Techniques de Brasage PCB Prouvées pour Prévenir les Courts-Circuits

Sur le Soudage PCB, votre projet de circuit imprimé (PCB) fonctionne-t-il toujours ? Le trouvez-vous frustrant quand votre PCB ne fonctionne pas juste à cause d'un court-circuit, peut-être ? Mais qu'est-ce qui cause ce court-circuit ? Trop de soudure, peut-être. Mais ne vous inquiétez pas ; même les ingénieurs experts rencontrent des problèmes pendant le processus de soudage.

Donc, si vous cherchez des solutions aux divers problèmes causés par le soudage, nous vous couvrons. Dans cet article, nous vous dirons tout sur le soudage PCB. Nous mentionnerons comment le faire correctement et quels problèmes courants surviennent pendant ou après le processus. Et puis, nous discuterons comment prévenir ou réduire ces problèmes de soudage PCB.

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Méthodes de Soudage PCB

1.1 Qu'est-ce que le Soudage PCB ?

Le soudage est la méthode pour placer un ou plusieurs composants électroniques sur PCB en utilisant une soudure. La soudure fond et fixe les composants électroniques à leurs places. Le point de fusion du métal de soudure est plus petit que celui des pièces et du PCB. Donc, le soudage PCB est aussi appelé brasage PCB.

Par conséquent, le processus de soudage a un grand nombre d'applications. Il peut être utilisé en plomberie, réparation d'électronique domestique, électronique, et projets électriques, etc. Le fonctionnement et la performance de votre circuit électronique dépendent grandement d'un soudage PCB idéal. Tout d'abord, vous devez être un expert dans le développement du circuit PCB entier. Et si vous êtes inexpérimenté, vous devez connaître les astuces de soudage. Les astuces de soudage sont des méthodes appropriées de brasage.

Dans les sections suivantes, différentes méthodes de soudage PCB ont été décrites. Pourriez-vous les lire attentivement et commencer ? Vous aurez besoin d'un circuit imprimé, fer à souder, fil à souder, et flux. La Figure 1 montre un fer à souder soudant sur un circuit imprimé.

1.2 Types de Méthodes de Soudage PCB

Les méthodes de soudage sont de deux types : soudage dur et soudage tendre. De plus, le soudage dur se divise aussi en deux catégories supplémentaires : le brasage et le soudage à l'argent.

1.2.1 Soudage Dur

Cette catégorie de soudage ou brasage implique la connexion de deux composants métalliques par une soudure solide, qui s'étale dans les interstices des éléments visibles à cause de la haute température. Le métal de remplissage des interstices supporte des températures élevées, qui peuvent dépasser 450°C (840°F). C'était le concept de base derrière le brasage dur. Maintenant, nous vous parlerons du brasage et du soudage à l'argent.

1.2.2 Soudage à l'Argent

Vous aurez besoin d'acheter un alliage d'argent qui agira comme métal de remplissage d'interstice. C'est une méthode sans tache utile pour la fabrication de petits éléments, d'outils construits, et pour la maintenance périodique. Cependant, le soudage à l'argent n'est pas recommandé pour le remplissage d'interstices. Nous vous suggérerons d'utiliser un flux différent pour obtenir des résultats précis du soudage à l'argent.

1.2.3 Brasage

Dans le brasage, deux composants sont connectés en créant un remplissage d'interstice métallique liquide. Ce remplissage suivra le vaisseau et traversera les joints. Ensuite, il refroidira pour fournir une union solide aux composants électroniques. Le magnétisme atomique et la diffusion sont les processus responsables de cette union solide. Vous verrez que ce type de soudage fait une connexion fiable. Le laiton est principalement utilisé pour le remplissage d'interstices. La Figure 2 illustre la vue rapprochée de l'élément de cuivre brasé difficile.

1.2.4 Soudage Tendre

Le soudage tendre est la technique utilisée pour placer de très petits composants composés ayant des points de fusion bas. Les caractéristiques du composé auraient été fissurées pendant le processus de soudage. Pouvez-vous deviner pourquoi ? C'est parce que le soudage est fait à haute température. Ainsi, dans ce cas, vous aurez besoin d'un alliage d'étain pour le métal de remplissage d'interstice. Le point de fusion du métal de remplissage d'interstice ne devrait pas être inférieur à 400°C (752°F). Si vous cherchez une recommandation de source de chaleur, nous vous suggérerons d'acheter un chalumeau à gaz.

Ne vous inquiétez pas si vous n'êtes pas familier avec les termes de soudage comme flux de soudage, fer, etc. Dans le prochain chapitre, nous expliquerons ces termes en détail. De plus, nous vous donnerons aussi quelques conseils pour le processus de soudage.

Outils et Conseils pour le Soudage

Certains d'entre vous seront déjà familiers avec tous les outils requis pour souder le PCB. Cependant, les débutants en électronique souffrent souvent parce qu'ils commencent à travailler sans d'abord obtenir les informations nécessaires. Tout savoir à l'avance est la clé pour réduire les divers problèmes de soudage.

Dans ce chapitre, nous vous dirons tout sur les outils requis et conseils pour le soudage PCB. Ainsi, en tant que débutant, vous pourrez souder vos composants électroniques même du premier coup avec succès.

2.1 Outils Requis pour le Soudage PCB

2.1.1 Fer à Souder

Le fer à souder est l'outil essentiel requis pour le processus de soudage ou brasage. Il agit comme source de chaleur pour la soudure tendre. Vous pouvez l'utiliser pour souder des composants électroniques manuellement. Il fait fondre le fil de soudure pour qu'il puisse couler dans les interstices entre deux connexions. Pour la majorité des projets électroniques, les fers à souder ayant une capacité de puissance de 15W à 30W sont les meilleurs.

De plus, si vous voulez souder des câbles et éléments lourds, vous devriez acheter un fer avec une capacité de puissance plus élevée. Principalement, une capacité de 40W ou plus suffira. La Figure 3 démontre un fer à souder et son support. La Figure 4 montre un pistolet à souder. Vous pouvez facilement observer la différence dans leurs formes. Le pistolet aura toujours des puissances plus élevées et aura besoin d'un courant électrique pour passer à travers eux.

2.1.2 Flux de Soudage et Pâte à Souder

Vous aurez aussi besoin d'acheter une pâte ou crème à souder pour un soudage parfait. Cette pâte à souder aura du flux de soudage dedans. La pâte à souder est utilisée pour attacher les pattes des circuits intégrés (CI) aux points de connexion sur un PCB. Les pattes sont les broches de vos CI ou boîtiers de puces.

Le flux de soudage inclus est un agent purifiant chimique. Il est bénéfique pour le processus de soudage car il a trois fonctions principales. Premièrement, il enlève la rouille des éléments électroniques qui doivent être soudés. Deuxièmement, il garde l'air dehors et enlève ainsi la rouille supplémentaire. Et troisièmement, il améliore la capacité d'absorption de la soudure fluide. La Figure 5 illustre la pâte à souder.

2.1.3 Fil à Souder et Dénudeur de Fil

Enfin, vous aurez sans doute besoin d'un fil à souder et son dénudeur. Le fil à souder est le fil métallique qui agira comme la soudure tendre. Il a un point de fusion bas et agit comme remplissage d'interstice pour les joints sur le PCB. En d'autres termes, c'est simplement une « soudure ». Vous rencontrerez des fils à souder étain-plomb pour les projets électroniques. La Figure 6 montre une bobine de fil à souder, et la Figure 7 démontre son dénudeur.

2.2 Conseils pour Éviter les Problèmes de Soudage

Ici, nous discuterons de quelques conseils qui vous aideront à éviter de nombreux problèmes de soudage. Tout d'abord, vous devriez utiliser des dissipateurs de chaleur. Ils sont nécessaires pour attacher les fils de composants électriques sensibles comme les circuits intégrés et transistors.

Deuxièmement, essayez de votre mieux de garder la pointe du fer à souder propre et nette. Une excellente pointe de fer assurera une meilleure conduction de chaleur, et cela résultera en un joint amélioré. Vous pouvez utiliser une éponge humide pour nettoyer le bout. Troisièmement, assurez-vous que les joints soudés sont corrects. Parce que dans les circuits complexes, il y a une chance que certaines connexions soudées ne soient pas là. Donc, vérifier après avoir soudé chaque composant électronique vous évitera la frustration à la fin. Vous devez confirmer que les joints sont là.

Quatrièmement, vous devriez d'abord souder les minuscules composants électroniques. Les petits composants incluent diodes, résistances, fils de pont, et articles similaires. Et, les caractéristiques significatives sont comme les transistors et condensateurs. Ce conseil rendra l'assemblage des pièces sur PCB plus facile pour vous. De plus, vous devriez aussi souder les composants électroniques sensibles à la fin. Cela aidera à éviter tout dommage à eux pendant que vous soudez d'autres composants. Les caractéristiques sensibles incluent MOSFETs, CMOS, CIs, microcontrôleurs, etc.

À la fin, ceci est un conseil santé : assurez-vous de travailler dans une pièce avec une ventilation suffisante. Vous devriez éviter la fumée générée par la soudure tendre. Cette fumée est toxique, et une ventilation abondante assurera qu'elle ne s'accumule pas dans votre pièce. La Figure 8 illustre la fumée qui se forme pendant le processus de soudage.

Problèmes Courants de Soudage

Certains problèmes de soudage peuvent survenir quand vous modélisez un circuit imprimé. Ces problèmes peuvent augmenter vos coûts et diminuer les rendements de fabrication. Pire de tout, votre produit rencontrera des retards pour passer de la planche à dessin à l'utilisateur. Et, ces problèmes résultent principalement de fautes dans le processus de fabrication ou de conception de vos projets. Heureusement, il y a des solutions présentes pour éviter ces problèmes.

Dans ce chapitre, nous discuterons des problèmes de soudage courants, et dans le prochain chapitre, nous discuterons de leurs solutions.

3.1 Problèmes de Soudage Causés par le Soudage Manuel

Voici les six problèmes courants causés par le soudage à la main :

Le point suivant définit ce qu'est un joint froid. 1. Joint Perturbé : Un joint perturbé résulte du mouvement de la soudure pendant qu'elle se solidifiait. Le joint peut avoir une surface cristalline, rugueuse ou givrée. Il est aussi parfois appelé un « joint froid ». La figure ci-dessous montre un joint perturbant.

Une surface inégale ou rugueuse catégorise souvent le joint. 2. Joint Froid : Vous causerez un « joint froid » si vous n'avez pas laissé la soudure fondre complètement. La connexion de soudure sera pauvre, et les cassures peuvent grandir en elle avec le temps. La figure ci-dessous illustre un joint froid.

3. Joint Surchauffé : Vous rencontrerez un joint surchauffé si la soudure n'a pas bien coulé. Et, réparer ce joint devient difficile à cause des restes de flux brûlé. La figure montrée ci-dessous illustre un joint surchauffé.

4. Mouillage Insuffisant : Dans ce cas, la soudure mouille bien les broches mais ne forme pas une connexion mature avec la pastille. Ce problème peut être causé si vous ne fournissez pas de chaleur à la broche et à l'endroit. La figure montrée ci-dessous démontre un mouillage insuffisant.

5. Soudure Affamée : Vous causerez un joint de soudure affamé si vous n'utilisez pas assez de soudure. Cela résultera en un joint faible et peut causer des cassures par contrainte et des dommages avec le temps. La figure montrée ci-dessous démontre le joint de soudure affamé.

6. Trop de Soudure : Vous ne devriez pas mettre trop de soudure sur un joint car cela cause aussi un problème. Il y a une chance que ni la pastille ni la broche ne soient mouillées. Assurez-vous de donner au joint de soudure une surface concave, comme montré dans la figure ci-dessous.

3.2 Problèmes de Soudage Causés par les Fabricants

Si vous pensez que les problèmes de soudage sont seulement causés par le travail manuel, vous avez tort. Même les fabricants de PCB, utilisant des machines, peuvent causer des problèmes de soudage qui doivent être traités. Voici les quatre problèmes courants causés par les fabricants :

1. Pont de Soudure : Dans un pont de soudure, deux joints de soudure font une connexion inattendue. Cette connexion peut résulter en courts-circuits dans votre circuit. La figure montrée ci-dessous démontre un pont de soudure.

2. Composants Soulevés : Pendant le processus de brasage par vague effectué par les fabricants, les composants électroniques peuvent se soulever de la surface de votre PCB. La figure montrée ci-dessous illustre des composants soulevés.

3. Pastilles Soulevées : Quand les fabricants essaient de dessouder des composants, leurs pastilles peuvent se soulever de la surface de votre PCB. La figure montrée ci-dessous démontre des pastilles surélevées.

4. Bille de Soudure : Dans le bullage de soudure, un petit morceau de soudure reste coincé sur votre PCB. Cela arrive pendant le processus de brasage par vague. La figure montrée ci-dessous montre une bille de soudure.

Techniques pour Réduire les Problèmes de Soudage

Ce chapitre expliquera en détail comment vous pouvez rapidement réparer tous les problèmes de soudage mentionnés précédemment.

1. Réparer Joint Perturbé : Vous pouvez le rechauffer et lui donner le temps de refroidir sans interruption.

2. Réparer Joint Froid : Ici encore, vous pouvez le rechauffer jusqu'à ce que la soudure commence à couler.

3. Réparer Joint Surchauffé : Nettoyez votre PCB en utilisant une brosse à dents ou un peu d'alcool isopropylique. Cela éliminera le flux brûlé.

Réparer Mouillage Insuffisant : Vous devez simplement mettre la pointe du fer chaud au bout du joint jusqu'à ce que la soudure commence à couler. Cette soudure liquide couvrira alors la pastille.

1. Réparer Soudure Affamée : Vous devriez ajouter plus de soudure après avoir rechauffé le joint.

2. Réparer Trop de Soudure : L'excès de soudure peut être retiré avec une pointe de fer chaud, une tresse à dessouder, ou une pompe à dessouder.

3. Réparer Pont de Soudure : L'excès de soudure peut être retiré avec une pointe de fer chaud, une tresse à dessouder, ou une pompe à dessouder.

Prévenir Composants Soulevés : Les fabricants devraient utiliser un PCB robuste pendant le processus de brasage par vague. Le PCB ne devrait pas se plier si les éléments restent plats.

Réparer Pastille Soulevée : Vous pouvez connecter la broche à une piste de cuivre encore en place en soudant.

Prévenir Bille de Soudure : Encore, cela peut être réparé en le rechauffant. Pour la prévention, les fabricants ne devraient pas régler des températures trop élevées dans la machine de brasage par vague.

Conclusion

Dans cet article, nous avons expliqué tout ce que vous devez savoir sur le soudage PCB. Notre but principal était de vous parler des méthodes et techniques pour réduire les problèmes de soudage. Mais avant d'y sauter directement, nous avons aussi mentionné les informations de base requises. De plus, nous avons aussi inclus des conseils qui vous aideront à éviter ces problèmes en premier lieu.

Si vous avez encore des questions, vous pouvez nous contacter à ADMIN@MFGROBOTS.COM. Notre équipe d'experts et d'ingénieurs sera plus qu'heureuse de vous aider.