Avez-vous déjà ressenti la frustration de voir vos appareils électroniques tomber en panne par intermittence ? Il s'agit peut-être de soudures froides.
Selon des études récentes, près de 70 % des pannes électroniques sont dues à des soudures inadéquates. Compte tenu de ces statistiques, nous supposons que vous souffrez également du même problème et que vous cherchez une solution simple. Approfondissons donc le sujet pour en savoir plus.
Qu'est-ce qu'un joint de soudure à froid ?
Une soudure froide est simplement une soudure qui ne fond pas complètement pour créer une jonction parfaite. Dans une soudure froide, la soudure ne forme pas une connexion solide et fiable entre les composants ou les broches qu'elle est censée relier. Ce manque de liaison peut entraîner divers problèmes, notamment une résistance électrique accrue, un fonctionnement intermittent et un risque accru de défaillance des composants.
Certaines variables qui pourraient conduire à des jonctions de soudure froides sont :
● Mouillage inadéquat de la soudure, refusion ou fusion du joint.
● Vibrations ou autres perturbations pendant le refroidissement de la soudure.
● Le flux se décompose prématurément lorsque la température du processus est trop élevée.
● Un mouillage insuffisant des jonctions de soudure se produit lorsque la température du processus est trop basse.
Les soudures à froid présentent généralement un aspect terne et granuleux, contrairement à la finition lisse et brillante d'une soudure bien formée. Ces soudures sont souvent plus fragiles mécaniquement et électriquement et peuvent ne pas offrir la conductivité nécessaire au fonctionnement optimal des composants électriques.
Vous pouvez identifier une soudure froide à l'aide d'une loupe. Une autre méthode consiste à déplacer le composant soudé pour vérifier la présence d'une soudure froide ; si la soudure est fragile, le composant bougera légèrement.
Différents types de joints de soudure à froid
Maintenant que vous savez ce qu’est une soudure à froid, examinons certains de ses types.
1. Joint froid distribué
Une soudure froide répartie désigne une situation où un chauffage insuffisant pendant le processus de soudure entraîne une adhérence insuffisante de plusieurs soudures sur un circuit. Dans ce contexte, « répartie » indique que le problème est réparti sur plusieurs soudures plutôt que localisé à une zone spécifique. Ce phénomène se produit généralement lorsque la soudure ne parvient pas à chauffer et à fondre plusieurs soudures lors de l'assemblage de composants électroniques.
L'identification des soudures froides réparties implique une inspection visuelle de l'ensemble du circuit imprimé. Ces soudures peuvent présenter un aspect terne et granuleux, caractérisé par des connexions affaiblies par une liaison incomplète. Pour remédier à ce problème, le processus de réparation consiste à appliquer du flux sur les zones concernées, puis à réchauffer et ressouder systématiquement chaque soudure afin d'assurer un chauffage uniforme et des connexions fiables sur l'ensemble du circuit imprimé.
2. Joint de soudure fissuré
Une soudure fissurée désigne une connexion électronique présentant une ou plusieurs fissures, visibles ou microscopiques, dans le matériau de soudure. Ces fissures peuvent compromettre l'intégrité de la soudure et entraîner divers problèmes.
Une soudure fissurée peut survenir pour diverses raisons, notamment des contraintes thermiques, des contraintes mécaniques ou des cycles répétés de dilatation ou de contraction. Des facteurs tels que les variations de température, les impacts physiques ou une décharge de traction inadéquate peuvent contribuer à la formation de fissures dans la soudure.
Les conséquences des soudures fissurées peuvent inclure une résistance électrique accrue, un fonctionnement intermittent et des circuits ouverts potentiels. Cependant, pour visualiser les fissures, une inspection visuelle est souvent nécessaire. Cependant, dans certains cas, des techniques avancées comme l'inspection par rayons X peuvent s'avérer nécessaires pour détecter des fissures microscopiques.
3. Joint de soudure à sec
Ce type de problème de soudure survient en l'absence de soudure. Les soudures ne contiennent pas suffisamment de métal, ce qui entraîne des connexions ouvertes et des incidents. Dans d'autres situations, cette soudure peut présenter une conductivité et une résistance électriques élevées par intermittence. Par conséquent, lors de l'utilisation, elles produisent un grincement.
Facteurs à l'origine d'une soudure froide
Les soudures froides peuvent résulter de divers facteurs, et il est essentiel de les comprendre pour obtenir des connexions fiables et durables dans les composants électroniques. Voici quelques facteurs courants contribuant à la formation de soudures froides :
1. Chaleur insuffisante
Une sous-chauffe d'une ou des deux surfaces est une erreur de soudage courante qui entraîne une soudure froide. Cela se produit lorsque le fer à souder est réglé trop bas ou que la soudure n'est pas suffisamment chauffée. Dans ce cas, un nouveau chauffage est nécessaire.
Il arrive également que la panne du fer à souder touche et chauffe une pastille du circuit imprimé, mais que la broche du composant reste non chauffée. Par conséquent, la soudure adhère à la pastille du circuit imprimé plutôt qu'à la broche du composant. À l'inverse, cela peut également se produire, auquel cas la soudure se connecte à la broche du composant plutôt qu'à la pastille du circuit imprimé.
2. Mauvais nettoyage
Des impuretés peuvent pénétrer dans la soudure lorsque le soudage est effectué trop rapidement ou sans soin. La présence de contaminants, comme la graisse, la saleté et l'oxyde métallique, peut nuire à la qualité de la soudure. Généralement, la formation de globules ou de billes de soudure, qui ne peuvent adhérer aux surfaces sales, devient apparente. Des soudures froides peuvent également résulter d'interférences, provoquant un égouttage trop lent de la soudure sur le joint.
3. Application inadéquate de la soudure
Un manque d'étain aux points de soudure après l'étamage de la carte est un signe de faiblesse de la soudure. Bien que les causes soient nombreuses, la plus courante est un chauffage insuffisant pendant toute l'opération. Une mauvaise application de la soudure entraîne alors des défauts électriques et de connexion.
Effets des joints soudés à froid
Certains facteurs atténuants associés aux soudures froides peuvent affecter les performances globales d'un circuit imprimé. Ces impacts se font principalement sentir sur la stabilité mécanique et la conductivité électrique du joint. Découvrons donc les effets les plus courants des soudures froides.
1. Problèmes de conductivité électrique
Un espace d'air défavorable se forme entre les composants d'une soudure froide, ce qui peut provoquer une fracture ou une fragilisation. Cela provoque une oxydation, qui altère gravement la conductivité électrique (ou la corrosion dans le cas des métaux ferreux). Dans ce cas, vos appareils peuvent donc devenir partiellement ou totalement inutilisables.
2. Instabilité mécanique
Les joints soudés à froid présentent une résistance mécanique inférieure à celle des joints bien formés, ce qui les rend plus sensibles aux contraintes mécaniques, aux vibrations et aux chocs externes. Cette résistance réduite soulève des inquiétudes quant à la capacité du joint à résister aux rigueurs des applications réelles. De plus, les environnements impliquant des mouvements fréquents ou des forces externes augmentent l'usure prématurée, augmentant ainsi les défaillances et les perturbations.
3. Fonctionnalité intermittente
L'un des effets les plus notables des soudures froides est leur tendance à provoquer des interruptions de fonctionnement. Une connexion électrique peu fiable peut entraîner des pannes ou des perturbations occasionnelles des performances des appareils électroniques. Cette imprévisibilité pose des défis importants pour assurer un fonctionnement constant et fiable.
4. Génération de chaleur
La résistance accrue des soudures froides contribue à une production de chaleur localisée dans le circuit. Cette chaleur peut solliciter les composants, entraînant potentiellement des dommages à long terme ou créant des conditions défavorables pour les éléments environnants. L'impact thermique représente un risque pour la santé et la longévité globales du système électronique.
5. Distorsion du signal
Les soudures froides peuvent entraîner une distorsion du signal dans les circuits où l'intégrité du signal est cruciale. Cette distorsion se manifeste par une dégradation du signal, une augmentation du bruit ou, dans les cas les plus graves, une perte de signal. Ces effets peuvent compromettre la précision et l'efficacité de la transmission des données au sein du système électronique.
Comment identifier une soudure froide
Forts de notre expérience pratique, nous connaissons la frustration que peut engendrer la soudure froide tout au long du processus d'assemblage de circuits imprimés. Par exemple, le circuit imprimé peut présenter des dysfonctionnements ou réagir lentement. Voyons comment identifier une soudure froide.
1. Inspection visuelle
Pour détecter des soudures froides, des loupes, des lampes de poche et d'autres instruments oculaires sont souvent nécessaires pour un examen attentif. La première chose à vérifier lors de cette inspection visuelle est la couleur du joint.
Ensuite, nous examinons la forme du joint de soudure. Une déformation ou une forme non concave indique que l'alliage de soudure n'a probablement pas été suffisamment chauffé pour fondre complètement. Par conséquent, le joint peut chauffer et finir par se détacher de la carte en raison de la résistance. Ensuite, utilisez une lampe torche et une loupe pour examiner les joints afin de détecter toute fuite de lumière. Si de la lumière transparaît, le joint n'est pas correctement soudé et doit être retravaillé.
Enfin, inclinez la carte pour vérifier si des joints se détachent partiellement de sa base. Il est également nécessaire d'inspecter la carte pour détecter tout débordement, susceptible de générer des courts-circuits et de détruire l'ensemble.
2. Test avec un multimètre
Pour identifier une soudure froide avec un multimètre, il est essentiel de se concentrer sur ses caractéristiques électriques. Commencez par régler le multimètre sur le mode continuité ou résistance. Ensuite, mettez le circuit hors tension et placez les sondes du multimètre de chaque côté de la soudure. Une soudure correctement réalisée doit présenter une faible résistance ou continuité, signe d'une connexion électrique solide.
À l'inverse, une soudure froide peut présenter une résistance plus élevée ou une continuité intermittente. Il est donc important de prêter attention aux valeurs mesurées qui fluctuent ou s'écartent des valeurs attendues. Ces irrégularités suggèrent une connexion affaiblie nécessitant une intervention. De plus, l'utilisation d'un multimètre pour évaluer la continuité électrique offre une méthode précise pour identifier les soudures froides et garantir la fiabilité des connexions électroniques.
3. Tests électriques
Les tests électriques, qui fournissent des informations sur la fiabilité et l'intégrité des connexions électriques, sont essentiels pour localiser les soudures froides. L'utilisation d'un multimètre peut fournir des informations essentielles sur les soudures lors de cette procédure.
Un autre test électrique utile consiste à mesurer la résistance aux bornes de la soudure et à tester la continuité. Une faible résistance est caractéristique d'une soudure bien formée, garantissant une conductivité électrique efficace. Une soudure froide peut entraîner une résistance plus élevée que prévu, suggérant une mauvaise liaison et d'éventuels problèmes de performances.
Ces tests électriques agissent comme des mesures préventives tout au long du processus de soudure et aident à identifier les soudures froides éventuellement présentes. En intégrant ces inspections aux protocoles de contrôle qualité, vous garantissez la solidité des connexions électriques, réduisant ainsi les risques de dysfonctionnement et augmentant la fiabilité générale des appareils électroniques.
Comment réparer un joint de soudure à froid existant ?
Heureusement, réparer les soudures froides n'est pas trop difficile. Voyons comment procéder.
1. Tout d'abord, réchauffez l'articulation
Localisez le point de soudure et chauffez-le pour que la soudure s'écoule uniformément. Vous pouvez utiliser de l'air chaud ou un fer à souder. Pour bien chauffer le point, appliquez la chaleur uniformément en veillant à ne pas le surchauffer. Si possible, utilisez un fer à souder avec régulateur de température pour garantir une température précise. Si nécessaire, vous pouvez également ajouter de la soudure.
Une fois le joint chauffé, examinez à nouveau la soudure froide pour vous assurer qu'elle est solide et sans défaut. Pour garantir un ajustement parfait, vous devrez peut-être également limer ou poncer les bords des deux pièces à assembler.
2. Retirez la soudure supplémentaire
La répartition de la chaleur peut être difficile si la soudure est excessive. Par conséquent, la jonction peut s'affaiblir et la soudure couler de manière irrégulière.
Voici comment retirer la soudure supplémentaire :
● Utilisez un outil à dessouder ou l’extrémité pointue d’un fer à souder pour gratter l’excès de soudure.
● Attendez que l'excédent de soudure fonde en appuyant la pointe du fer ou de l'outil contre celui-ci.
● Éliminez lentement la soudure chaude à l'aide d'un morceau de tresse à dessouder.
● Après avoir retiré l'excédent de soudure, inspectez la jonction et assurez-vous qu'elle ne présente aucun espace vide. Dans le cas contraire, vous devez d'abord les combler pour continuer.
● Rincer à nouveau la jonction et utiliser le fer à souder pour la réchauffer. Le flux stoppera l'oxydation et favorisera l'application uniforme de la nouvelle soudure.
● Enfin, attendez que le joint refroidisse avant d’appliquer une nouvelle soudure.
Une fois le joint refroidi, assurez-vous qu'il est bien fixé et exempt de tout espace vide. Si la connexion n'est toujours pas solide, vous pouvez réessayer.
Pendant le processus, vous devez penser à remplacer la pièce si le joint de soudure froid se trouve sur une connexion cruciale.
Comment éviter les soudures froides
S'il est vrai que les réparations fréquentes des soudures froides sont une triste réalité, plusieurs mesures préventives peuvent être mises en œuvre. Examinons-les donc en détail.
1. Utiliser un profil de refusion approprié
Une mesure efficace consiste à utiliser un profil de refusion approprié pendant le processus de brasage. Un profil de refusion désigne la courbe température-temps appliquée lors du brasage. Assurez-vous que la pâte à braser atteint et maintient la température requise pendant une durée suffisante, permettant un mouillage et une liaison corrects.
Pour ce faire, suivez le profil de refusion recommandé par le fabricant de la soudure ou la fiche technique du composant. Soyez attentif aux phases de préchauffage, de maintien et de refusion, car des écarts de température ou de durée à chaque étape peuvent entraîner un écoulement insuffisant de la soudure et, par conséquent, des soudures froides.
2. Nettoyage approprié des composants
Nettoyez soigneusement vos composants avec un solvant ordinaire pour éliminer la graisse ou toute autre impureté susceptible de perturber le processus de soudure. Les outils de soudure doivent être nettoyés régulièrement et stockés dans un endroit sec et à l'abri de la poussière pour éviter toute contamination.
3. Éliminez les sources de vibrations
Une autre cause de soudure froide est la vibration et les mouvements qui perturbent le joint pendant le refroidissement. Pour éviter cela, il est conseillé d'investir dans un espace de travail robuste afin d'éliminer les sources de vibrations. Envisagez d'utiliser des outils antistatiques comme des tapis de sol ou des protège-poignets si vous travaillez avec des composants délicats. Vous pouvez également utiliser un masque de soudure pour éviter toute perturbation supplémentaire pendant le refroidissement.
Questions fréquemment posées
1) Quels sont les problèmes de soudure courants ?
Les problèmes de soudure courants incluent les soudures froides et sèches. Les soudures froides se produisent lorsque la soudure ne coule pas correctement et n'adhère pas aux composants, ce qui entraîne une connexion fragile. Les soudures sèches surviennent lorsque la soudure est insuffisante, ce qui entraîne une mauvaise conductivité électrique. D'autres problèmes peuvent survenir, notamment les ponts de soudure (connexions involontaires entre des pastilles adjacentes), la surchauffe (qui peut endommager les composants) et une soudure insuffisante ou excessive.
2) À quoi ressemble un bon joint de soudure ?
Une bonne soudure présente une surface lisse et brillante, bien mouillée, indiquant que la soudure a bien coulé et adhéré au composant et au circuit imprimé. La soudure doit présenter un aspect uniforme et régulier, sans interstices, fissures ou irrégularités.
3) Quelle est la différence entre un joint froid et un joint sec ?
Bien que ces deux problèmes soient liés à la soudure, un joint froid désigne une soudure dont la fusion et l'écoulement ne sont pas corrects, ce qui entraîne une faible liaison. La soudure est souvent terne et peut présenter une texture granuleuse. À l'inverse, un joint sec se produit lorsqu'il n'y a pas suffisamment de soudure, ce qui entraîne une mauvaise conductivité électrique. Les joints secs ont généralement un aspect mat ou rugueux. Ces deux problèmes peuvent affecter la fonctionnalité et la fiabilité des circuits électroniques ; il est donc essentiel de les identifier et de les corriger lors du processus de soudure.
Conclusion
Une soudure froide peut être un véritable cauchemar pour les ingénieurs, mais n'en dites pas plus : cet article a tout expliqué ! De la compréhension de ce problème à son identification, sa prévention et sa réparation, vous saurez comment procéder en quelques étapes simples et faciles.
Ainsi, que vous résolviez des dysfonctionnements ou que vous recherchiez une soudure parfaite, nous pouvons être votre ressource de référence pour obtenir des performances électroniques optimales.
