Conception électronique - Principes de soudage PCBA et techniques de soudage à la main

Le brasage est une partie très importante de l'usinage PCBA. Bien que les procédés actuels de soudage automatique (SMT, Wave soldeirng) soient déjà très répandus, le soudage manuel (toucu up) n'est toujours pas totalement évité. En particulier dans les opérations de réparation (réparation), il ne peut pas être remplacé par une soudure automatique.

Un procédé de soudage manuel non qualifié peut non seulement produire des défauts de soudage de haute qualité (soudage à froid, à vide, à découvert, pontage, court - circuit) entraînant un fonctionnement anormal du circuit, mais plus grave encore, il peut même endommager les composants électroniques pendant le soudage ou brûler les composants après mise sous tension. Par conséquent, comment s'assurer que tous ceux qui travaillent dans la fabrication électronique connaissent et mettent en œuvre les principes et les concepts de soudage peut efficacement garantir et améliorer la qualité de soudage des produits électroniques, réduire la probabilité d'apparition de produits défectueux et même prolonger la durée de vie des produits.

Pourquoi avons - nous besoin de soudure?

La fonction principale du soudage est de connecter chaque composant électronique indépendant dans le but de communiquer des signaux électroniques entre eux. La seconde consiste à fixer les composants électroniques sur la carte, sinon les composants électroniques tomberont sans bouger et ne fonctionneront pas.

L'image en haut de l'article est une vue en coupe transversale de la carte. Sur la figure, nous pouvons voir la relation entre la soudure, les plots de feuille de cuivre et les broches de la pièce. Les broches des composants sont connectées par soudage aux plots de feuille de cuivre du PCB, qui sont connectés aux autres broches des composants, formant ainsi un circuit électronique complet.

Qu'est - ce que le soudage?

En termes simples, le soudage consiste à ajouter entre deux métaux une soudure métallique dont le point de fusion est inférieur à celui des deux métaux. Cette soudure doit également interagir avec les deux métaux pour produire une réaction chimique qui aboutit à la formation d'un métal d'interface. Composés liés entre eux (IMC).

La méthode manuelle de soudage à la main consiste à chauffer les deux métaux simultanément avec du « fer» et à ajouter de la soudure pour les faire fondre. La soudure fondue pénètre dans les interstices entre les broches des composants électroniques et les plots de feuille de cuivre sur la carte et les recouvre. En fin de compte, les deux parties se combineront et se consolideront ensemble en tant que support relais pour la transmission de signaux électriques.

Il y a donc trois exigences pour la soudure:

Le point de fusion doit être faible. La température ne doit pas être trop élevée pour ne pas trouver de matériaux pouvant fonctionner et la température ne doit pas être inférieure à la température de fonctionnement et de stockage de l'électronique.

â ª a une certaine conductivité électronique. Conducteur ou semi - conducteur.

â ª a une certaine résistance à la soudure et une certaine résistance aux chocs.

Sur la base des exigences ci - dessus, l'usinage PCBA actuel utilise généralement de l '« étain» comme alliage de base comme soudure, d'où le nom de « brasure», tandis que les broches et les cartes de circuits imprimés des composants électroniques sont presque toutes faites de matériaux « cuivre», les métaux plaqués tels que le nickel, l'étain et l'argent étant les métaux les plus soudés en surface.

Les "ALLIAGES" sont utilisés pour réduire le point de fusion de la soudure et peuvent également répondre aux besoins de diverses soudures. Par exemple, l'ajout d'une petite quantité d '"argent" permet d'obtenir une meilleure mouillabilité, d'améliorer la résistance des points de soudure et d'améliorer la résistance à la fatigue. L'ajout d'une petite quantité de « cuivre» à la pâte à souder peut améliorer la résistance du point de soudure, et une petite quantité de cuivre peut également réduire la corrosion de la soudure sur la tête du fer à souder.

En fait, c'est une question très intéressante de savoir pourquoi deux métaux à haut point de fusion, après mélange dans certaines proportions, ont un point eutectique considérablement réduit.

Principe de soudage

Le principe du soudage n'a rien à voir avec cela. Il s'agit d'utiliser la « température» pour faire fondre la soudure et connecter les composants électroniques à la carte de circuit imprimé. Lorsque la température se refroidit en dessous du point de fusion, la soudure se solidifie et se lie entre elles.

Cependant, le soudage à la main ne peut pas être entièrement chauffé comme les fours à reflux SMT, car les humains ne peuvent pas supporter des températures aussi élevées, une source de chaleur à point unique « fer à souder électrique» a été conçue pour chauffer les objets à souder et la soudure, ce qui est efficace à ce stade. La conduction devient très importante.

La soudure manuelle utilise la chaleur générée par le fer à souder électrique pour chauffer rapidement les broches de pièces et les plots de feuille de cuivre à une température supérieure au point de fusion de la soudure, mais pas aussi élevée que la fusion des pièces et des cartes, puis appliquer le fil de soudure sur la zone chauffée, Lorsqu'il est en contact avec des températures dépassant le point de fusion, le fil d'étain solide d'origine se transforme naturellement en liquide et s'écoule uniformément entre et autour des points de soudure et des broches. Lorsque le fer à souder est retiré, la soudure liquide sans source de chaleur se refroidit naturellement et lorsque la température tombe en dessous du point de fusion de la soudure, elle se solidifie pour terminer le travail de soudage.

Selon la description ci - dessus, plusieurs précautions nécessitent une attention particulière:

Le meilleur principe de chauffage de fer à souder électrique devrait être la meilleure qualité de soudage dans les plus brefs délais et à la température la plus basse. Cela est dû au fait que la plupart des composants électroniques et des cartes de circuit imprimé ne peuvent pas supporter des températures trop élevées pendant une longue période, sinon cela pourrait endommager les composants électroniques ou entraîner l'écaillage des plots de feuille de cuivre. En outre, le chauffage prolongé de la soudure peut également entraîner une défaillance par volatilisation complète du flux dans le fil d'étain, ce qui nuit à la qualité du soudage.

La capacité thermique du fer à souder doit être suffisante. L'énergie thermique d'un fer à souder est convertie électriquement, de sorte que sa capacité thermique est déterminée par le nombre de watts de puissance. Plus le nombre de Watts est élevé, plus la capacité thermique est élevée et meilleure est la capacité de compensation thermique. Lorsque la tête du fer à souder est placée sur les pièces initialement refroidies et sur le tapis de feuille de cuivre, la chaleur commence à déborder dans la partie inférieure. Le fer à souder doit fournir de manière continue et stable suffisamment de chaleur pour répondre aux besoins de chauffage. Si le nombre de Watts est trop faible, il peut en résulter une température de chauffage instable ou insuffisante, ce qui entraîne l'inconvénient que le soudage par l'air et le soudage par l'air ne peuvent pas être soudés.

Certains Pads PCB sont attachés à de grandes surfaces de feuille de cuivre et ne sont pas conçus pour [dissiper la chaleur]. Leur vitesse d'absorption de chaleur est encore plus effrayante. À ce stade, en plus d'utiliser un fer à souder de forte puissance, une forme plus grande doit être utilisée. Une tête de fer à souder (pointe), comme une tête de fer à souder de type couteau, pour augmenter sa surface de contact et améliorer l'efficacité de la conduction thermique.

Quel est un bon effet de soudage?

Une bonne soudure peut permettre à la soudure de diffuser progressivement.

La soudure et les surfaces de soudure ainsi que les broches des composants doivent présenter un arc naturel.

Bon effet de soudage

Comment utiliser correctement un fer à souder électrique pour souder manuellement des composants électroniques sur une carte?

Lors du soudage avec une tête de fer à souder, il est recommandé d'utiliser une tête de fer à souder pour chauffer les plots de feuille de cuivre sur la carte et les broches des composants électroniques pendant environ 1 à 2 secondes pour chauffer à une certaine température. Vous pouvez également ajouter une petite quantité de soudure en même temps. La pointe de la tête de fer à souder peut augmenter la surface de contact entre la tête de fer à souder et l'objet à souder, de sorte que l'énergie thermique peut être transférée plus efficacement aux plots de feuille de cuivre et aux broches des composants électroniques.

P⪠attendez que la température de l'objet à souder augmente, puis une grande quantité de fil d'étain est introduite dans la tête du fer à souder pour s'assurer que la soudure mouille vraiment entre les plots de feuille de cuivre et les broches qui doivent être soudées, ou même les envelopper ensemble.

Ne pas injecter toute la soudure dans la tête du fer à souder en une seule fois jusqu'à ce que la température des plots de feuille de cuivre et des broches augmente. Cela provoquera un débordement excessif de la soudure dans certains endroits où la température n'a pas augmenté, ce qui conduira facilement à la soudure, Soudure par pointillés et autres phénomènes indésirables.

Compétences de soudage PCB à la main

Lorsque la tête du fer à souder entre en contact avec les plots de la carte et les broches du composant, assurez - vous de terminer le soudage dans les plus brefs délais, puis retirez la source de chaleur. Le fil plomb - étain sac305 a un point de fusion de 217 degrés Celsius, tandis que la température d'un fer à souder ordinaire descendra entre 350ï½ 380 degrés Celsius. Les températures élevées et le chauffage local prolongé sur les points de soudure peuvent facilement endommager les composants électroniques et les cartes de circuit imprimé. Ce n'est pas un matériau métallique. Ne peut pas supporter, mais les pièces en plastique et la colle ne peuvent pas, le coefficient de dilatation thermique du matériau doit être pris en compte.

Après le soudage à l'aide d'un fer à souder électrique, la pointe du fer à souder doit être rapidement écartée de la position de soudage. Si le retrait est trop lent, une pointe de soudure se forme. C'est parce que la soudure liquide se déplace avec la tête du fer à souder à haute température. Lorsque la tête du fer à souder quitte le point de soudure à une certaine distance, la soudure est tirée, formant une tête de tréfilage. Retrait rapide de la tête de fer à souder lorsque la soudure est cassée, il peut faciliter le retour de la soudure de la tête de fer à souder au point de soudure, la température résiduelle du point de soudure peut absorber la soudure rebondie pour former un bel arc électrique.