La soudure est très important pour la connexion de composants sur la carte PCB et autres circuits électroniques. Les fils de soudure et autres composants sont les principaux facteurs contribuant au bon fonctionnement de tout circuit et projet. Le métal d'apport point de fusion moins de 450 degrés sont utilisés pour la connexion de deux points métalliques.
Pour PCBsLa soudure est l'élément principal de la fabrication d'une carte. Elle permet d'assembler les différents composants en connectant leurs broches. La soudure la plus utilisée est composée d'étain et de plomb, dont le point de fusion est de 185 degrés. La fusion de la soudure permet des soudures conductrices après refroidissement. Nous allons découvrir ici le processus de soudure et son importance. Commençons.
Comprendre les bases de la soudure
Qu’est ce qu' Soudure?
Le soudage consiste à faire fondre la soudure sur des fils, des composants électroniques ou des circuits imprimés afin de réaliser des connexions entre certains points ou composants. Le fer à souder est le principal outil utilisé pour faire fondre la soudure sur les points de connexion, ainsi que d'autres outils comme la mèche à souder, la ventouse à soudure, etc.
La soudure est considérée comme un élément clé de la fabrication électronique, de la création de circuits imprimés et de la conception de projets. La soudure utilisée est disponible dans différents alliages, tels que l'étain-plomb, l'étain-argent, etc. Généralement, des soudures sans plomb sont utilisées pour éviter tout danger pour la vie humaine.
Que signifie fil à souder ?
Il existe différents types de soudure, dont le fil à souder. Ces fils présentent des caractéristiques spécifiques permettant de réaliser des applications spécifiques en fonction des exigences de température. Ils sont disponibles en différents types, selon le type de soudure utilisé pour vos projets et leur prix.
Les types de fils de soudure les plus courants sont les soudures en alliage de plomb et les soudures sans plomb. Le fil de soudure au plomb est fabriqué à partir d'un alliage de plomb et d'étain. L'étain utilise le plomb pour ses points de fusion bas. Le rapport étain-plomb est de 63:37, ce qui le rend principalement utilisé pour les connexions de composants électroniques.
Préparation du PCB et des fils pour la soudure
Rassembler les outils et le matériel nécessaires
Fer à souder:
● Un fer à souder permet de chauffer de manière contrôlée pour faire fondre la soudure. Utilisez un fer à souder offrant différentes températures, par exemple de 300 à 400 °C. Utilisez des pointes d'un à deux millimètres pour souder des fils. Des pointes de plus grand diamètre sont idéales pour les connexions de composants plus volumineux.
● Une faible puissance, d'environ 15 à 40 watts, est utilisée pour la connexion des composants sur les cartes, et une puissance élevée (60 à 140 watts) est utilisée pour les charges lourdes.
Fil à souder :
● Les composants métalliques d'apport sont fournis par le fil de soudure pour réaliser les connexions. Les soudures sans plomb nécessitent des températures plus élevées, et les soudures à âme en colophane utilisent généralement un diamètre de 0.5 mm à 1 mm, ce qui est idéal.
Support de soudure et éponge :
● Lors du soudage, lorsque vous n'utilisez pas de fer chaud, placez-le sur le support. L'éponge sert à nettoyer la panne du fer et à retirer l'excédent de soudure sur la carte afin d'éviter toute corrosion et tout dommage supplémentaire.
Flux et nettoyant :
● Sur les circuits imprimés, le flux de soudure élimine les impuretés et évite la formation d'oxydes sur la surface métallique. Il assure les soudures nécessaires. L'isopropyle est utilisé pour nettoyer les résidus de flux.
Équipement de sécurité:
● Avant de commencer le soudage, vous devez respecter les précautions de sécurité. Portez des lunettes de sécurité pour protéger vos yeux des matières dangereuses. Votre laboratoire doit également être équipé d'un système de ventilation adéquat.
Préparations avant le soudage
Suivez ces points avant le processus de soudure.
1. Tout d’abord, coupez les fils à la résistance requise et laissez quelques points supplémentaires pour une insertion correcte dans les trous.
2. Pour retirer l'isolation des fils, différents outils, tels que des pinces à dénuder, permettent de retirer l'isolation.
3. Le principal conseil pour un transfert de chaleur précis et une création de joint appropriée est le pré-étamage du fil.
4. Nettoyez soigneusement la carte avant de la souder. Généralement, différentes solutions, comme l'alcool isopropylique, sont utilisées pour éliminer les oxydes et autres impuretés de la carte.
5. Pour un processus de soudure facile, placez la carte au bon endroit pour éviter toute distorsion lors des applications de soudure.
6. Connectez maintenant tous les composants de votre conception ou projet à leurs positions respectives pour un travail correct.
7. Essayez d'utiliser un dissipateur thermique lorsque vous soudez des composants, car cela peut éviter que les composants ne soient endommagés en raison de températures élevées.
Guide étape par étape : comment souder des fils sur des circuits imprimés
Étamer la pointe du fer à souder
● L'étamage de la panne facilite la soudure sur la carte et le transfert de chaleur aux points de connexion. Pour ce faire, appliquez la soudure avec une panne de fer chaude par petites quantités. Appliquez ensuite la soudure jusqu'à ce que la panne soit recouverte de soudure.
Positionner et plier le fil
● La connexion correcte du fil et du composant est importante pour le processus de soudure.
● Si vous connectez des composants sur une carte par placage traversant, connectez les fils du côté où les composants sont connectés. Pour les composants connectés sur une carte monocouche, connectez les fils du côté soudure.
Chauffer le tampon et le fil
● Pour une soudure précise, placez un fer étamé sur le fil et la pastille simultanément. Maintenez le fer à cet endroit pendant un certain temps, jusqu'à ce que le fil et la pastille soient chauds, sans déplacer le fil.
Alimenter la soudure au joint
● Déposez de la soudure sur la pastille et le fil près de la pointe du fer. La soudure fond et passe autour du fil et de la pastille. Lorsque la soudure atteint le joint, retirez le fer.
Laissez le joint refroidir et inspectez-le
● À cette étape, après avoir retiré la panne du fer, attendez que la soudure refroidisse. Vérifiez que les soudures sont bien réalisées en créant des cordons de soudure sur le fil. Si vous constatez de nouvelles fissures, refaites les soudures.
Dépannage des problèmes de soudure courants
Joints de soudure à froid
● Le joint froid se produit lorsque la soudure n'est pas complètement fondue. Pour éviter les joints de soudure, utilisez un fer à souder complètement chaud et maintenez la température de soudure requise.
Joints secs
● Une soudure sèche survient lorsque la soudure n'est pas correctement mouillée. Cela affaiblit la connexion électrique. Les principales causes de soudure sèche sont les oxydes, les méthodes de soudage défectueuses, une chaleur inadéquate, etc.
Combler
● Elle est causée par la présence de deux ou plusieurs pastilles connectées suite à une utilisation importante de soudure et crée une configuration en pont. Ces ponts ont un effet néfaste sur le fonctionnement de la carte, provoquant notamment des courts-circuits, et endommagent également les composants connectés.
Boules de soudure
● Les billes de soudure sont de petites sphères apparaissant lors du soudage sur carte. Elles nuisent au bon fonctionnement de la carte. On les observe principalement sur le côté des composants de la puce et des connecteurs à broches. Les principales causes de la formation de billes de soudure sont :
○ Excès de pâte à souder
○ Profil de refusion incorrect :
○ Surface de PCB contaminée :
○ Mauvaises connexions des composants
Tampons oxydés
● La capacité de contact de la soudure est affectée par l'oxydation qui se produit sur la pastille, ce qui entraîne une soudure défectueuse. Par conséquent, la soudure n'est pas correctement fixée à la pastille, ce qui crée des connexions lâches.
Conseils utiles et techniques avancées pour souder des fils sur des cartes
Conseils pour les débutants
● Utilisez un fer à souder précis pour le processus de soudure ; la plupart des fers à souder utilisés sont sans fil.
● Utilisez la troisième main ou l’étau approprié.
● Appliquez une fine soudure pour réaliser le joint du projet.
● Pour les débutants, la soudure recommandée est la soudure 60/40.
● La bonne taille doit être appropriée
● Avant d'utiliser le fer à souder, la température requise
● Utilisez le fer à souder avec votre main droite et tenez l'extrémité froide.
● Mettez d'abord le fer sur le joint, puis sur la soudure.
● Ne pas appliquer de soudure pendant une période prolongée peut entraîner une tache plus grosse.
● Nettoyez fréquemment la pointe avec de la laine de fer ou une éponge humide.
● Évitez une pression élevée sur le fer à souder.
● Pratiquez pour devenir un expert en soudure.
Techniques de soudure avancées
● Essayez d'utiliser des pointes de soudure configurées en fonction de la taille des pastilles et des fils des composants.
● Pour un transfert de chaleur précis vers l'ensemble de joints, la pointe du fer à souder est étamée avec précision à l'aide d'une certaine quantité de soudure.
● Connectez le dissipateur thermique à proximité des composants sensibles pour éviter tout dommage.
● Pour éviter toute fissure sur la carte, effectuez le préchauffage à un point de remplissage en cuivre plus grand.
● Suivez la connexion des composants traversants, puis la connexion de montage en surface pour un grand nombre de connexions sur les cartes.
● Pour détecter d'éventuels défauts, vérifiez les fissures, les trous ou les courts-circuits afin de détecter d'éventuels défauts de soudure. Utilisez une loupe pour vérifier les défauts.
Conclusion
La soudure est un élément fondamental et important de l'industrie électronique et de la création de circuits. Ce procédé contribue à la praticabilité de nos conceptions. Différents outils sont utilisés pour réaliser les connexions lors du soudage. Ce procédé est indispensable à tous les niveaux d'ingénieur en électronique, du niveau débutant au niveau avancé. Sans cette maîtrise, vous ne serez pas un ingénieur professionnel capable de réaliser vos projets de manière pratique et fonctionnelle. Avant d'utiliser un fer à souder, prenez quelques précautions, comme le port de lunettes, de gants et d'autres accessoires de protection.
