La soudure est une partie importante du travail avec et sur les composants électroniques. Pour que les composants nécessaires soient solidement reliés et que le courant puisse circuler sans problème, il faut d’une part disposer de l’équipement adapté, et d’autre part employer la bonne technique de soudure. Dans notre guide pratique, nous vous expliquons clairement ce à quoi il faut faire attention pour obtenir le résultat voulu.
Avant de souder : la préparation
La première étape doit être la mise en place d’un environnement de travail propre et sans poussière.
Assurez-vous que les parties à souder et la pointe de soudure soient parfaitement propres, et qu’ils ne présentent aucun résidu.
Dans le cas où le composant présente un excès de matériau, il convient de le retirer avec précaution, à l’aide de papier abrasif, et de le nettoyer au niveau du raccordement avec de l’air comprimé de type Druckluft 67 ou de l’alcool.
Dans votre atelier, utilisez un support non sensible à la chaleur. Placez un petit étau en position, de manière à ce que la partie soudée soit fermement maintenue en place, et ne bouge pas, ni lors du chauffage, ni lors du refroidissement.
De plus, pour pouvoir souder avec précision de très petites pièces, un support avec une loupe peut se révéler très utile.
Faites chauffer votre appareil, et portez-le à une température adaptée à votre soudure.
Par ailleurs, il faut s’assurer d’avoir une aération suffisante dans votre espace de travail. Le fluidifiant contient des acides pouvant, lors de l’augmentation de température, se transformer en vapeurs nocives pour la santé, qu’il ne faut surtout pas respirer.
Des aspirateurs de vapeurs de soudure, avec filtre intégré, sont disponibles à différents niveaux de prix et de tailles – ils offrent une protection optimale contre les substances nocives présentes dans l’air.
Assurez-vous de disposer de l’ensemble des outils nécessaires à portée de main, de manière à pouvoir tous les atteindre facilement pendant le travail.
Un poste de soudure plutôt qu’un fer à souder
Un poste de soudure est nettement plus confortable à utiliser qu’un fer à souder. Les postes de soudure offrent la possibilité de prérégler de façon précise la température, qui ne change pas pendant la totalité des opérations de soudure et ne doit pas à nouveau être vérifiée.
Une soudure précise n’est possible qu’avec la bonne température. Les postes disposent d’affichages regroupant les principales informations, et offrent de nombreuses fonctionnalités.
Les postes de soudure sont disponibles dans différentes gammes de prix et dans différentes variantes, selon les domaines d’utilisation et les préférences de chacun.Les postes de soudure GENERATION WT de Weller par exemple, sont particulièrement faciles d‘utilisation. On peut sans problème travailler alternativement avec plusieurs pointes.
Les personnes préférant souder à l’air chaud choisiront le poste à air chaud WTHA de Weller, avec lequel même les plus petites pièces peuvent être soudées.
Les personnes travaillant fréquemment avec des composants sensibles SMD et BGA peuvent trouver l’utilisation d’un système de soudure à infrarouge particulièrement pratique. L’avantage de cet appareil est que la chaleur de l’outil est produite par la lumière intégrée, et qu’il n’y a par conséquent pas de risque de chaleur excessive au niveau des composants.
La soudure et le dessoudage avec un poste de ce type sont particulièrement faciles à effectuer. Par ailleurs, grâce à l’importante surface de travail, il est même possible de travailler sur une carte mère.
Les bons outils à avoir
Les outils utiles au travail de soudure doivent à tout moment être prêts à être utilisés, de manière à ne pas devoir interrompre le travail.
Parmi les équipements les plus importants figurent un outil à dénuder, un ensemble de pincettes, une pince coupante, un support avec loupe, des ustensiles de support, ainsi qu’une éponge métallique destinée à nettoyer la pointe à souder et à dessouder. En dehors du nettoyage à l’eau, ce mode de nettoyage, également appelé DryClean, permet de soumettre la pointe de soudure à moins rude épreuve, puisque cela évite des chocs de température. Sur certains postes à souder, une éponge métallique est déjà intégrée comme sur le WT1010H de Weller.
La soudure
Les extrémités des câbles devant être reliées sont d’abord dénudées et torsadées l’une avec l’autre. Selon qu’il s’agisse d’un câble fin jusqu’à environ 1,5 mm2 ou de plus gros câbles, il faut travailler de façon différente. Pour des câbles fins, il suffit de placer une petite quantité d’étain à souder sur la pointe à souder et de maintenir le point de soudure.
L’étain à souder est automatiquement aspiré entre les éléments de la torsade.
Pour de plus gros câbles, la plus grande quantité de cuivre entraîne un refroidissement du point de soudure. Néanmoins, il ne faut en aucune façon maintenir plus longtemps la pointe à souder au niveau du point de soudure. Comme le cuivre est très conducteur, cela pourrait faire fondre l’isolant. Dans un cas comme celui-ci, utilisez alors une plus grande quantité d’étain à souder.
Soudure de plus grande dimension
Bien que la plupart des types d’étain à souder contiennent déjà des fluidifiants, une quantité supplémentaire peut être utile pour des points de soudure de plus grande dimension. Dans ce cas, il est toutefois essentiel de veiller à une bonne aération de votre espace de travail.
Le fluidifiant contient en effet des substances permettant l’attaque chimique des matériaux à souder afin de leur donner une aptitude à se lier. Or ces substances peuvent dégager des vapeurs toxiques.
Par ailleurs, les fils à souder sont formés de différents alliages. Bien que l’étain à souder comportant du plomb continue à être distribué, y compris par reichelt, il devrait, pour des raisons environnementales et pour des questions de santé, être évité. Dans l’industrie électronique, les alliages au plomb de l’étain à souder sont déjà complètement interdits depuis 2006-2007.
Le plomb a une plus faible température de fusion et de meilleures propriétés d’écoulement que d’autres métaux, et il apparaît alors comme particulièrement facile à utiliser dans le cadre d’une utilisation amateur.
Lorsque l’on est habitué aux étains à souder ne devenant liquides qu’à plus haute température, il est cependant tout à fait possible de réussir aussi bien ses soudures avec ces types d’étains qu’avec de l’étain à souder contenant du plomb.
La soudure par technique d’alésage traversant (THT)
Pour que les branchements puissent bénéficier de la liaison la plus stable possible, les assemblages sont toujours préférés aux raccordements de fils.
La technologie d’alésage traversant (Through-Hole Technology – THT) permet ainsi de fixer fermement un composant, de manière à ce que des forces en poussée ou en traction n’aient pas d’impact sur eux.
Les composants à fixer traversent les orifices de contact du circuit imprimé avant d’être soudés. Afin d’être sûr de ne pas utiliser de pièces endommagées, il convient de les tester au préalable avec un testeur de composants LCR.
La soudure de composants montés en surface (SMD)
Nettoyez d’abord le circuit imprimé en employant un produit de nettoyage adapté. Ensuite, les deux surfaces de raccordement (Pads) doivent être humidifiées avec un fondant. Pour ce type de petites pièces un crayon est particulièrement bien adaptée.
Orientez correctement les deux pièces et fixez-les au moyen de deux points de soudure placés en diagonale. Dans le cas où les pièces ne seraient pas parfaitement positionnées, il est possible de les chauffer à nouveau pour les réajuster. Les broches sont alors soudées.
Pour pouvoir plus facilement retirer plus tard l’excès d’étain à l’aide d’une tresse à dessouder, il convient de le pousser sur un côté avec la pointe à souder. Veuillez veiller, pendant l’ensemble de la procédure, à ce que le composant ne soit pas trop chauffé, et n’exercez si possible pas de pression sur lui, puisque cela peut provoquer une déformation.
La manière la plus simple de retirer un excès d’étain, qu’on appelle « pont de soudure », est d’utiliser une tresse à dessouder.
La température optimale
On distingue habituellement la soudure tendre et le brasage. Les soudures tendres fondent à moins de 450 degrés Celsius, alors que la température de liquéfaction du brasage se situe entre 450 et 900 degrés Celsius.
Les composants électroniques étant très sensibles, il n’est possible de les travailler qu’avec des techniques de soudure tendre.
La température exigée par votre travail dépend des composants que vous utilisez. La température de fusion de votre étain à souder de même que la température où agit votre fluidifiant jouent ici un rôle.
Vous devez dans tous les cas vous situer au-dessus des deux valeurs minimales, sans toutefois dépasser la valeur maximale d’action du fluidifiant, puisque celui-ci serait alors transformé en vapeur.
En règle générale, la température de soudage des composants électroniques se situe entre 300 et 320 degrés Celsius. Lorsque des fils fins sont utilisés, ils sont travaillés avec une température inférieure à 300 degrés et une pointe de fer à souder mince.
Dans le cas où la température est trop basse, la soudure n’est pas brillante et en forme de goutte. Si c’est le cas, la température doit être à nouveau vérifiée et augmentée avant de continuer le travail.
DES – attention à la charge électrostatique
De nombreux composants électroniques sont très sensibles. Des décharges électriques, même avec de faibles courants ou tensions peuvent provoquer des débuts d’anomalies.
Cela peut conduire plus tard à des défaillances de l’ensemble de l’appareil. Pour empêcher ce type de courant de déplacement, il est indispensable de veiller à l’existence d’une prise de terre efficace.
Assurez-vous de rassembler les outils permettant de faire face à cette problématique. Au minimum un tapis de protection DES, des gants DES, un pinceau DES, ainsi qu’un bracelet de poignet antistatique DES équipé d’un câble de décharge DES doivent ainsi être disponibles en toutes circonstances.
Lorsque vous travaillez avec un poste de soudure, veillez à vérifier régulièrement la tension de décharge et la résistance de terre de la pointe de soudure au niveau de l’alimentation réseau de l’appareil.
Le dessoudage
Dans le cas où on a utilisé trop d’étain ou qu’un composant a été mal soudé par erreur, une opération de dessoudage est nécessaire.
Selon votre équipement et votre degré d’habilité, il est possible d’employer une tresse à dessouder ou un poste de dessoudage.
Si l’on choisit une tresse, celle-ci est posée sur l’emplacement à dessouder, puis chauffée avec la pointe de soudure jusqu’à ce que l’étain en excès, comme décrit précédemment, soit aspiré par les forces de capillarité. Les postes à souder et à dessouder, qui comprennent également des fers à dessouder, permettent de travailler dans des conditions confortables.
Le matériau en excès est dans ce cas directement aspiré après la liquéfaction. Lors de l’aspiration, veillez à travailler avec l’angle le plus important possible, de manière à ne pas disperser de résidus d’étain.
La vérification du travail de soudure effectué
Afin d’être certain que l’ensemble des composants soit correctement soudé, et qu’il n’y aura pas ni d’erreur de conception, ni d’erreur de construction, il convient de vérifier le travail de soudure avant la mise en service.
La première chose est de bien observer le composant à la loupe. Existe-il des soudures défectueuses, des pattes de circuit imprimé ou même des composants mal utilisés ? Si cela n’est pas le cas, on effectue un test avec un multimètre. Avec celui-ci, il est possible de mesurer individuellement le passage, la tension et la résistance de chaque connexion, et d’identifier des courts-circuits et des ruptures.
Selon le modèle que vous choisissez, vous avez besoin d’un peu d’équipement supplémentaire. Au niveau des modèles d’Atlas, la totalité des équipements est envoyée groupée. Grâce à la fonction oscilloscope et à la possibilité de liaison Bluetooth, les données du multimètre Atlas peuvent être transmises à un smartphone ou à une tablette.
C’est seulement lorsque vous vous êtes assuré qu’aucune anomalie n’est présente au niveau de votre travail de soudure que le composant peut être intégré et soumis à un test de fonctionnalité.
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