Formation sur le câblage électrique:la soudure

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1 Formation sur le câblage électrique:la soudure
17/09/2018

2 Principe de la soudure:
Le principe de la soudure est de chauffer les pièces métalliques à assembler jusqu'à la température de fusion du métal afin de les solidariser de manière permanente. En électronique : la soudure ou brasure n'est pas un assemblage par fusion des deux pièces Seul le métal d'apport (alliage d’étain) est emmener à une température de fusion. Néanmoins, cette techniquement facile à réaliser, rend étanche les raccords, ainsi qu'elle assure un bon contact électrique entre les pièces. 17/09/2018

3 Condition environnementales :
Il est important d’avoir un environnement stable et dégagé pour travailler. Assurez-vous d’avoir le chemin libre entre le circuit imprimé et le support du fer à souder. 17/09/2018

4 Le support à souder Pour effectuer une bonne soudure, vous devez utiliser vos 2 mains. Vous devez supporter le circuit imprimé ou la pièce à souder grâce à un étau ou tout autre mécanisme. Parfois, pour une soudure rapide, vous pouvez vous placer à plat sur la table. 17/09/2018

5 Le fer à souder: Un fer à souder est un outil qui permet de réaliser des soudures. Comme son nom l'indique c'est un (fer) ou pièce métallique qui va transmettre une température suffisante à des pièces destinées à être assemblées par une soudure. 17/09/2018

6 Choix du fer à souder Il faut prévoir d’avoir un bon fer à souder (voir station de soudage). Choix du fer : Une puissance importante Un contrôle de la température Un stylet léger et mince Un fer antistatique 17/09/2018

7 Choix de la puissance: La puissance d'un fer à souder est choisie en fonction du travail à réaliser: De quelques dizaines de watts pour les travaux délicats en électronique À plus de 150 watts pour la tôle mince, le zinc toit en zinc, la plomberie (petits travaux). En électronique on utilise de préférence une station de soudage thermostatée. 17/09/2018

8 Les stations de soudage nouvelle génération
Station de soudage adapté au soudage sans plomb Réglage et contrôle de la température de 5O°C à 450°C. Affichage digital de la température Boîtier antistatique 17/09/2018

9 Puissance du fer à souder:
La puissance nécessaire du fer est proportionnelle à la grosseur de la soudure. Plus on utilise une grosse pointe de fer, plus la soudure est importante ou plus on veut chauffer rapidement, plus la puissance doit être importante. Les puissances courante des fer pour le soudage en l’électronique sont comprise entre 20 à 50Watts. Si trop de puissance : la température ne sera pas constante Risque de surchauffe des composantes. 17/09/2018

10 La panne (ou pointe) du fer à souder :
La panne est fabriquée en métal pour conduire bien la chaleur. Les pannes en cuivre se corrodent assez rapidement, on leur préfère les pannes dites longue durée « faite d'alliage en couches ». Il existe des pannes de différentes formes en fonction des travaux à réaliser. En électronique on utilisera une panne fine pour les composants les plus petits (CMS : composants montés en surface) 17/09/2018

11 Choix de la pointe du fer à souder
la pointe suffisamment grosse. Si la pointe est trop petite ou trop pointue elle ne transmettra pas la chaleur efficacement. Le choix tient compte de la dimension de l’élément à souder. Il est recommandé d’utiliser une pointe avec 2 côtés plats : une meilleure surface de contact un meilleur transfert de chaleur. 17/09/2018

12 Constitution de la pointe du fer:
La pointe et en cuivre recouvert de fer. Le fer évite que le cuivre soit attaqué par le décapant (flux). Si la pointe est trop bien nettoyée il se peut que le fer s’oxyde, on parle de brûler la pointe. Elle devient alors brun foncé Pour éviter de brûler la pointe, il faut toujours garder la pointe bien étamée surtout lors de l’arrêt du fer. 17/09/2018

13 L’entretien Le support de fer comporte un réceptacle avec une éponge.
L’éponge sert à nettoyer la pointe du fer en enlevant l’excès de soudure en enlevant le décapant brûlé. Garder l’éponge humectée. Ne pas utiliser l’éponge sans eau car celle-ci brûlera. Trop d’eau et la pointe refroidira. 17/09/2018

14 Conseil pratique Les pointes ont une durée de vie limitée.
pour conserver ces pointes de fer longtemps: Gardez la pointe étamée, nettoyer seulement au moment de souder. N’utilisez pas de décapant acide. Ne pas limer la pointe du fer. Pour un nettoyage en profondeur, utiliser fer pour éviter l’oxydation. une brosse en laiton. Avant de couper l’alimentation, laisser un peu de soudure sur le bout du fer. 17/09/2018

15 Choix du fil de soudure Type diamètre 17/09/2018

16 Type du fil de soudure:Soudure sans plomb
la température de fusion est différente de la soudure au plomb. votre fer à souder doit convenir pour les soudures sans plomb. 17/09/2018

17 Voici un tableau de quelques alliages avec les températures fusion
Sn 63 PB ºC-190ºC interdit Sn 60 PB ºC interdit Sn95.5 Ag 3.8 Cu ºC Sn96.5 Ag 3.0 Cu ºC Sn96.6 Ag 3.5 Cu ºC Sn96.5 Ag 3.9 Cu ºC Sn96.5 Ag ºC Sn99.3 Cu ºC (moins cher) 17/09/2018

18 Le matériel d’apport :diamètre
Il faut choisir le diamètre du fil de soudure en fonction de la taille de la soudure. De façon générale, pour des soudures courantes, un fil 0.8 mm est adéquat. Pour les soudures de composants montés en«surface» le fil 0.4 mm est un bon choix. La majorité des fils vendus contiennent du décapant qui est libéré au moment de la soudure. 17/09/2018

19 L’électricité statique: un ennemi
L’ennemi de tout composant électronique. Certaines sont plus sensibles que d’autres (VMOS, MOSFET, JFET, AMP. OP., …). Nous pouvons accumuler des charges très importantes comprises entre et volts. Les composants sensibles aux chocs électrostatiques possèdent des diodes de protection mais cette protection a des limites. Les diodes affectent aussi les performances de certains composants. 17/09/2018

20 Techniques pour prévenir la destruction de composantes par décharge électrostatique
Utiliser un fer à souder dont la pointe est reliée à la masse. Contrôler l’humidité relative entre 50% et 65%(hygromètre). Utiliser un bracelet antistatique chaussures ou talons conducteurs Utiliser une surface de travail conductrice. Retirer tout vêtement en tissu synthétique(nylon). Utiliser une chaise conductrice.. Éliminer tout élément fait de plastique non conducteur de votre environnement. Ioniser l’air. 17/09/2018

21 Le décapant (flux) Le décapant est une substance qui prépare les surfaces à accepter le métal d’apport. Il élimine l’oxydation en surface et améliore le mouillage. Une grande variété de produits est disponible sur le marché. 17/09/2018

22 Décapant inclus dans le fils
le décapant inclus dans le fil d’apport est suffisant pour réaliser des soudures parfaites avec des composants neufs. Si vous faites une réparation ou soudez une pièce oxydée, vous pouvez utiliser du décapant au besoin. Avec la chaleur le décapant à résine forme une croûte noire sur le fer qui peut se déposer sur les soudures ce qui est inesthétique.(nettoyage du fer à chaque soudure) Utiliser une éponge humectée pour nettoyer la pointe du fer. Les décapants laisse un résidu translucide qui peut être élliminé. 17/09/2018

23 Les outils : vous avez besoin : 1 pince coupante 1 pince à bec long
1 pince à dénuder 1 brucelles (pour manipuler les petites pièces) 17/09/2018

24 Composant traversant :
Pour souder les composants traversant sur le circuit imprimé, il faut percer le support (circuit imprimer), incérer les composants côté composant, et souder sur l ’autre face ( côté cuivre). 17/09/2018

25 Composants C.M.S. : Il est simplement posé sur le circuit et brasé (souder) sur la même face. 17/09/2018

26 La technique:préparation
1. Stabiliser les éléments à souder (petit étau….). 2. S’assurer que le fer est à la bonne température. 3. Nettoyer le fer sur l’éponge humide . 4. Appliquer une petite goutte d’alliage sur la pointe du fer . 17/09/2018

27 La technique : Manipulation du fer à souder
Pour les droitiers, tenir le fer de la main droite et le métal d’apport de la main gauche. 17/09/2018

28 La technique : la soudure
1. Approcher le fer et le fil de soudure de la pièce à souder. 2. Chauffer la tige ou la patte en premier (2mm au-dessus du circuit imprimé) (1-2 sec) . 3. Abaisser le fer sur la zone à souder. 4. Appliquer le matériel d’apport à la jonction de la tige et du côté opposé à la position du fer jusqu’à l’obtention de la soudure parfaite. 5. Retirer le matériel d’apport et ensuite le fer. 6. Laisser refroidir à la température ambiante, ne pas souffler Refaire ses étapes pour chaque soudure. 17/09/2018

29 Temps de chauffe: Pour faire la soudure, il s’est écoulé entre 2 et 7 secondes selon la grosseur des pièces à souder. Faites attention de ne pas surchauffer les pièces. 17/09/2018

30 Sécurité: La pointe du fer est très chaude.
Des gouttes de soudure fondue peuvent tomber de l’extrémité de la pointe. 17/09/2018

31 La technique : le final 1. Couper les fils ou pattes qui dépassent.
2. Appliquer de l’alliage sur le fer avant de couper son alimentation. 17/09/2018

32 Conseil pratique pour réaliser une bonne soudure :
Pour améliorer la conduction thermique entre le fer et la pièce,ne pas mettre trop de soudure. Toujours commencer par chauffer la pièce la plus grosse en premier. Ne pas appliquer le matériel d’apport directement sur le fer. La pièce à souder doit atteindre la température de fusion du matériel d’apport pour faire une bonne soudure. De plus, le décapant contenu dans le fil d’apport doit se déposer sur les pièces à souder. Si vous laissez le fer trop longtemps le décapant brûlera complètement ce qui crée des dépôts brunâtres. Il ne faut pas refroidir trop vite la soudure ce qui peut modifier son fini de surface. 17/09/2018

33 SOUDURE PAR VAGUE Dans le cas du brasage par vague, la conception du circuit est contraignante. Il faut éviter les ponts de soudure en écartant suffisamment les pastilles. Méthode utiliser pour les circuits imprimés avec des composants traversant. Grande séries 17/09/2018

34 La soudure des composants montés en surface
Cela consiste à souder les composants d'une carte en surface coté cuivre. C'est plus compact et plus résistant. Ainsi les composants CMS sont simplement soudés à la surface de la plaque, ce qui permet une miniaturisation extrême. Sans cette miniaturisation, les téléphones portables ressembleraient encore à des talkies walkies! 17/09/2018

35 CMS: soudure manuelle Les soudures se font en plaçant les composants à la main et en les soudant au fer. Cette méthode demande patience, minutie et bonne vision. Application:prototype, petite série, mise au point, modification, réparation. 17/09/2018

36 CMS:placement semi-automatique:grâce à des machines de placements:
Les points qui les caractérisent sont Le bras manipulateur la table qui porte le circuit imprimé les rangements des composants les accessoires 17/09/2018

37 CMS:placement semi-automatique:mode opératoire
1- POSE DE LA PATE A BRASER une crème à braser est placée sur les plages du circuit imprimé aux emplacements des pattes des composants. 2 - POSE DES C.M.S. Ensuite les composants sont posés sur le circuit par les machines de placement 3 - REFUSION Le passage dans un four permet la refusions et fait fondre l'alliage déposé la brasure (soudage) est ainsi faite. Nota : la crème à braser doit se conserve au froid. 17/09/2018

38 PLACEMENT MANUEL DE HAUTE PRECISION
17/09/2018

39 CMS:placement automatique
LES MACHINES DE PLACEMENT : automate placent les composants CMS (ou traversant): POUR PRODUCTION DE GRANDES SERIES 17/09/2018

40 APRES LE CABLAGE Il faut effectuer le contrôle 17/09/2018