masse compense mal le moment de basculement.
- Masse thermique inégale des pastilles, par exemple un large plan de cuivre sur une seule terminaison.
- Volume de pâte différent ou pose décalée sur les deux pastilles.
- Montée en température trop rapide, si bien que les pastilles n'atteignent pas le liquidus ensemble.
- Terminaisons du composant contaminées ou de mouillabilité inégale.
Comment le dessin des pastilles et du pochoir aide-t-il ?
La symétrie est la contre-mesure la plus importante. Les deux pastilles doivent être thermiquement identiques et recevoir le même volume d'alliage. L'empreinte selon l'IPC-7351 fournit des géométries éprouvées pour chaque taille comme point de départ.
Si une piste ou un plan de cuivre ne rejoint qu'une pastille, celle-ci agit en dissipateur et fond plus tard. Reliez les larges surfaces de cuivre par des dégagements thermiques afin que les deux terminaisons atteignent le liquidus à la même vitesse.
Comment définir les zones de préchauffage, de palier et de pic pour l'alliage sans plomb.
Lire le guideQuel rôle jouent le volume de pâte et le profil de refusion ?
Trop de pâte augmente la tension superficielle et donc le moment de basculement, trop peu entraîne un mouillage incomplet. L'essentiel est un dépôt régulier et équilibré des deux côtés, avec un profil de refusion qui amène les deux pastilles au-dessus du liquidus presque simultanément.
Une montée modérée d'environ 1 à 3 K/s et un palier suffisant de 60 à 120 s vers 150 à 200 °C égalisent les écarts de température sur la carte. Avec l'alliage sans plomb SAC305, le pic se situe en général entre 235 et 245 °C, avec 45 à 90 s de temps au-dessus du liquidus (217 °C).
- Adapter l'épaisseur et l'ouverture du pochoir à la taille, souvent une feuille de 0,10 à 0,12 mm pour le 0201.
- Vérifier la précision de pose ; l'objectif est une puce centrée avec au plus ±0,05 mm de décalage.
- La refusion sous azote peut améliorer le mouillage mais accentue le flottement avec un profil agressif.
- Valider le profil de refusion par un relevé thermique sur la carte réelle.
Questions fréquentes
Quels composants sont les plus sensibles à l'effet tombstone ?
Surtout les petites puces à deux terminaisons comme les résistances et condensateurs en tailles 0402, 0201 et 01005. Leur faible masse compense mal le moment de basculement dû à la tension superficielle.
Moins de pâte à braser aide-t-il contre l'effet tombstone ?
Un volume de pâte légèrement réduit mais équilibré des deux côtés diminue le moment de basculement. Plus que la quantité absolue, l'important est que les deux pastilles reçoivent exactement le même volume.
À quoi doit ressembler le profil de refusion ?
Une montée modérée de 1 à 3 K/s et un palier suffisant égalisent les écarts de température afin que les deux terminaisons fondent presque en même temps. Le pic ne doit pas dépasser le niveau nécessaire.
L'effet tombstone est-il plus fréquent avec l'alliage sans plomb ?
Oui, le SAC305 sans plomb a un liquidus plus élevé (217 °C) et une cinétique de mouillage différente, si bien que les écarts de temps à la fusion se répercutent davantage. Un profil bien réglé est donc d'autant plus important.
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