Changer de langue
Introduction
Pour travailler avec des PCB, il est important de connaître les températures de fusion de la soudure. Cela permettra de garantir la sécurité des connexions fiables et non irréprochables. La meilleure soudure offre la plus grande résistance à la chaleur associée à la compatibilité des matériaux, ce qui a un impact sur les performances globales de votre circuit. Cette publication se penche sur les différents types de soudure et sur l'effet de leurs températures de fusion sur la production de PCB.
Description de la température de fusion de la soudure
La soudure passe de l'état solide à l'état liquide dans la phase où la température de fusion de la soudure est atteinte. Les deux types de phases sont alors disposés côte à côte. Le caractère de la soudure est déterminé par le type de soudure et la manière dont elle est disposée, pour son point de fusion. Cette température est très importante lorsque l'on souhaite obtenir des joints bons et durables dans un PCB. Elle favorise la formation de bonnes relations de travail et réduit également les problèmes qui pourraient être attribués au chauffage des composants. Certaines des soudures disponibles sont très importantes en fonction des points de fusion d'une application spécifique. Cette étape rudimentaire essentielle est cruciale pour l'entretien et l'exécution de votre PCB.
Catégories de soudure
Lorsque vous recherchez la température de fusion de la soudure, vous devez savoir qu'il existe plusieurs types de soudure. Chaque type est très différent en termes de caractéristiques et d'objectif. Les capacités de votre PCB dépendent du choix de la bonne soudure. Elle permet des transitions en douceur d'un type de soudure à un autre afin que vous sachiez quoi choisir lors de la conception de votre circuit.
Soudure au plomb
Également connue sous le nom de soudure SnPb, cette soudure est un alliage de métaux. Elle est composée de plomb (Pb) et d'étain (Sn). Cette soudure est idéale pour l' industrie électronique. Les composants thermosensibles y sont parfaitement compatibles. Elle ne fond pas, ne se fissure pas et ne se déforme pas. La soudure au plomb offre d'excellentes propriétés électriques et une grande résistance. Son but est de permettre une connexion fiable des composants électroniques.
Soudure sans plomb
Ce type de soudure est composé de métaux comme l'étain et le cuivre. Elle contient généralement aussi de l'argent, du zinc ou du nickel. La forme la plus courante est la soudure étain-cuivre. Une soudure sans plomb fond à une température plus élevée et mouille plus lentement que la soudure au plomb . Pour de meilleurs résultats, assurez-vous qu'elle contienne au moins 2 % de flux.
Soudure eutectique
Un alliage spécial. Ce phénomène se produit à une température unique : il fond et se solidifie. Cela signifie qu'il possède le point de fusion minimal possible. Pour les procédés de refusion de la brasure, il est préférable d'utiliser une brasure eutectique. Elle assure une fusion et une solidification homogènes. Ce point empêche le liquide de changer d'état jusqu'à ce qu'une certaine pression soit atteinte. Cette brasure lie efficacement deux substances ou plus. Son point de fusion est inférieur à celui des composants pris individuellement.
Soudure non eutectique
En comparaison avec la soudure eutectique, qui fond brusquement à une température définie, cette soudure passe par une fusion et une solidification sur un intervalle de température. La soudure non eutectique devient pâteuse lorsque la température est élevée jusqu'au milieu des deux pièces et que l'autre s'est partiellement solidifiée. Lorsque la condition est pâteuse, les situations sont plus favorables pour organiser la soudure, car vous êtes plus flexible. Idéalement, il ne devrait pas arriver que la soudure soit fondue ou solidifiée en permanence, c'est le meilleur dicton. Cette propriété permet un meilleur contrôle dans certaines applications, en particulier lorsque la précision est requise.
Soudure à haute température
À très haute température, cette soudure offre une résistance suffisante. Elle est utilisée pour réaliser des liaisons solides et permanentes entre des pièces métalliques. Résistante à la corrosion et à l'oxydation , elle protège efficacement vos joints contre l'usure asymétrique. De plus, elle conduit la chaleur et l'électricité de manière optimale. Cette soudure permet d'obtenir plus facilement une meilleure connexion au niveau des joints de la carte de circuit imprimé. Enfin, elle offre d'excellentes performances dans des situations critiques ou en cas de différence de dilatation thermique.
Soudure à basse température
Ces produits fondent à des températures inférieures à celles des alternatives standard. Ils contiennent généralement de l'étain (Sn), du bismuth (Bi) ou de l'indium (In). La fluidité des soudures est déterminée à des températures inférieures à 180 °C. La fabrication de composants électroniques impose le choix d'une soudure à basse température de fusion. Celle-ci permet de fixer des éléments thermosensibles sur les circuits imprimés. Le brasage par étapes améliore les performances. Après un brasage classique, le système permet une seconde étape, le refusion, à une température légèrement inférieure. Pour les composants CMS (composants montés en surface) , la pâte étain-bismuth répond efficacement aux exigences de faible tolérance à la chaleur.
50/50
Il s'agit d'un métal altérable et dur. Il favorise la fusion du cuivre ainsi que de ses alliages et des alliages de base ferreux. Il offre un niveau adéquat de résistance à la corrosion. Il constitue donc une solution appropriée pour de nombreuses applications. En raison de sa teneur abondante en plomb, vous devez éviter l'utilisation de soudure 50/50 dans les systèmes d'eau. Tout au long de la phase d'écoulement, il a tendance à être plus ferme. Il nécessite un temps de mise en place important par rapport aux autres soudures
60/40
Il s'agit d'une soudure tendre courante. Le matériau comprend 60 % d'étain et 40 % de plomb. La soudure du cuivre et de ses alliages bénéficie de cet alliage étonnant. Vous finissez par ne pas l'utiliser pour des projets concernant les infrastructures d'eau potable. Ce qui rend cette explication possible est sa teneur importante en plomb. Envisagez de faire d'une option sans plomb votre choix pour plus de sécurité. La proximité de la température de fusion de la soudure 60/40 avec sa température eutectique est remarquable. Ce n'est peut-être pas une soudure eutectique conventionnelle, mais elle présente clairement une excellente conductivité thermique et électrique.
63/37
L'alliage appelé soudure 63/37 est composé de métaux. Sa composition inclut 37 % de plomb et 63 % d'étain. Cette soudure fond à 183 °C. La soudure 60/40 a un point de fusion plus élevé. Les utilisateurs bénéficient grandement de la propriété eutectique inhérente à la soudure 63/37 : elle passe rapidement et nettement de l'état solide à l'état liquide. Vous pouvez utiliser le fil de soudure 63/37 pour le soudage manuel. Il est également avantageux pour le soudage à la vague et le plaquage . Cette soudure offre une excellente protection contre la corrosion et contribue à prévenir les dommages aux composants lors du soudage.
Points de fusion des alliages de soudure en degrés Fahrenheit
Ensuite, nous analyserons le point de fusion en Fahrenheit des alliages de soudure. Il est essentiel que ces points de fusion existent pour réussir la soudure. Nous passerons en revue une gamme de soudures, leurs compositions et l'effet de leurs températures de fusion sur leurs performances.
Sn10/Pb88/2Ag
Cet alliage de soudure présente des points de fusion uniques. Sa composition est de 10 % d'étain, 88 % de plomb, complétés par 2 % d'argent. Cet alliage est rigide à 514 °C. Il devient liquide à 570 °C. Nous trouvons ce fil de soudure haute température pratique. Vous pouvez lui faire confiance pour des liaisons solides dans des conditions difficiles.
Sn97/Cu3
Une soudure sans plomb. Il s'agit d'une option haute température. Cet alliage est solide à 441°F. Il devient liquide à 590°F. Cette soudure a une application polyvalente dans de nombreux processus différents. Elle est idéale pour les projets qui nécessitent une chaleur élevée.
Sn100
Ce produit est composé à 100 % d'alliage de brasure à l'étain. Il est optimal pour l'étamage des composants, le brasage à la vague et le plaquage. Cet alliage convient aux opérations d' assemblage microélectronique . Solide à 450 °C (450 °F), il devient liquide à cette température. Il offre des performances supérieures aux alliages sans plomb SAC, à moindre coût. Le Sn100 est largement utilisé dans les secteurs de l'automobile , de la défense , de l'aérospatiale et des LED . Vous pouvez compter sur ses performances et son prix.
SAC305
Également un composant d'un alliage de soudure sans plomb. Toutes ses pièces sont exemptes de plomb. 96.5 % de l'alliage est de l'étain. Les 3 % sont des composants en argent. Les 0.5 % restants sont du cuivre. Il sera solide à 423 °F. Enfin, à 442 °F, il devient liquide. Le SAC305 a des caractéristiques de dureté fiables qui lui permettent d'être utilisé dans différentes applications. Son utilisation permet de former des joints de soudure efficaces dans la technologie électronique.
Sn50 – Pb50
Composé à 50 % d'étain et à 50 % de plomb, cet alliage reste solide à 183 °C (361 °F) et devient liquide à 210 °C (413 °F). Cet alliage exceptionnel convient parfaitement au brasage industriel et électronique, offrant ainsi de nombreuses applications. Il est classé parmi les brasures tendres. L'ajout d'une plus grande quantité d'étain renforce la brasure, bien que le mécanisme exact reste incertain. Le plomb contribue en effet à prévenir la formation de moustaches d'étain.
Sn60 – Pb40
Un alliage de soudure est composé de 60 % d'étain et de 40 % de plomb. Il maintient son point de solidification à 361 °C. Il se liquéfiera à 370 °C. Cet alliage est standard pour les fils et les barres de soudure. Son diamètre varie de 0.35 mm à 3.0 mm. Considérez-le comme un fil de soudure tolérant pour les produits électroniques.
Sn63 – Pb37
Composé de 63 % d'étain et de 37 % de plomb, cet alliage reste solide jusqu'à 183 °C (361 °F) et se liquéfie à 182 °C (362 °F). Il réduit la formation d'oxydes et, par conséquent, l'encrassement. On observe des améliorations au niveau du mouillage et de la fluidité. Il convient aussi bien au brasage manuel qu'au brasage continu pour la fabrication de composants électroniques. Il est idéal pour les flux de travail manuels, automatisés et robotisés. À l'état pur, cet alliage est parfaitement adapté aux applications industrielles.
Aluminium 281
Un excellent alliage à faible point de fusion. Il est particulièrement adapté à l'assemblage électronique. Dans les endroits où le cadmium et le plomb sont bannis, vous pouvez l'utiliser. Cet alliage est également utile dans les scénarios thermoélectriques. Il est sensible au taux de cisaillement. La composition de l'alliage est de 58 % de bismuth et de 42 % d'étain. À 281 °C, le matériau conserve sa rigidité ; il ne se liquéfie qu'à 282 °C. Vous l'utilisez généralement à des fins courbes et formatrices.
117 Fusible
Il s'agit d'un alliage à bas point de fusion. La structure dépend du bismuth et est eutectique. L'industrie optique dépend principalement de votre utilisation. Aider au blocage des lentilles pendant le meulage du verre est sa fonction. Le fonctionnement de cet alliage est idéal pour les lentilles en plastique et les composants optiques. Son point de fusion doux arrête la distorsion. Vous pouvez également l'utiliser pour la coulée d'épreuve. Il est utile pour les outils et les ressources impliqués dans la production.
Mélanges d'alliages de soudure avec points de fusion
Examinez les alliages de soudure standard utilisés dans le secteur de l'électronique, en portant une attention particulière à leur composition et à leurs températures de fusion. La connaissance de ces alliages est essentielle pour le choix de la soudure destinée à la fabrication de circuits imprimés , car la température de fusion influe sur le processus de brasage et la qualité globale des assemblages électroniques.
| Composition | Pourcentage de composition | Température de fusion |
| Étain – Argent – Zinc | 95.5% Sn – 3.5% Ag – 1% Zn | 218 ° C - 221 ° C |
| Étain – Argent | 95 % Sn – 5 % Ag | 221 ° C - 240 ° C |
| Étain – Argent | 96 % Sn – 4 % Ag | 221 ° C à 225 ° C |
| Étain – Argent | 97.5 % Sn – 2.5 % Ag | 221 ° C - 226 ° C |
| Étain – Cuivre – Argent | 97 % Sn – 2 % Cu – 0.8 % Sb – 0.2 % Ag | 226 ° C - 228 ° C |
| Étain – Cuivre | 97 % Sn – 3 % Cu | 227 ° C - 300 ° C |
| Étain – Antimoine | 95 % Sn – 5 % Sb | 232 ° C - 240 ° C |
| Étain – Antimoine | 91.5 % Sn – 8.5 % Sb | 232 ° C - 240 ° C |
| Étain – Argent – Cuivre | 95.6 % Sn – 3.5 % Ag – 0.9 % Cu | 217 ° C |
| Étain – Argent – Cuivre | 95.5 % Sn – 3.9 % Ag – 0.6 % Cu | 217 ° C |
| Étain – Argent – Antimoine | 65 % Sn – 25 % Ag – 10 % Sb | 233 ° C |
| Indium – Argent | 97 % en – 3 % en Ag | 143 ° C |
| Étain – Zinc | 91 % Sn – 9 % Zn | 199 ° C |
| Zinc – Aluminium | 95 % Zn – 5 % Al | 382 ° C |
| Bismuth – Étain | 58% Bi – 42% Sn | 138 ° C |
Outils de mesure de la température de fusion de la soudure
Un fer à souder est un outil manuel pour la soudure. Il chauffe pour faire fondre la soudure. Les joints permettent à la soudure de couler. Il y a une pointe en métal. Il y a aussi une poignée isolée sur un fer à souder. Une méthode consiste à appliquer un thermocouple. Une autre méthode consiste à utiliser un pyromètre à contact. Une gamme d'outils peut suivre fidèlement la température de la pointe. L'utilisation de la technique capillaire est un moyen typique de surveiller la température. Dans un tube capillaire, vous chauffez l'échantillon. Une fois qu'il a fondu, vous enregistrez le point de fusion.
Quels sont les facteurs qui influencent le point de fusion de la soudure ?
Composition de soudure
Leur point de fusion dépend de leur composition métallique. Il existe une variation distincte des propriétés de tous les alliages. Vous pouvez vérifier les informations ci-dessus. Le tableau révèle sans aucun doute les points de fusion. Appliquez ces données pour prendre la bonne décision quant à la soudure à utiliser pour votre projet de PCB.
Structure en alliage
Les proportions de métaux sont d'une grande importance. Différents types d'ajouts de métaux prennent différentes formes. Cela modifie le fonctionnement de l'alliage. En général, une teneur en étain plus élevée entraîne un point de fusion plus bas. L'objectif est de vérifier la composition afin de garantir une performance adéquate.
Additifs et flux
La fusion de la soudure est influencée par l'utilisation d'additifs et de flux . Ces derniers modifient les caractéristiques de la fusion. Le flux contient des ingrédients actifs tels que de la colophane ou des acides. Ces composants interagissent avec les oxydes des métaux. Sous l'effet de la chaleur, le flux agit en éliminant les oxydes présents à la surface du métal, ce qui facilite la coulée de la soudure. Un flux bien choisi améliore considérablement la qualité du soudage.
Facteurs environnementaux
Il est important de savoir si votre espace de travail est chaud ou froid. Le comportement de fusion de la soudure est affecté par des températures élevées ou basses. Les impuretés jouent également un rôle. Les polluants peuvent affecter la fusion d'une soudure. Nettoyer votre soudure offre de meilleures chances d'obtenir de meilleurs résultats. Assurez-vous de vérifier la présence d'impuretés.
Autres éléments à prendre en compte pour choisir le bon mélange de soudure
Diamètre du fil de soudure
Lorsque vous choisissez de la soudure, vous devez penser au diamètre du fil. Les diamètres des fils de soudure varient de 0.025 pouce à 0.093 pouce. Les tailles de calibre varient de calibre 25 à calibre 13. Utilisez de la soudure à noyau de colophane 44 pour l'électronique. Il existe des soudures ultra-minces qui mesurent de 0.25 mm à 0.5 mm. Il existe également des soudures plus fines qui mesurent environ 0.5 mm à 1.0 mm. Les pièces plus hautes nécessitent une soudure de plus grande taille. Réglez votre diamètre de soudure en fonction de ce que vous faites. Obtenir la bonne taille permet d'obtenir des joints améliorés.
Fil plein ou fil fourré
Tenez compte du type de soudure que vous choisissez. Vous pouvez opter pour du fil plein ou de la soudure fourrée . Le soudage des composants automobiles est très facile avec du fil fourré. Ce dernier est également très performant pour les machines agricoles et excelle dans d'autres projets importants. Ce modèle offre une méthode simple et génère un minimum de projections. Un processus de soudage de haute qualité, réalisé par des soudeurs expérimentés, permet de réduire considérablement les projections. Il n'existe pas de meilleure alternative pour les travaux de fabrication courants. Pour les métaux épais que vous travaillez en extérieur, choisissez du fil fourré. Pour les métaux plus fins, un fil plus résistant est un choix judicieux dans certains cas. Le fil fourré offre une plus grande maniabilité que le fil plein.
FAQ sur la température de fusion de la soudure
Soudure à point de fusion le plus élevé
La combinaison d'une soudure indique laquelle a le point de fusion maximal. De nombreuses soudures à haute température contiennent une fraction importante d'argent. Les alliages ont une composition qui comprend entre 45 et 90 pour cent d'argent. Contient des composants métalliques de cuivre, de zinc, d'étain et de cadmium. Cela aide la soudure à résister aux températures extrêmes. Il suit la plage de variations de température de 700 à 950 degrés Celsius. Appliqué lorsque la résistance thermique à haute température avec des soudures est le besoin optimal.
La meilleure température pour démarrer le processus de soudure
Pour réussir une soudure, il est essentiel de maîtriser la température. Il est important de nettoyer les surfaces avant toute opération de nettoyage. Allumez le fer à souder. Réglez la température au-delà du point de fusion de la soudure. Entre 315 °C et 340 °C (600 °F et 650 °F), la soudure à base de plomb fonctionne dans sa plage optimale. Pour utiliser une soudure sans plomb, la température du circuit imprimé doit être maintenue entre 340 °C et 370 °C (650 °F et 700 °F). Ceci démontre l'efficacité du drainage lors d'une soudure puissante.
Alliage eutectique vs alliage non eutectique
Ces alliages font preuve de résilience à différentes températures. Leur structure ne change pas pendant la durée pendant laquelle ils déplacent efficacement la chaleur. À des températures inférieures à la normale, les alliages eutectiques se liquéfient à la place des métaux ordinaires. Leur association nous permet de consommer moins d'énergie. Ils ont tendance à briller de mille feux. Contrairement aux alliages eutectiques, les alliages non eutectiques semblent fades et légèrement désorganisés. Il existait un engouement général pour la soudure eutectique étain-plomb dans toute l'industrie électronique. Comme elle fond sous l'effet des éléments auxquels elle se fixe, la soudure est plus facile à obtenir.
Si la soudure est trop chaude, que se passe-t-il ?
Des problèmes peuvent survenir si la température de la soudure augmente. Une tendance à la hausse de la température à un degré supérieur au point de fusion induit une oxydation. L'assemblage des pièces par la procédure de soudure peut entraîner leur endommagement. Il est possible que l'efficacité du flux de soudure se détériore en raison de sa combustion. Vous devez maintenir la pointe à une température qui fera correctement fondre la soudure. Une chaleur intense peut certainement endommager les pièces. En raison de la chaleur qui les traverse, les fils peuvent survivre aux dommages. Cela peut également contribuer à une durée de vie plus courte de votre pointe de soudure en même temps. Pendant la soudure, vous devez utiliser de la chaleur sur le fond.
Conclusion
En fin de compte, il est essentiel de connaître les températures de fusion de la soudure pour des liaisons stables dans les connexions PCB. Ce manuel analyse une diversité de types de soudure ainsi que leurs points de fusion et les points cruciaux à prendre en compte lors du choix des mélanges de soudure. Comprendre cela conduit à un talent de soudure amélioré et à la capacité de réaliser des connexions réussies dans vos projets de conception.
