Joint de soudure à froid-Combien de fois avez-vous été confronté au problème de produire des composants électroniques non fiables en raison d’un joint de soudure à froid ?
Avez-vous obtenu de l’aide en ligne lorsque vous avez rencontré ce problème dans l’assemblage ou le prototypage de circuits imprimés industriels avec les nouvelles tendances (comme les circuits imprimés flexibles) ?
WellPCB, un fabricant de PCB, a souvent été inquiété par les clients concernant les joints de soudure à froid. Pour donner un aperçu de ce sujet et essayer de répondre aux questions qui pourraient inquiéter les concepteurs à cause de ces préoccupations, nous avons fait d’autres recherches pour vous !
此版本是冷焊信息的集合，可帮助您开发更好的 PCB。
1. Un joint de soudure à froid
1.1 Premièrement, qu’est-ce que la soudure ?
La soudure est le processus de formation de connexions électriques et mécaniques sur une carte de circuit imprimé (PCB) en connectant des composants électroniques à la carte à l’aide d’un alliage de plomb et d’étain fondus.
Il s’agit d’une compétence fondamentale en génie électrique car elle constitue un élément central du développement et du dépannage des circuits.
La soudure est souvent effectuée à l’aide d’une station de soudure ou d’un fer à souder et d’un fil à souder (l’alliage d’étain et de plomb). Une pointe subtile de métal (ou un matériau métallique pertinent) est attachée à un élément chauffant contrôlé connecté à une source d’alimentation pendant le soudage.
Avec le temps, la pointe du fer à souder est chauffée à des degrés qui peuvent faire fondre le fil de soudure pour devenir fondu et aider à faire un joint de soudure. La soudure est la compétence responsable du montage des composants électriques sur les PCB.
1.2 Parlez-moi des joints de soudure
Un joint de soudure est simplement un point de soudure spécifique d’interconnexion d’un composant électronique sur le PCB.
Une coupe transversale d’un joint de soudure idéal doit avoir une soudure fondue de forme concave lisse et brillante qui monte sur la broche de l’élément à souder, comme le montre l’image 1 ci-dessous :
Image 1 : le joint de soudure idéal
Comme vous pouvez le deviner à partir de l’explication simple (ou de l’expérience), une bonne soudure est une compétence acquise qui nécessite beaucoup de pratique. Pour la plupart d’entre nous, cette compétence se perfectionne avec le temps au fil de projets et d’expériences répétés.
Ce processus d’apprentissage implique beaucoup d’essais et d’erreurs avec beaucoup de « … monter ceci », « … démonter cela ».
De plus, même dans ce cas, vous n’êtes jamais entièrement à l’abri de l’erreur en soi ; vous devenez seulement un peu plus amélioré que vous ne l’étiez avant la pratique.
Cela signifie que chaque fois que vous soudez un composant, vous avez la chance de le faire mieux qu’avant ou d’apprendre une meilleure façon de le faire à partir d’une erreur que vous ferez.
1.3 Problèmes courants liés aux joints de soudure
Il y a diverses erreurs que vous êtes susceptibles de commettre au cours de ce processus de soudure. Certaines des erreurs de soudure courantes que vous pourriez commettre lors de la réalisation de joints de soudure incluent :
1. Soudage perturbé : le soudage est perturbé avant que la matière fondue ne se solidifie
2. Contact froid : contact dont la soudure n’est pas entièrement fondue.
3. Surchauffe de la liaison : ce problème se produit lorsque le fil de soudure n’est pas fondu après avoir été chauffé. Ce comportement peut entraîner une surchauffe de la soudeuse sur la carte, ce qui complique le processus de soudure.
4. Humidité insuffisante : Ce problème se produit sur les broches ou les plaques. Cela indique que les soudures sur la carte et les broches ne sont pas chauffées uniformément. L’ humidification des broches ne signifie pas que vous brûlez plus de broches que de plaques. En revanche, une humidification insuffisante sur le carton peut indiquer qu’il n’y a pas assez de matières hydratantes appliquées.
De plus amples informations sur ces questions seront fournies dans les sections précédentes.
1.4 qu’est-ce qu’une soudure à froid?
Je crois que vous pouvez deviner ce qu’est une soudure froide maintenant, n’est-ce pas? Comme indiqué ci-dessus, les liaisons à brasure tendre à froid sont un problème fréquent au cours du processus de soudure, lorsque la soudure n’est pas complètement fondue et ne s’ écoule pas suffisamment pour former une liaison à brasure tendre idéale.
Les liaisons à brasure tendre à froid sont généralement sombres et convexes au niveau des broches et des zones courbes de la carte. Ils prennent parfois une forme grossière, comme illustré à la figure 2.
Figure 2 : soudure à froid
Ce type de liaison à froid se produit souvent lorsque le fil de soudure n’est pas correctement chauffé avant le soudage. Dans certains cas, il en va de même si la carte de circuits imprimés ou les broches de soudure sont perturbées avant la solidification de la soudure fondue.
Dans la section suivante, nous allons examiner en détail la détection et la réparation des liaisons à brasure tendre à froid.
Nous vous conseillons également de réduire l’occurrence de liaisons à brasure tendre à froid.
2. Détection et test de soudure à froid
2.1 pourquoi tester les liaisons à brasure tendre à froid?
Personne n’accorde autant d’importance aux tests de soudure à froid qu’une personne engagée dans un grand projet électrique.
Regardez, c’est une phase agaçante que j’ai rencontrée quand j’ai travaillé seul sur des projets électroniques.
Je veux savoir si une telle histoire est également liée à votre expérience quotidienne. Voici ce qui s’est passé :
Je fais des modules électriques pour un plus grand projet industriel. Mon rôle est de développer un composant matériel de base pour un projet plus vaste.
J’ai testé le logiciel et les composants électroniques ( sur la plaque d’essai générale ) et les ai téléchargés sur le microcontrôleur pour préparer le soudage.
J’ai rassemblé mes outils commerciaux et j’ai commencé à les broyer pour essayer de souder tout le matériel aussi rapidement que possible. Après environ 30 minutes, j’ai terminé l’ensemble du projet. De mon point de vue, tout va bien.
Je l’ai mis sous tension et j’ai commencé à le surveiller. Et devinez quoi? Mon circuit est cassé. » eh bien, peut-être que la résistance n’est pas très bonne. » Et je me suis dit, « j’en doute depuis longtemps », et cette idée m’a traversé l’esprit.
J’ai donc changé de résistance. Cependant, elle ne fonctionne toujours pas. J’ai vérifié le multimètre et j’ai commencé à évaluer chaque composant. J’ai remarqué une soudure froide et je l’ai réparée.
Cet appareil fonctionne, mais il donne des lectures inattendues. Je suis excité et prêt à utiliser la caméra pour une nouvelle tournée. J’ai découvert une autre soudure froide ( environ une heure plus tard ) et je l’ai réparée.
Cette fois, j’ai réussi à le maîtriser.
Tu vois ça? C’est pourquoi vous devez vérifier la soudure froide. Si vous n’ évaluez pas les soudures à froid, vous pouvez développer des produits électroniques défectueux. Cela dit, explorons certains des tests que vous pouvez effectuer sur des circuits pour établir des joints de soudure froide.
2.2 Testez un: Vérification visuelle des joints de soudure froide
Vérifier visuellement les joints de soudure froide et leur réparer devrait être votre étape principale lors du développement de circuits. Nous avions déjà décrit à quoi pouvait ressembler un joint de soudure idéal (dans le chapitre un).
Principalement, un joint de soudure froide pourrait avoir l’air terne, blanchâtre et convexe, ou déformé.
Je sais que tout cela ressemble plus au «bon sens», n’est-ce pas? De plus, vous vous demandez peut-être pourquoi je l’ai présenté. Parfois, cela va au-delà de ce que nous voyons avec nos yeux.
Vous devrez peut-être obtenir une lentille de grossissement et vérifier les joints de soudure pour noter la forme convexe et que la soudure a rempli les lacunes. Vous ne devriez pas être en mesure de voir la lumière en passant par les articulations.
Parfois, les lentilles peuvent vous aider à détecter les articulations où la soudure n’a pas suffisamment chauffé la soudure. Souvent, ces articulations semblent être approximatives à un examen attentif.
De plus, lorsque vous soupçonnez une articulation, vous devriez essayer d’incliner le composant monté sur le joint pour voir s’il se détache. Si une telle chose se produit, essayez de le réparer avec les méthodes dont nous discuterons dans le chapitre qui a suivi.
Il est également essentiel de s’assurer que la soudure ne se répand pas sur d’autres joints car cela pourrait créer des court-circuites dans le circuit.
2.3 Test deux: Utilisation d’un multimètre pour vérifier les joints de soudure froide
Lorsque vous testez le joint de soudure froide à l’aide d’un multimètre, vous pouvez utiliser deux mesures pour établir un joint de soudure froide. Ceux-ci sont:
2.3.1 Tests par utilisation de la résistance (ohms)
Ici, vous commencerez par changer le multimètre pour mesurer la résistance. Souvent, cela sera indiqué par le symbole OHM (ω). Selon le type multimètre, vous allez pivoter l’indicateur ou appuyer sur quelques cadrans de commande pour changer. Utilisez une résistance d’environ 1k ohms pour cette expérience.
Ensuite, vous connectez un terminal du multimètre directement à l’autre terminal du compteur. Ici, cela aiderait si vous lisez une résistance de zéro ohms. Cette étape consiste à vérifier que votre multimètre fonctionne correctement.
Une fois que vous avez vérifié cela, connectez le terminal du compteur à un joint à une extrémité et l’autre à une extrémité différente via un composant. Pour les composants électriques non résistants, vous devez observer un zéro. Toute lecture au-dessus de zéro pourrait être un indicateur d’une articulation froide.
2.3.2 Tests par utilisation de la continuité
En utilisant le même multimètre que nous avons utilisé dans le test 2.3.1, passez la mesure multimètre pour mesurer la continuité. Connectez les deux extrémités du multimètre et notez que le multimètre bips pour indiquer la continuité.
Image 3: Photo avec une indication de l’étiquette de continuité
Une fois que vous êtes satisfait, répétez le processus en connectant les deux extrémités du multimètre aux deux extrémités du circuit. Si le multimètre bip, tout pourrait bien se passer. Tout le reste est une indication d’une discontinuité qui pourrait être le résultat d’un joint de soudure froide.
2.4 Gardez cela à l’esprit: les erreurs de soudure sont la voie à suivre
Aucun appareil spécifique ne peut tester les joints de soudure froide. Tous les tests explorés ci-dessus sont basés sur des essais et des erreurs. Ce fait est la raison pour laquelle vous ne devriez pas manquer de faire des erreurs lorsque vous faites cela. Lorsque vous devenez trop naïf pour faire des erreurs avec l’électronique, vous finissez par faire des erreurs.
Ainsi, vous devez faire tout cela courageusement et être prêt à rectifier tout ce que vous rencontrez (avec les méthodes du chapitre 3).
Au fil du temps, avec des erreurs plus résolues (que vous faites), vous commencez à devenir un peu mieux qu’auparavant. Tout comme un débutant fait des erreurs, les professionnels font également des erreurs.
La seule différence est le type d’erreurs et le temps qu’il faut pour résoudre les erreurs. Alors, pourquoi devriez-vous avoir peur ?
3. Réparation de joints de soudure à froid
Les joints de soudure à froid se produisent souvent sous forme de joints de soudure à froid perturbés ou simplement de joints de soudure à froid en raison du chauffage insuffisant de la soudure pendant le soudage. Nous commencerons par :
3.1 Les joints de soudure froide perturbés
Ce sont les principaux types de problèmes de soudure à froid pour les ingénieurs. Ces joints de soudure se produisent lorsque le composant ou la carte de circuit imprimé est déplacé avant que la soudure fondue ne se monte correctement.
Ils se caractérisent par un aspect de forme concave et une broche inclinée dans la soudure. À y regarder de près, ils sont également susceptibles d’apparaître rugueux et un peu
glacial
.
Principalement, ils ne peuvent pas être facilement classés comme des joints de soudure à froid car ce type de joint peut parfois être fabriqué à partir de soudure bien fondue. Cependant, ils présentent une ressemblance très étroite avec les joints de soudure à froid standard.
De plus, cela est dû au fait que la soudure ne refroidit pas correctement avant le montage de l’électronique.
3.1.1 Comment résoudre les problèmes de soudure à froid
Comme indiqué ci-dessus, ce type de joint de soudure à froid est provoqué lorsque l’on perturbe la carte ou l’élément pendant la soudure. Ainsi, vous devrez travailler régulièrement au fur et à mesure de votre travail de soudure pour résoudre ce problème.
Pour réussir cette opération, vous devrez peut-être disposer d’une table dédiée montée au sol lors de la soudure. Si vous travaillez dans un espace limité, vous pouvez acheter un
3.2 Joints de soudure à froid
Dans les chapitres précédents, nous avons défini les joints de soudure à froid comme étant formés en raison d’un chauffage insuffisant du matériau de soudure. Un tel problème est facilement observable car il conduit à des grumeaux à proximité des joints de soudure tout en ne fixant pas les composants à la carte de circuit imprimé.
En raison de ce problème, la liaison du joint peut être très mauvaise et peut entraîner la fissuration ou même la disjonction des composants attachés au joint de soudure.
Les joints de soudure à froid se produisent souvent lorsque le pistolet à souder n’est pas suffisamment alimenté. Parfois, cela pourrait aussi être une indication d’une pointe « sale » du pistolet à souder.
3.2.1 Comment résoudre les problèmes de soudure à froid
Pour les ingénieurs utilisant des stations de soudage, la seule raison possible pour laquelle vous pourriez rencontrer des problèmes de soudure à froid est la saleté qui s’accumule sur la pointe du pistolet à souder. Ce problème pourrait également entraîner une surchauffe des joints de soudure.
Par conséquent, la première étape pour résoudre les joints de soudure à froid consiste à nettoyer correctement la pointe du fer à souder.
Deuxièmement, vous devrez alimenter le pistolet à souder avec une quantité d’énergie électrique appropriée pour chauffer le fil à souder. Vous n’aurez besoin d’ajuster votre station de soudage/chauffage de manière appropriée que dans certains autres cas.
Après avoir confirmé la chaleur, vous devrez réchauffer à nouveau la soudure et la monter.
Dans d’autres cas, vous pouvez choisir d’acheter une soudure sans plomb comme la soudure SN96 qui a un temps de transition plastique court. Ce type de soudage réduira les risques d’avoir une combustion incomplète lors du soudage.
Dans les chapitres restants, nous discuterons des problèmes de soudure de la résistance des joints et de ses effets ; ensuite, nous le couronnerons de recommandations de pratiques qui pourraient vous aider à éviter les soudures à froid.
4. Joint de soudure à froid-Problèmes de soudure à froid
4.1 Joints de soudure à froid et résistance
Dans le chapitre deux, nous avons mis en évidence le test de résistance comme test de détection du joint de soudure à froid. Nous avons manqué la seule chose que nous avons exprimée ni la raison ni les effets possibles de la résistance sur les joints de soudure à froid.
Maintenant, il est important de noter que tous les joints présentent un certain niveau de résistance à l’alimentation dans le circuit, cependant, en raison de la combustion incomplète de la substance de soudure en alliage de plomb et d’étain utilisée dans le soudage.
Les joints de soudure froids peuvent présenter une plus grande résistance au flux des charges électriques.
Ce problème n’est pas toujours notable instantanément. Cependant, avec le temps, il entraîne une plus grande consommation d’énergie et, en cas d’utilisation prolongée, les joints de soudure froids peuvent surchauffer et entraîner un dysfonctionnement du dispositif.
4.2 Joint de soudure à froid-Effets de la résistance dans les joints de soudure à froid
La résistance élevée due aux joints de soudure froids est une sorte de « bombe à retardement » pour l’électronique. Parfois, les effets sont instantanés, faciles à remarquer et à rectifier. Cependant, il arrive parfois que les conséquences ne soient pas facilement perceptibles et qu’elles persistent à produire des appareils défectueux.
Voici quelques-uns des effets qui peuvent résulter de la résistance des joints de soudure à froid :
Circuits incomplets : Ce problème se produit lorsque le joint de soudure froide ne parvient pas à connecter le composant et le circuit. Bien que ce problème soit indésirable, il est le plus facile à repérer et à rectifier suffisamment tôt, car un appareil présentant ce problème ne fonctionnera pas.
Dans d’autres cas extrêmes, la résistance peut se combiner avec celle d’autres résistances connectées dans le circuit et donner des lectures erronées. Dans ce cas, vous pouvez appliquer les méthodes et solutions de test déjà évoquées pour rectifier ce problème.
Circuits de surchauffe : Les circuits de surchauffe se produisent lorsque plusieurs circuits froids différents sont interconnectés. Il s’agit du problème de résistance des joints froids le plus difficile à détecter. La plupart du temps, les circuits présentant ce problème fonctionnent lors de la phase de test et peuvent même être produits pour un usage industriel.
Le problème est qu’en cas d’utilisation prolongée, ces circuits surchauffent et cassent les circuits de l’électronique, ce qui entraîne un dysfonctionnement des gadgets.
La meilleure façon de détecter les problèmes de résistance causés par des joints froids serait d’utiliser le multimètre pour les détecter, comme nous l’avons vu au chapitre deux.
Sept pratiques de soudage que vous devez mettre en pratique
Voici sept pratiques d’or qui pourraient vous aider à éviter le joint de soudure froid dans vos projets électroniques.
1. Disposez des outils appropriés. Plus précisément, investissez dans un bon fer à souder. Le fer à souder est souvent responsable du chauffage de la soudure. Ainsi, il est essentiel d’investir dans un fer à souder idéal qui peut vous permettre de réguler et de contrôler la quantité de chaleur utilisée pour la soudure.
2. Utilisez une quantité minimale de soudure lors de la soudure.
3. Nettoyez régulièrement la pointe du fer à souder.
4. Disposez d’une source d’alimentation fiable qui peut alimenter le chauffage/le fer à souder lors de la soudure.
5. Si possible, utilisez le fil (matériau) de soudure sans plomb.
6. Laissez toujours suffisamment de temps pour que la soudure fondue refroidisse. Ne soyez pas pressé de souder.
7. Ne paniquez jamais en soudant. Je sais que ce n’est pas très nécessaire pour les ingénieurs déjà établis, mais la plupart des débutants sont confrontés à des joints de soudure froids à cause de la panique.
Conclusion
J’ai toujours insisté sur la nécessité de braver le processus de soudage, car il s’agit de la principale cause d’un joint de soudure froid. Comme nous l’avons vu précédemment, vous devez faire certaines de ces erreurs encore et encore pour être un peu meilleur que vous ne l’étiez auparavant.
Pour en savoir plus sur la soudure, n’hésitez pas à parcourir notre site Web pour plus de détails.
Si vous avez besoin que nous vous imprimions un circuit imprimé fiable et professionnel, n’hésitez pas à nous envoyer une facture ou une demande de renseignements sur notre site Web.
