Le brasage est un aspect important du processus de fabrication de pièces électroniques. Afin que les différents composants soient fixés les uns aux autres correctement et que le courant puisse circuler sans problèmes, il faut avant tout disposer d’un équipement adéquat ainsi que d’une bonne technique de brasage.
L’histoire du brasage
Le terme « brasage » se définit comme l’« assemblage de pièces métalliques à l’aide d’un métal d’apport à l’état liquide ». Les métaux d’apport ont l’avantage d’être constitués d’au moins deux éléments, créant ainsi une structure métallique solide. Ces alliages fondent souvent à des températures considérablement plus basses que celles des matériaux à souder.
Difficile de savoir depuis quand le brasage existe réellement mais il y a 5 000 ans, dans l’Égypte ancienne, l’argent et l’or étaient déjà fondus ensemble pour en faire des bijoux. La découverte de l’étain, il y a 4 000 ans, a été une véritable innovation car il s’agit d’un métal qui fond à des températures basses. C’est ce principe de base qui a ensuite été optimisé et amélioré à travers les siècles. Il n’est donc pas étonnant qu’aujourd’hui encore beaucoup d’habitations aient des conduits de chauffage en cuivre qui ont été soudés avec la technique du brasage.
Les premiers appareils électriques de brasage
L’un des pionniers du brasage tendre dans le domaine de l’électronique a été Ernst Sachs. En 1921, il a déposé un brevet pour le premier fer de brasage électrique à utilisation industrielle et démarra la production en série de ce moyen d’aide à la production. Il a fondé sa propre entreprise du nom de « ERSA », constitué des premières lettres de son prénom et nom de famille.
En 1941, Carl E. Weller déposa le premier brevet pour un pistolet à souder et sa production fut lancée en 1945 près de Philadelphie aux États-Unis. En 1959, Weller lança la production d’appareils de brasage à Besigheim en Allemagne. L’entreprise est aujourd’hui considérée comme l’une des plus importantes dans ce secteur. Dès 1968, Weller développe les premières machines de soudage à la vague pour le processus de fabrication de circuits imprimés à la chaîne. Mais Weller n’a cessé d’innover dans le domaine des postes à souder. C’est ainsi qu’en 1976, les premiers fers de brasage et stations de soudage réglables (Magnastat) sont arrivés sur le marché. La première station à souder Weller avec affichage numérique des températures a été lancée en 1983. En 1992, Weller a présenté ses premiers systèmes aspirants de fumées de soudure (Zero-Smog).
Un secteur en développement permanent
Mais ERSA a aussi continué à innover dans le domaine. Depuis 1993, l’entreprise maîtrise la technique « Hotflow », pour circuits imprimés avec des pièces CMS et circuits hybrides à couches épaisses. Le principe est le suivant : des éléments de soudure tendre miniatures présents dans une pâte de soudure collante sont transposés sur les circuits imprimés avant que les éléments CMS ne soient placés sur cette pâte collante. Les circuits imprimés doivent ensuite être chauffés afin de faire fondre les éléments présents dans la pâte.
Principes de bases des appareils de brasage pour une utilisation électronique
Pour souder des pièces ensemble, l’étain de brasage doit être chauffé à l’aide d’une pointe en métal. En général cette pointe, aussi appelée panne, est chauffée à l’électricité mais on peut aussi recourir à d’autres moyens.
Une flamme de gaz pour chauffer la panne à souder
Dans la plupart des cas, pour les appareils de brasage mobiles, on utilisera une flamme de gaz. Ces stations à souder au gaz sont approvisionnées par un réservoir de gaz rempli de gaz butane ou autre. La flamme est allumée au moyen d’un briquet ou d’un allumeur piézo. Le réglage de la température sur une station à souder au gaz exige un peu de pratique : en fonction du modèle, la température peut être réglée entre 200 et 400°C, parfois jusqu’à 580°C. Certains modèles disposent d’une buse à air chaud spéciale qui permet de régler la température jusqu’à 1 300°C pour d’autres travaux que le brasage.Les stations de soudage électriques à air chaud
Pour les ateliers de brasage fixes, il existe les stations de soudage à air chaud. Elles sont généralement utilisées pour les pièces CMS délicates. Grâce à la microélectronique, la température des stations de soudage à air chaud électriques peut être réglée de façon plus précise que sur les appareils au gaz. Toutefois, les stations à air chaud nécessitent une pompe créant un flux d’air.Les fers de brasage électriques
Les fers de brasage électriques chauffent la panne à souder (souvent échangeable) de l’intérieur ou de l’extérieur. Sur les modèles très basiques, la température de la pointe ne sera pas réglable. Les modèles plus évolués utilisent la dépendance de la température de la résistance du fil chauffant pour déterminer la température et l’affichage.Les stations avec réglages pour fers de brasage
Le mieux est d’avoir un fer de brasage avec un capteur de température placé le plus proche possible de la pointe et qui pourra déterminer et régler la température souhaitée au préalable. C’est la raison pour laquelle beaucoup de stations de soudage modernes possèdent deux affichages : l’un pour la température souhaitée et l’autre pour la température réelle. La microélectronique permet un réglage automatique de la température réelle à la température souhaitée. La règle de base à retenir est la suivante : plus la capacité de chauffage de la pointe est réduite, plus la température réelle pourra se rapprocher de la température conseillée et restera constante. Pour travailler des pièces CMS, la pointe devra donc être aussi petite que possible.Les pistolets à souder
Une autre forme répandue de fer de brasage est le pistolet à souder. Il utilise en règle générale une spirale chauffante en forme de boucle directement en tant que pointe. C’est également à travers celle-ci que le courant passe directement. Mais il faut dans ce cas un courant puissant avec une tension très basse. Cependant, les pistolets à souder chauffent en l’espace de quelques secondes. C’est pourquoi le courant n’est activé que de manière très brève à l’aide d’une touche sur la poignée du pistolet. Les pistolets à souder ne sont pas particulièrement adaptés aux travaux précis de soudage électronique.Images : Adobe Stock
