Comment souder des composants électroniques

Tout amateur ou professionnel en électronique devrait apprendre à souder des composants dans les trous du circuit imprimé. Vous pouvez vous renseigner à propos de l'équipement et des compétences dont vous avez besoin pour savoir souder des composants électroniques correctement.

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Se procurer l'équipement nécessaire

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Utilisez un fer à souder avec un contrôle approprié de la chaleur. Pour souder des composants électroniques dans un circuit imprimé, les meilleurs des fers à souder sont les fers puissants à contrôle de température qui préviennent les décharges électrostatiques. Ils vous permettront de souder pendant des heures et ils sont adaptés à des projets plus complexes. Pour des projets plus simples, un fer à souder de base fera très bien l'affaire.
- Utilisez un fer à souder fixe de 25 watts pour les petits projets et de 100 watts pour les projets plus importants qui contiennent plus de câbles.
- Si cela est possible, trouvez-vous un fer à souder à température variable, car cela vous aide à ne pas abimer le circuit imprimé. Vous pouvez contrôler la température du bout du fer à souder pour l'adapter au travail à faire.
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Utilisez un fil à souder de l'alliage adapté. L'alliage le plus souvent utilisé en électronique se compose de 60 % d'étain et de 40 % de plomb, parfois noté sous la forme 60/40. Cet alliage est recommandé si vous débutez dans la soudure, même s'il peut être un peu dangereux et demande une bonne aération de la pièce, un moyen de protection des voies respiratoires et un fer à souder avec une pompe.
- La soudure 60/40 peut être pliée à 183 °C, elle ne fond cependant qu'à partir de 188 °C. Si vous n'avez pas d'expérience, il peut donc être difficile de la travailler. Vous pouvez essayer une soudure 63/37 qui fond à 183 °C.
- Les alliages qui ne contiennent pas de plomb deviennent de plus en plus populaires. Ils demandent des températures de soudure plus élevées et ne se liquéfient pas aussi bien que les alliages avec du plomb. Cependant, ils sont plus surs et ils peuvent être plus efficaces. L'alliage à base de 96,5 % d'étain et 3,5 % de plomb est le plus efficace et va produire une soudure qui offrira moins de résistance au courant que n'importe quel autre alliage à base d'étain.
- Vous pouvez acheter des alliages avec ou sans plomb sur Internet ou dans des magasins spécialisés.
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Si cela est possible, essayez de trouver du fil qui contient un fluidifiant. Le fluidifiant est un additif qui se trouve dans l'alliage et qui permet de faciliter la soudure en éliminant et en prévenant l'oxydation tout en améliorant la fluidité de l'alliage. Il en existe de différentes sortes.
- Certains flux sont employés communément, comme le RMA, le RA et les flux solubles dans l'eau. Plus le flux est actif, plus il est important qu'il n'en reste pas après la soudure, car l'action chimique continue et peut endommager ou compromettre l'opération ou l'équipement. Les flux solubles dans l'eau doivent spécialement être retirés.
- La colophane est généralement utilisée par les amateurs. Après la soudure, elle laisse un résidu marron et collant qui n'est pas corrosif ou conducteur, mais que vous pouvez nettoyer avec de l'isopropanol si vous le souhaitez. Il existe différents degrés de colophane, celle qu'on utilise le plus est la « colophane légèrement activée ».
- Ces fluidifiants laissent un résidu clair après la soudure qui n'est ni corrosif ni conducteur.Le fluidifiant est conçu pour être laissé sur la soudure et sur les zones autour.
- Les fluidifiants solubles dans l'eau ont généralement un taux d'activité plus élevé et laissent un résidu qui peut être nettoyé avec de l'eau. Ce résidu est corrosif et pourrait abimer le circuit imprimé ou les composants si vous ne le nettoyez pas tout de suite après.
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Procurez-vous les circuits imprimés et les composants nécessaires. Dans la plupart des cas, les soudures électroniques ne concernent que des composants à faire entrer dans des trous sur des circuits imprimés. Les composants électroniques possèdent des pattes à faire passer par le trou du circuit imprimé avant de les souder à l'anneau métallique autour du trou. Le trou pourrait être plaqué ou non.
- Il existe des techniques légèrement différentes pour souder d'autres éléments comme des câbles, mais les principes d'utilisation du fer à souder et du fil à souder sont les mêmes.
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Procurez-vous une pince pour maintenir les composants. Les composants électroniques sont généralement petits et vous allez avoir besoin de pinces ou de pinces à épiler pour les maintenir en place pendant que vous utilisez le fer à souder et vous occuper de la soudure. Cela peut être un peu complexe.
- En général, une pince de type crocodile est la meilleure des solutions pour maintenir en place les éléments pendant que vous les soudez.
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Souder les composants

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Choisissez le bon composant en vérifiant avec précaution son type et sa valeur. Si vous soudez des résistances, vérifiez leur code de couleur. Pliez les pattes si nécessaire en faisant attention de ne pas casser le composant ou de ne pas tordre les pattes pour les faire entrer sur le circuit.
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Faites très attention et soudez les composants à l'endroit approprié. Vous devez toujours souder dans un lieu bien aéré en vous protégeant le nez, la bouche et les yeux. Assurez-vous de laisser le fer en l'air lorsqu'il est allumé, même lorsque vous ne vous en servez pas. Les fers à souder peuvent démarrer des incendies facilement en mettant le feu à votre établi de travail.
- Vous devez laisser en permanence une vingtaine de centimètres d'espace entre votre visage et les composants électroniques ou ils pourraient vous sauter au visage. La soudure pourrait aussi éclabousser.
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Préparez le fer à souder. Faites fondre une petite quantité d'étain au bout du fer à souder. Cette étape permet d'améliorer la conduction de la chaleur à partir du fer vers la plaque, ce qui permet de la protéger de la chaleur.
- Appuyez avec précaution le bout du fer à souder (sur lequel se trouve une petite quantité d'étain). Le bout du fer à souder doit toucher le trou et l'anneau.
- Le bout du fer ne doit pas toucher le reste des parties non métalliques du circuit imprimé ou de la fibre de verre qui pourrait se trouver autour. Ces zones pourraient être abimées si vous y appliquez une chaleur trop importante.
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Appliquez le fer à souder sur la surface entre le trou et l'anneau. Le fluidifiant qui se trouve dans le fil à souder n'est actif que pendant une seconde maximum après avoir été déposé sur le point de soudure, car il est consumé lentement par la chaleur. Le trou et l'anneau doivent être suffisamment chauds pour que le fil à souder puisse fondre, pas le point de connexion. L'alliage doit coller à l'anneau et au trou grâce à sa tension de surface. On dit souvent qu'on « mouille » le composant.
- Si le fil à souder ne fond pas sur la zone, cela provient surement du fait que vous ne l'avez pas fait suffisamment chauffer ou que la surface doit être nettoyée de la graisse ou des saletés qui pourraient s'y trouver.
- Soyez prudent(e). Le papier de verre sera généralement trop agressif et la laine de verre (moins agressive mécaniquement) va ajouter de petites particules de métal conducteur, ce qui peut provoquer des courts-circuits ou un comportement électrique indésirable.
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Arrêtez d'ajouter de l'alliage dès que le trou est rempli. En règle générale, vous ne devriez pas avoir besoin de plus d'une ou deux gouttes d'alliage pour chaque trou, même si cela va varier selon les composants. La quantité indiquée d'alliage sera déterminée par plusieurs facteurs.
- Sur des circuits imprimés plaqués, vous devez arrêter de mettre de l'alliage une fois que vous pouvez voir un filet concave de métal autour de la patte du composant.
- Sur les circuits imprimés non plaqués, vous devez arrêter de mettre de l'alliage dès que vous voyez un filet plat qui se forme.
- Une quantité excessive d'alliage pourrait former une bulle avec une forme convexe tandis qu'une quantité trop faible formera un joint concave.
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Partie 3

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Bien souder

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Agissez rapidement. Malheureusement, il est plutôt facile d'abimer un composant ou la plaque si vous les faites trop chauffer. Cependant, dans la plupart des cas, vous pouvez protéger la plaque et le composant en agissant rapidement. Gardez un doigt sur le circuit imprimé près du point de soudure pour vous assurer qu'il ne chauffe pas trop.
- Essayez d'utiliser des fers à souder légèrement moins puissants que ce dont vous pensez avoir besoin. Utilisez un fer à souder de 30 watts et entrainez-vous à souder rapidement pour éviter d'y appliquer trop de chaleur.
- Si vous travaillez sur un circuit imprimé des deux côtés, vérifiez ces deux côtés pour vous assurer d'avoir des soudures propres. Une bonne soudure aura l'air brillante et prendra la forme d'un cône. Si elle a l'air « glacée » et pâle, vous l'avez ratée.
Certains composants (par exemple les diodes, les transistors, etc.) sont plus sensibles aux dégâts provoqués par la chaleur et nécessitent un petit radiateur en aluminium attaché à leurs pattes sur le côté opposé de la plaque. Vous pouvez acheter ces petits radiateurs en aluminium dans la plupart des magasins d'électronique.
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Apprenez à reconnaitre les soudures où il y a suffisamment d'alliage. Après une bonne application du fil à souder, la soudure devrait être brillante et ne pas être pâle. Observez la soudure pour savoir si vous l'avez bien faite. Elle doit avoir fondu et se confondre avec la surface du composant électronique plutôt que de la recouvrir. De cette façon, lorsque la soudure refroidit, elle va former un alliage avec la surface du métal.
- La soudure doit recouvrir la surface du composant de manière uniforme, pas au point qu'elle forme une boule, mais suffisamment pour recouvrir toute la surface.
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Gardez votre fer à souder propre. Vous pourriez faire bruler sur le fer du fluidifiant, de la colophane qui se trouvait dans le fil ou des morceaux de plastique. Ces contaminants empêchent la formation d'un alliage propre entre les composants électroniques. Ce n'est pas ce que vous voulez, car cela fait augmenter la résistance électrique et réduit la force mécanique de la soudure. Un bout de fer à souder propre est brillant sur toute sa surface, sans présenter de résidus brulés.
- Nettoyez le fer à souder entre chaque soudure que vous faites. Utilisez une éponge humide ou de la laine de fer pour bien le nettoyer.
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Assurez-vous de laisser refroidir complètement la soudure avant de bouger les composants. Laissez refroidir seulement pendant cinq à dix secondes. Les gros composants ont plus de masse, il faut donc plus de chaleur et de temps pour que la soudure refroidisse.
- Si les composants sont trop chauds pour être manipulés, vous pouvez employer une pince allongée ou une « 3e main » aussi nommée X-tra Hands. C'est un gabarit que l'on peut régler avec précision.
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Entrainez-vous avec des composants de récupération. Il est important de vous exercer avec des composants que vous auriez sinon jetés avant de vouloir souder quelque chose de plus important. Récupérez de vieux composants dans une vieille radio ou un appareil électronique bon pour la poubelle pour vous faire la main dessus.
- Personne n'est parfait, même pas les professionnels. Ne vous sentez pas mal si vous devez recommencer plusieurs fois une soudure. Cela vous évitera des problèmes qui vous feront perdre du temps plus tard.
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Conseils

Le bout du fer à souder a tendance à se bloquer avec le temps (si vous l'utilisez souvent) à cause de l'accumulation d'oxydes qui se produit entre la pointe en cuivre et le manche en fer. Les embouts plaqués n'ont généralement pas ce genre de problème. Si vous ne retirez pas le bout en cuivre de temps en temps, il va rester bloqué en permanence sur le fer à souder ! Il est alors bon pour la poubelle. Toutes les 20 à 50 heures d'utilisation, lorsqu'il est froid, vous devez retirer l'embout et le faire tourner d'avant en arrière et en rond pour que les résidus oxydés tombent, avant de le remettre en place. Vous pouvez maintenant garder votre fer à souder pendant de nombreuses années.
La plupart des fers à souder possèdent un embout que vous pouvez retirer. Ces embouts ont une durée de vie limitée et il en existe de toutes les formes et de toutes les tailles pour s'adapter à de nombreux types de travaux.
Gardez à portée de main une poire ou un dessoudeur (qui va aspirer le métal fondu) ou une bobine de tresse à dessouder (du fil de cuivre fin qui absorbe la soudure fondue) si la soudure déborde, si vous devez dessouder un composant ou si vous devez éliminer un excès de soudure.

Avertissements

Les fils à souder, surtout ceux à base de plomb, contiennent des éléments dangereux. Lavez-vous les mains après avoir fait de la soudure et faites attention, car les objets qui contiennent du fil à souder doivent être jetés avec le reste des objets dangereux.
Les fers à souder sont très chauds. Ne mettez pas la pointe en contact avec votre peau. Vous devez aussi toujours utiliser un support adapté pour garder le bout du fer en l'air au-dessus de votre surface de travail.