Comment souder

La soudure est un processus essentiel dans l'industrie électronique, la plomberie et la bijouterie, et c'est une compétence vitale pour les amateurs d'électronique qui travaillent sur des projets domestiques. La soudure permet de maintenir un composant en place et d'établir des connexions étroites entre divers composants et fils sur un circuit imprimé (PCB).

Cette opération est réalisée à l'aide d'un métal à bas point de fusion appelé soudure et d'un outil manuel appelé fer à souder. Cet article présente les bases du brasage, les principaux outils utilisés et un processus étape par étape pour souder un composant sur une carte électronique.

Qu'est-ce que la soudure ?

La soudure utilise un métal à faible point de fusion (la brasure) pour relier deux ou plusieurs connexions métalliques. Un fer à souder est un outil manuel qui fournit la chaleur nécessaire pour souder. Le fer chauffe la soudure, qui fond et s'écoule dans le joint entre les pièces. La soudure refroidit en quelques secondes, créant ainsi le joint soudé. La soudure choisie doit avoir un point de fusion plus bas que celui des composants connectés au cours du processus, sinon des parties des composants risquent de fondre.

Outils utilisés pour le brasage

Les composants suivants sont couramment utilisés pour le soudage :

Fer à souder

Le fer à souder fournit la chaleur nécessaire pour faire fondre la soudure et établir une connexion électrique entre deux composants/fils. Le fer se compose d'une pointe qui entre en contact avec la soudure, la chauffant, et d'une poignée isolée qui sert à tenir l'outil. Les fers à souder peuvent fonctionner au gaz, à l'électricité ou être chauffés de l'extérieur, mais les fers électriques sont les plus courants. Le fer à souder est chauffé lorsqu'il est branché. La pointe du fer peut transmettre de la chaleur pour faire fondre la soudure afin d'établir la connexion. Certains fers à souder sont dotés d'un système de contrôle de la température intégré, qui permet à l'utilisateur de régler une température prédéfinie. Ceci est utile lorsque l'on travaille avec des soudures de points de fusion différents. Une chaleur excessive sur la pointe peut surchauffer et endommager la soudure et d'autres composants du circuit imprimé.

Pointes de fer à souder

La panne du fer à souder transfère la chaleur au joint par conduction thermique du contact métal sur métal entre le joint et la panne. Les pointes de fer à souder sont polyvalentes et se présentent sous différentes formes et tailles : conique, biseau, aiguille et couteau. Le choix de la panne est un élément important pour un brasage correct, afin de garantir une bonne soudure et d'éviter de heurter les composants ou les fils à proximité. La pointe du fer à souder doit également être suffisamment grande pour assurer un transfert de chaleur adéquat dans le joint. Cela permet de s'assurer que la soudure fond et coule correctement. La sélection du type d'embout est un choix personnel qui dépend principalement de l'application. Par exemple, une pointe conique est utilisée pour le brasage général, tandis qu'une pointe aiguille permet de réaliser des travaux de brasage extrêmement détaillés et concentrés. Pour en savoir plus, consultez notre article sur les conseils relatifs au fer à souder.

Station de soudage

Une station de soudage est un dispositif de soudage à température contrôlée conçu pour souder les composants sur de minuscules puces qui peuvent être endommagées par une chaleur ou une température excessive. Un poste de soudure comporte des outils de soudure connectés à une unité de contrôle (UC) qui comprend des régulateurs de température automatiques/manuels, un transformateur électrique et des écrans d'affichage de la température et de la minuterie.

Les postes de soudure sont classés en deux catégories : les postes analogiques et les postes numériques. Dans une station de soudage analogique, un élément chauffant chauffe la pointe du fer à souder jusqu'à la température recommandée, puis s'éteint. Le fer se refroidit jusqu'à une certaine limite dans le temps et, à ce stade, l'élément chauffant est déclenché pour chauffer à nouveau la pointe du fer. Une station de soudure numérique est équipée d'un contrôleur proportionnel-intégral-dérivé (PID) au sein de son microprocesseur pour réguler sa température. Une station de soudage numérique contrôle automatiquement la température et est plus précise, contrairement à la station de soudage analogique où la température doit être réglée à l'aide d'un bouton de réglage. Si la précision de l'opération est la principale préoccupation, une station de soudage numérique est la meilleure option.

Soudure

Les soudures utilisées dans les circuits électriques sont classées en deux catégories : les soudures étain/plomb et les soudures sans plomb. Les soudures étain/plomb sont faciles à utiliser ; c'est pourquoi ce type de soudure est plus populaire que les soudures sans plomb. Toutefois, comme l'exposition au plomb entraîne de graves problèmes de santé chez l'homme et a des effets néfastes sur l'environnement, ces soudures ont été progressivement retirées de l'usage commercial. Voir notre article sur les types de soudure pour plus d'informations.

Support pour fer à souder

Il est utile et pratique de disposer d'un support pour le fer à souder afin de pouvoir le poser pour de courtes pauses. Ce support empêche la pointe du fer chaud d'entrer en contact avec des matériaux inflammables ou de blesser accidentellement les mains de l'utilisateur. La plupart des stations de soudage sont équipées d'un support de fer intégré et d'une éponge ou d'une laine de laiton pour nettoyer la panne.

Éponge de nettoyage

Une méthode standard pour nettoyer la pointe du fer consiste à utiliser un nettoyant pour pointe comme une éponge humide ou une laine métallique en laiton. Lorsque l'éponge humide est essuyée contre la pointe, l'eau contenue dans l'éponge refroidit la soudure et l'action mécanique de frottement élimine la contamination sur la pointe, laissant une fine couche de soudure propre sur la pointe. La soudure contaminée adhère au laiton lorsque la laine métallique en laiton est frottée contre la pointe. La pointe est enfoncée dans la laine de laiton et, lorsqu'elle est retirée, elle est recouverte d'une fine couche de soudure.

Flux

Le flux permet de nettoyer les surfaces à souder et d'éviter l'oxydation de la panne chaude. Le flux est placé au cœur de la soudure ou utilisé séparément sous forme de pâte. La plupart des flux produisent des fumées lorsque la soudure est chauffée, ce qui peut constituer un danger pour la santé de l'utilisateur à long terme. Il est donc conseillé de disposer d'un espace bien ventilé pour les soudures occasionnelles et d'utiliser un extracteur de fumées en cas d'exposition répétée. Lisez notre article sur le guide d'entretien de la pointe du fer à souder pour plus d'informations.

Comment souder un composant ou un fil

Etamage de la panne du fer à souder

La pointe d'un fer à souder s'oxyde rapidement, agissant comme un isolant qui empêche le transfert correct de la chaleur pour faire fondre la soudure lorsque l'on travaille sur une carte électronique. L'étamage consiste à recouvrir la pointe d'une fine couche de soudure. Il doit être effectué idéalement au début et à la fin du processus de brasage et régulièrement pendant le processus afin de prolonger la durée de vie de la panne du fer à souder.

Effectuez les étapes suivantes pour étamer la pointe du fer avant de commencer le travail de soudure proprement dit :

1. Fixer fermement l'embout sur le fer à repasser et visser fermement l'embout en place.
2. Chauffez le fer à souder en allumant l'alimentation électrique et attendez que la pointe soit chauffée.
3. Utilisez une éponge humide pour nettoyer la panne du fer à souder. Attendez quelques secondes jusqu'à ce que la pointe chauffe à nouveau.
4. En tenant la soudure dans une main et le fer à souder dans l'autre, touchez la pointe du fer avec la soudure jusqu'à ce que la soudure coule uniformément sur la pointe.

Comment souder un composant au circuit imprimé (PCB) ?

Une fois la panne du fer à souder étamée, effectuez les étapes suivantes pour souder un composant sur une carte électronique :

1. Placez le composant dans le trou de la carte conformément au marquage et fixez-le en retournant la carte et en pliant les fils vers l'extérieur à un angle de⁴⁵⁰.
2. Touchez simultanément la pointe du fer à repasser chauffé sur la pastille de cuivre et le fil du composant. Maintenez la position pendant 3 à 4 secondes pour chauffer le tampon et les fils.
3. Maintenez la pointe du fer à souder dans la position expliquée à l'étape 3 et appliquez la soudure sur le joint. La plupart des soudures fondent autour de^1800°C; il faut donc veiller à ce que les joints de soudure soient plus chauds que cette température.
4. Retirez le fer à souder et attendez que la soudure refroidisse naturellement. Cela peut prendre quelques secondes. Une fois refroidis, coupez le fil supplémentaire des conducteurs.
5. Vérifier si le joint formé par la soudure est correct. Un bon joint de soudure a une forme conique. Si la forme n'est pas correcte, coupez le fil du composant et recommencez l'opération.
6. Si la soudure forme des morceaux collants au lieu de fondre complètement, cela peut être dû à l'oxydation des pointes du fer à souder. L'étamage du fer est fortement recommandé, au moins avant et après le processus de soudure.

Comment souder des fils

Procédez comme suit pour souder les fils entre eux :

1. Retirez l'isolant des extrémités des fils qui seront soudés. Dans le cas d'un fil toronné, tordez les brins avec les doigts.
2. Chauffez le fer à souder et mettez la pointe en contact avec l'extrémité d'un des fils et maintenez-la pendant 3 à 4 secondes.
3. En maintenant le fer en place comme indiqué à l'étape 2, touchez la soudure sur le fil jusqu'à ce qu'elle fonde et recouvre tout le fil. Répétez l'opération pour l'autre fil.
4. Monter les deux fils étamés l'un sur l'autre et toucher la pointe du fer chauffé sur les deux fils. Le processus fait fondre la soudure et enrobe uniformément les deux fils.
5. Retirez le fer à souder et attendez quelques secondes que la connexion soudée refroidisse et se solidifie. Une gaine thermorétractable peut être utilisée pour couvrir la connexion.

Dessoudage

La soudure et les composants peuvent être retirés d'un circuit imprimé à des fins de réparation et de dépannage. Une mèche de soudure, appelée tresse de dessoudage, permet de dessouder un joint. Procédez comme suit pour dessouder un joint :

1. Placez une section de la tresse à dessouder sur le dessus du joint à dessouder.
2. Poser la pointe d'un fer à souder chauffé sur la tresse. Cela fait fondre la soudure située en dessous, qui se fixe sur la tresse.
3. Retirer la tresse. La soudure est fixée à la tresse.

Il est également possible d'utiliser une ventouse pour retirer la soudure d'une carte. Un aspirateur de soudure est un aspirateur portatif qui permet d'aspirer la soudure lorsqu'elle est chaude en appuyant simplement sur un bouton.