Qu'est-ce que le flux dans la soudure ？

Lors de ma première tentative de soudure, j'ai conclu que c'était extrêmement difficile et qu'il me faudrait des années de pratique avant de maîtriser la technique. Je n'avais qu'un fer à souder de 60 watts à manche en bois, offert par mon père, et une soudure à 70 % de plomb. Plus tard, j'ai découvert que d'autres matériaux, outre mon fer à souder et mon fil à souder, rendraient la soudure beaucoup plus passionnante. L'un de ces matériaux est flux de soudure.

Cet article répondra à toutes vos questions sur le flux de soudure et comment vous pouvez l'utiliser pour améliorer votre expérience de soudure et d'assemblage de PCB.

Qu'est-ce que Flux ?

Flux de soudure

Le flux est une substance chimique utilisée dans le processus de soudure. Sa fonction principale est d'éliminer l'oxyde ou toute impureté de la surface métallique à souder. Bien qu'il existe sous différentes textures et formes (pâte, liquide et sèche), entre les cavités de la soudure et même sur le circuit imprimé ou la surface de la carte de cuivre à souder, sa fonction reste la même.

La conductivité électrique est plus élevée et le joint est plus solide lorsque la surface soudée est exempte d'impuretés. C'est pourquoi l'utilisation de flux est essentielle lors du processus de soudure. De plus, la présence de flux sur un circuit imprimé ou une surface métallique empêche toute formation d'oxydes, ce qui est essentiel pour la préservation d'un circuit imprimé ou de toute carte en cuivre.       

Différents types de flux et applications

Lorsqu'un ingénieur ou un technicien moyen pense au flux, il pense à une substance gélatineuse ou pâteuse utilisée en soudure. Cependant, en réalité, les flux utilisés en soudure se divisent généralement en trois catégories principales : le flux à base de colophane (type R), le flux sans nettoyage et le flux hydrosoluble (aqueux).

Flux de colophane : Le type de flux le plus couramment utilisé dans l'industrie électronique est la colophane, obtenue à partir de résine naturelle ou de sève de pin. Les flux à base de colophane, notamment les types R et RMA (colophane non activée et légèrement activée), ne sont absolument pas corrosifs lorsqu'ils ne sont pas actifs et ne s'activent que sous l'effet de la chaleur. Leur nature non corrosive, lorsqu'ils ne sont pas activés, les rend adaptés à la plupart des processus d'assemblage de circuits imprimés, et il n'est pas nécessaire de les nettoyer après application.

Il existe également le flux de colophane activé (type RA), qui doit être nettoyé de la carte après utilisation. Ce type RA contient des produits chimiques plus puissants pour une élimination plus efficace de l'oxyde. En l'absence de nettoyage, il peut provoquer une corrosion du circuit dans lequel il est utilisé.

Flux sans nettoyage : Utilisé lors du soudage ou du dessoudage, le flux sans nettoyage ne laisse que peu de résidus. Non corrosif, il peut être laissé sur un circuit imprimé sans danger. Principalement utilisé en électronique moderne, il a prouvé son efficacité au fil des ans. Il élimine efficacement les oxydes et les impuretés, assure des soudures solides et évite tout nettoyage supplémentaire après le soudage ou l'assemblage du circuit imprimé.

Bien que les résidus laissés par le flux sans nettoyage soient faibles, ils peuvent être collants, attirer la poussière et d'autres impuretés et provoquer de la corrosion ou un court-circuit sur le PCB.

Flux soluble dans l'eau (aqueux) : Le flux hydrosoluble présente une concentration plus élevée en acide organique et est très efficace pour éliminer les oxydes et les impuretés. Son inconvénient est qu'il ne peut pas être laissé sur une carte. Il doit être nettoyé immédiatement après application, sous peine de corrosion de la carte et des composants qui y sont posés. Cependant, le nettoyage d'un flux hydrosoluble est relativement simple, car il est soluble dans l'eau et peut être éliminé par rinçage à l'eau.

À quoi sert le flux de soudure ?

Le flux de soudure est une substance chimique conçue pour préparer la surface métallique à souder pour une soudure efficace, et il le fait en :

· Ils éliminent toute couche d'oxyde formée à la surface lorsqu'ils sont exposés à l'air. Avec le temps, lorsqu'un métal est exposé à l'air sec ou humide, il s'oxyde et des métaux comme le cuivre commencent à changer de couleur en raison de la couche d'oxyde formée. Cette couche d'oxyde empêche la soudure fondue de rester en place si elle n'est pas correctement éliminée.

· Nettoyage de la surface métallique en éliminant d’autres impuretés telles que l’huile, la poussière, la saleté et d’autres contaminants.

· Réduit la tension superficielle entre la soudure et la surface métallique, permettant ainsi à la soudure de s'étaler facilement et de rester sur la surface métallique.

Quel est le but du flux dans la soudure ?

Le flux de soudure joue un rôle essentiel pour obtenir une soudure nette et efficace. Mais comment y parvient-il alors qu'il se contente d'éliminer les impuretés ? Voici quelques raisons pour lesquelles l'utilisation de la soudure ou de l'assemblage de circuits imprimés est importante.

· En éliminant les impuretés et les contaminants, le flux améliore la connectivité électrique entre la soudure et la surface métallique. 

· Une surface métallique propre facilite une liaison solide lors de l'application de la soudure, garantissant une connexion fiable et durable dans l'assemblage de circuits imprimés.

· Lors du soudage manuel, l'application du flux permet à la soudure de couler facilement là où elle est utilisée, ce qui rend le processus plus facile et plus rapide.

· L'application de flux avant le dessoudage aide la soudure à fondre plus rapidement, réduisant ainsi l'impact de la chaleur sur le composant à dessouder.

Le flux de soudure permet également de maintenir la panne propre et exempte d'oxyde. Cela réduit le temps de nettoyage et facilite un soudage rapide et sans stress.

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Comment utiliser le flux de soudure

L'utilisation du flux dépend de plusieurs facteurs, tels que la technique utilisée ou la taille du composant à souder. Bien que la plupart des soudures disponibles en électronique soient dotées d'un flux intégré, de nombreuses personnes préfèrent en ajouter pour une meilleure expérience de soudure.

Pour l'assemblage de circuits imprimés CMS, de la pâte à braser (mélange de flux et de soudure dissoute) est ajoutée à la surface du circuit imprimé. Sous l'effet de la chaleur, le flux et la soudure remplissent leur fonction, assurant ainsi une soudure parfaite. Cependant, lors du dessoudage d'un composant, du flux supplémentaire est ajouté directement sur les soudures, facilitant ainsi le dessoudage.

Les plaques de montage, par exemple, sont recouvertes d'un flux de colophane qui fond sous l'effet de la chaleur. Cependant, il peut être nécessaire d'utiliser davantage de flux, notamment pour éviter que la soudure fondue ne scelle les bandes de cuivre et ne provoque un court-circuit sur la carte. Lorsque le placement des composants sur la plaque de montage est simple, il n'y a pas lieu de s'inquiéter d'un court-circuit et vous pouvez poursuivre la soudure sans appliquer de flux supplémentaire.

Pâte à souder vs. flux de soudure

La plupart des gens ont parfois du mal à faire la différence entre le flux de soudure, la pâte à souder et la soudure elle-même. Pour expliquer la différence entre les trois, commençons par répondre à la question suivante : Qu'est-ce que la pâte à souder ? 

Qu'est-ce que la pâte à souder ?

Pâte à braser

Pâte à braser Il s'agit d'un mélange de flux et de fines particules de soudure. Il est principalement utilisé en montage en surface (CMS) pour l'assemblage électronique. Il se présente sous forme de pâte, d'où son nom. Sous l'effet de la chaleur, le flux agit, tandis que la soudure agit, ce qui en fait un duo idéal pour l'assemblage CMS.

La différence entre le flux de soudure et la pâte à souder

Lorsque le flux de soudure est appliqué sur une carte, selon le type de flux (activé par la chaleur ou non), une fois activé, il réagit avec la surface métallique, élimine l'oxyde et toute autre impureté, puis la soudure est administrée séparément pour réaliser le joint.

En revanche, la pâte à braser ne nécessite pas de soudure supplémentaire pour faciliter la soudure. La soudure est appliquée sur la carte, juste autour de la pastille de soudure du composant CMS. Le composant à souder est ensuite placé sur la pastille du circuit imprimé et maintenu par la pâte collante. Dès que la chaleur est appliquée (ou que la carte est placée dans le four de refusion), la soudure fond et coule pour créer la soudure entre le composant et la pastille. Le flux contenu dans la pâte permet cette fluidité et garantit l'absence de soudure sur le masque de soudure.

La différence entre le flux et la pâte à souder réside dans leur fonction. Le flux sert à préparer la surface métallique à souder, tandis que la pâte à souder prépare non seulement la surface, mais joue également un rôle clé dans le processus d'assemblage.

Supposons que j'aie appris quelque chose en plus de dix ans de soudure active. Dans ce cas, il est important de comprendre que, quelle que soit votre habileté à manier un fer à souder, la qualité de vos matériaux de soudure et la façon dont vous les utilisez restent le principal facteur déterminant du résultat obtenu. L'essentiel réside dans le choix des matériaux et des outils appropriés, et pas seulement dans l'angle de tenue du fer à souder.

Si vous avez suivi attentivement cet article jusqu'ici, vous ne devriez avoir aucun mal à choisir le flux adapté à votre circuit imprimé et saurez exactement comment l'utiliser. Vous savez maintenant quel type de flux peut être utilisé en toute sécurité sur votre circuit imprimé et lequel nettoyer immédiatement. La prochaine fois que vous achetez un flux, lisez attentivement la description et appliquez-le conformément aux recommandations.