Tout ce que vous devez savoir sur la pâte à souder et le flux de soudure

Introduction

Comprendre les écarts entre la pâte à souder et flux de soudure est vital pour les personnes impliquées dans Fabrication de PCB ou assemblage électronique. Les deux matériaux jouent un rôle en établissant des liens, chacun servant des objectifs et présentant des défis uniques. Ce guide explore les subtilités de la pâte à souder et du flux de soudure couvrant leurs fonctions, leurs variétés et fournissant des conseils pour sélectionner l'option en fonction de vos besoins. Que vous approfondissiez les spécificités de la taille des particules de pâte à souder ou que vous parcouriez les types de flux, cet article vise à vous offrir des informations pour améliorer votre expertise en matière de brasage.

Description de la pâte à souder

La pâte à souder joue un rôle dans la production de circuits imprimés. Il est composé d’un mélange de flux et de poudre de soudure métallique pour faciliter le processus. Pour garantir que la poudre à souder est placée sur les plots où les composants seront montés, ce mélange est étalé sur le PCB à l'aide d'une feuille ou d'un pochoir. La pâte à souder aide les composants montés en surface et les plots PCB à se joindre tout au long du processus d'assemblage ; les machines à refusion sont fréquemment utilisées pour cette fonction. Le flux présent dans la pâte à braser joue un rôle déterminant dans le nettoyage des surfaces métalliques.

Description du flux de soudure

Ceci est utilisé pour nettoyer et préparer les surfaces métalliques d'un PCB pour le soudage, en éliminant les oxydes et les impuretés qui peuvent interférer avec le processus de liaison. Le flux facilite le flux de soudure en garantissant qu'il adhère correctement aux surfaces métalliques, facilitant des connexions fiables entre les composants et le PCB. Vendu sous forme de pâte, de liquide ou de stylos à flux, le flux de soudure peut être mélangé avec de la poudre à souder pour produire une substance semblable à du mastic qui est plus facile à appliquer lors de l'assemblage.

Types de pâte à souder par taille

Différents types de pâtes à souder sont disponibles, classées en fonction de la taille des particules métalliques qu'elles contiennent. Explorons les types de pâte à souder et leurs caractéristiques uniques.

• Tapez 1 

  A une taille de particule allant de 150 à 75 micromètres (μm). La taille maximale des particules de ce type peut atteindre jusqu'à 150 μm, les plus petites particules étant d'environ 20 μm.

• Tapez 2
  

  Taille des particules allant de 75 à 45 micromètres (μm). La taille maximale des particules est de 75 µm, les plus petites particules mesurant environ 20 µm et une taille moyenne d’environ 60 µm. Le maillage pour le type 2 est de -200/+325 lignes par pouce.

• Tapez 3
  

  A une taille de particule de 45 à 25 micromètres (μm). La taille maximale des particules dans ce type est de 45 µm, la plus petite étant d’environ 20 µm et une taille moyenne de particules d’environ 36 µm. Le maillage du type 3 est de -325/+500 lignes par pouce. Ce type de pâte à braser est décrit sous le nom de poudre AGS de Henkel.

• Tapez 4
  

  Avec des tailles de particules allant de 38 à 20 micromètres (μm). Les plus petites particules de ce type mesurent environ 20 μm, tandis que les plus grandes atteignent 38 μm, avec une taille moyenne de 31 μm. La taille des mailles de la pâte à souder de type 4 est de -400/+635 lignes par pouce. Cette précision permet de fabriquer une pâte à souder de type 4, telle que la poudre DAP de Henkel.

• Tapez 5
  

  Contient de fines particules, dont la taille maximale ne dépasse pas 30 micromètres (μm). La plupart des particules, environ 80 %, ont une taille comprise entre 25 et 10 µm, tandis que moins de 1 % des particules sont supérieures à 25 µm et environ 10 % sont inférieures à 10 µm. Décrit comme la poudre KBP de Henkel.

• Tapez 6
  

  La taille maximale des particules ne dépasse pas 20 micromètres (μm) et moins de 1 % des particules mesurent plus de 15 μm. La majorité des particules, environ 80 %, se situent dans la plage de 15 à 5 μm, environ 10 % étant inférieures à 5 μm. Cette distribution de particules fines, combinée à un maillage de -635 lignes par pouce.

• Tapez 7
  

  Ses plus grosses particules de ce type ne mesurent pas plus de 15 micromètres (μm), moins de 1 % étant supérieures à 11 μm. La plupart des particules, environ 80 %, ont une taille comprise entre 11 et 2 µm. Cette distribution de particules fines permet à la pâte à souder de type 7 d'atteindre une précision et une exactitude élevées.

• Tapez 8
  

  Contient des particules extrêmement fines, avec une taille maximale ne dépassant pas 11 micromètres (μm). Seule une infime fraction, moins de 1 %, des particules mesurent plus de 10 μm. La majorité des particules, environ 80 %, ont une taille comprise entre 8 et 2 µm.

Types de flux de soudure

Le flux de soudure est essentiel pour créer des connexions solides et fiables en électronique, et il en existe différents types, chacun avec des applications spécifiques. Voici les types de flux de soudure et leurs caractéristiques.

• Flux de colophane
  

  Un matériau de soudure à base de résine de pin. Il est utilisé pour aider à connecter des composants électroniques entre eux et est efficace pour prévenir les problèmes de connexions électriques. Lorsque le flux de colophane est chaud et liquide, il aide à nettoyer les surfaces métalliques. Une fois refroidi, il devient solide et inoffensif, il peut donc rester sur le circuit imprimé sans causer de problèmes. Cependant, si la carte devient très chaude, la colophane pourrait fondre à nouveau et commencer à affecter les connexions.

• Flux RMA
  

  Composé de colophane, d'une infime quantité d'activateur et d'un solvant. Destiné aux surfaces avec une activité minimale et une facilité de soudure. Le matériau obtenu est généralement transparent, mou et ne conduit pas l’électricité et ne provoque pas de corrosion. Les activateurs du flux RMA peuvent inclure des acides organiques, halogéné composés, amides et certains sels organiques.

• Flux collant
  

  Populaires dans l’assemblage électronique car ils ont une consistance épaisse et collante semblable au miel. Cela les rend utiles pour différentes tâches comme la fixation de billes de soudure, le reballage BGA (réseaux de grilles à billes), et soudure à la main. Très utile lorsque vous avez besoin que le flux reste en place lors du soudage. Idéal pour une utilisation sur les joints aériens ou verticaux. Sa nature collante aide à maintenir tout en place pendant que vous travaillez.

  

• Flux liquide
  

  Un type de flux qui pourrait empêcher la meilleure liaison de soudure possible. Le flux liquide aide également la soudure à recouvrir les surfaces métalliques et à s'écouler plus facilement. Ce type de flux est particulièrement utile pour souder les câbles et les bornes de batterie.

• Flux d'acide organique
  

  Plus fort que les flux de colophane mais pas aussi fort que les flux inorganiques. Ils fonctionnent bien pour le brasage car ils nettoient efficacement les surfaces métalliques et sont faciles à laver par la suite, surtout s'ils contiennent une faible quantité de matériau solide. Ces flux contiennent des acides organiques et d’autres ingrédients qui les rendent efficaces pour éliminer la saleté et les oxydes. Ils peuvent être facilement nettoyés avec de l’eau ou d’autres solvants similaires.

• Flux d'acide inorganique
  

  Fabriqué à partir d'acides forts comme acide hydrochlorique, le chlorure de zinc et le chlorure d'ammonium. Ces flux sont très efficaces pour nettoyer les surfaces métalliques, mais ils sont également très corrosifs. Il est essentiel de nettoyer soigneusement les surfaces pour éliminer tous les résidus. Si ces résidus ne sont pas nettoyés, ils peuvent fragiliser voire endommager les joints de soudure au fil du temps. En raison de leur nature corrosive, les flux inorganiques nécessitent une manipulation prudente.

• Noyau de flux
  

  Un type de soudure qui se décline en deux types principaux : sans nettoyage et soluble dans l'eau. Le flux sans nettoyage signifie que vous n'avez pas à vous soucier d'éliminer les résidus après le soudage, car il est conçu pour être inoffensif et ne laisser aucune trace. Fabriqué à partir d'alliages de soudure.

• Flux dans la pâte à souder
  

  La soudure et le flux y ont été combinés. Le flux garantit que la soudure adhère efficacement en aidant à nettoyer les surfaces métalliques. Généralement épaisse, cette pâte est disponible à l’état semi-solide. Particulièrement dans technologies de montage en surface, c'est utile.

  

Comparaison de la pâte à souder et du flux de soudure

Lorsque l'on compare la pâte à flux et la pâte à souder, il est important de comprendre leurs différences et leurs utilisations. Comparons la pâte à souder et le flux à souder :

Rôle dans l'Assemblée

La pâte à souder agit comme un adhésif fixant les composants sur le circuit imprimé. Il ne maintient pas les pièces en position. Facilite également les connexions électriques et thermiques, entre elles. Cela implique que lorsque la pâte à souder est appliquée et chauffée, elle se liquéfie et établit une liaison qui conduit efficacement l'électricité et la chaleur.

Avant l'application de la pâte à souder, le flux de soudure joue un rôle. Sa tâche première est de purifier les surfaces métalliques en éliminant toute couche d'oxydation ou de saleté. Ce processus de purification facilite l'adhésion de la soudure. Assure un flux plus uniforme. De plus, le flux de soudure empêche l'oxydation de se développer pendant le soudage, garantissant ainsi que les joints créés par la soudure sont fiables et durables.

Objectif

En comparant leur objectif, la pâte à souder est principalement utilisée dans la fabrication de circuits imprimés. Il permet de fixer les composants montés en surface à leurs emplacements sur la carte. De plus, il peut être utilisé pour les composants traversants en imprimant la pâte dans et autour des trous avant de souder. Cela garantit une connexion solide entre les composants et la carte.

Le flux de soudure est utilisé pour faciliter la soudure et processus de dessoudages. Sa fonction principale est de nettoyer les surfaces métalliques en éliminant les éventuelles couches d'oxyde présentes. Ce nettoyage permet à la soudure de s'écouler plus facilement et uniformément sur les surfaces, l'empêchant de former des grumeaux indésirables ou de ne pas coller correctement.

Composants

Le plomb et l’étain sont les deux principaux alliages métalliques utilisés pour fabriquer de la pâte à souder. Cependant, pour des raisons environnementales, des versions sans plomb, connues sous le nom de pâte à souder RoHS, sont couramment utilisées. Une combinaison de cuivre, d'étain, d'argent, de nickel, de zinc, de bismuth et d'antimoine est utilisée pour fabriquer ce produit. Ce type est respectueux de l’environnement et répond à des réglementations strictes visant à réduire les substances nocives.

Selon le type de soudure effectué, différents produits chimiques constituent le flux de soudure. Le flux de soudure est composé de plusieurs composés, selon le type de soudure utilisé. Il contient fréquemment du chlorure d'ammonium ou des acides résiniques de colophane pour le brasage général du cuivre et de l'étain. Le chlorure de zinc et l'acide chlorhydrique sont utilisés pour des articles tels que le fer galvanisé. Borax peut être utilisé dans certaines applications, telles que le brasage ou le soudage de métaux ferreux.

Techniques d'application

La pâte à souder est généralement appliquée selon deux méthodes principales : l'impression au pochoir et la distribution. Lors de l'impression au pochoir, un pochoir avec des trous correspondant aux zones où la pâte à souder est nécessaire est placé sur le circuit imprimé. Ensuite, la pâte est étalée sur le pochoir, en remplissant les trous pour appliquer la pâte précisément là où elle est nécessaire. La distribution consiste à utiliser une seringue ou un outil similaire pour appliquer de petites quantités de pâte à souder directement sur des zones spécifiques de la carte.

Pour le flux de soudure, l’application est un peu plus simple. Appliquez un tout petit peu de flux sur la zone où vous avez l'intention de souder à l'aide d'un petit pinceau ou même du bout des doigts. Assurez-vous de recouvrir entièrement les fils ou les surfaces avec le flux, mais veillez à retirer tout excédent avant de commencer à souder. Le flux n'est corrosif que lorsqu'il est chauffé et à l'état liquide, il est donc important de l'appliquer avec précaution.

Application à l'étape d'assemblage

La pâte à souder est appliquée sur le circuit imprimé avant l'assemblage. Vous l'appliquez aux zones où les composants seront placés. Pour cela, déposez une petite quantité de pâte à souder sur un outil ou directement sur la carte, puis étalez-la sur les plots métalliques où seront fixés les composants.

Le flux de soudure est utilisé avant d'appliquer la soudure. Il est appliqué directement sur les joints ou les composants à souder. Son rôle principal est de nettoyer les surfaces métalliques en éliminant les couches d'oxyde qui peuvent empêcher la soudure de coller correctement. Le flux n'est pas très actif à basse température mais devient efficace lorsqu'il chauffe et atteint la température de fusion. point de fusion de la soudure.

Caractéristiques visuelles

La pâte à souder est généralement de couleur grise et a une consistance épaisse et collante. Sa texture peut être décrite par des termes tels que viscosité (son épaisseur) et indice thixotropique (comment il change lorsqu'il est agité). La pâte ne doit pas trop s'affaisser ou s'étaler, afin de garantir qu'elle reste en place là où elle est appliquée.

Le flux de soudure apparaît souvent blanc jaunâtre ou clair. Les flux de base commencent par un blanc jaunâtre, mais sont raffinés pour produire un aspect clair et semblable à de l'eau dans le flux de soudure final. Ce flux transparent facilite le soudage en montrant à quel point il couvre les surfaces et facilite le processus de soudage sans ajouter de couleur qui pourrait interférer avec l'inspection visuelle.

Considérations sur la pâte à souder

Lorsque vous choisissez une pâte à souder pour votre assemblage PCB, plusieurs facteurs importants doivent être pris en compte.

Teneur en plomb

Lors du choix de la pâte à souder, la teneur en plomb est un facteur important à prendre en compte. La pâte à souder à haute teneur en plomb donne souvent un aspect terne après avoir été chauffée et refroidie, un processus appelé refusion. En revanche, les pâtes à braser sans plomb, même si elles sont dépourvues de plomb, devraient néanmoins offrir des performances similaires en termes d'application et de fonctionnalité. Ils doivent bien fonctionner avec les pochoirs et les réglages de l'équipement, tout comme les pâtes à souder étain-plomb traditionnelles.

Température de fusion

Lorsque vous travaillez avec de la pâte à souder, la température de fusion est un facteur important à prendre en compte. Généralement, la pâte à souder fond à environ 183°C. Pour obtenir une soudure correcte, la température pendant le processus de soudure doit être supérieure à ce point de fusion. De plus, pour de meilleurs résultats et pour maintenir son efficacité, la pâte à souder doit être conservée au réfrigérateur. Cela aide à garder la pâte fraîche et garantit son bon fonctionnement pendant le processus de soudure.

Taille des particules de poudre d'alliage

Lors du choix de la pâte à souder, la taille des particules de poudre d'alliage joue un rôle important dans ses performances. Une poudre à souder à mailles plus fines, ce qui signifie des particules plus petites, peut offrir plusieurs avantages. Par exemple, cela améliore souvent la durée de conservation de la pâte, l’aidant ainsi à rester utilisable plus longtemps. Cela peut également améliorer la durée de vie du pochoir, car les particules plus petites sont moins susceptibles d'obstruer les ouvertures du pochoir. En termes de performances de refusion, des particules plus fines peuvent conduire à une meilleure formation de joints de soudure et à moins de risques de défauts. De plus, ils peuvent réduire le comportement de vide, qui fait référence à la formation de poches d'air sous les joints de soudure, conduisant à des connexions plus fiables.

Résistance à la traction

Lors de l'évaluation de la pâte, il est essentiel de prendre en compte la résistance à la traction, qui mesure la force qu'un joint de soudure peut supporter avant de se rompre. Les valeurs de résistance à la traction et de résistance au cisaillement sont généralement mesurées à 25 °C et pour une vitesse de déformation et un âge spécifiques de l'échantillon d'alliage. Cependant, ces valeurs de résistance peuvent diminuer à mesure que la température augmente. À mesure que la température se rapproche du point de fusion de la soudure (appelé solidus), la résistance à la traction peut chuter considérablement, pour finalement se rapprocher de zéro. Les joints de soudure s'affaiblissent à mesure qu'ils chauffent. Il est donc crucial de tenir compte des effets de la température lors de l'évaluation de la durabilité des connexions soudées dans vos assemblages électroniques.

Considérations sur le flux de soudure

Lors de la sélection du flux de soudure, plusieurs facteurs importants doivent être pris en compte pour garantir une soudure réussie.

Techniques de soudure

Lorsque vous choisissez un flux de soudure, pensez à la méthode de soudure que vous utiliserez. Différentes techniques nécessitent différents types de flux. Par exemple, le brasage à la flamme et le brasage au four nécessitent un flux capable de supporter une chaleur élevée. La soudure par résistance électrique et par induction nécessite un flux qui chauffe rapidement. Soudage par refusion a besoin d’un flux qui fonctionne bien dans un four. Le brasage au laser utilise un flux qui gère une chaleur précise, tandis que le brasage manuel nécessite un flux facile à appliquer et à nettoyer. Choisir le bon flux pour votre méthode garantit une forte et nettoyer les joints de soudure.

Compatibilité avec l'alliage de soudure

Lorsque vous choisissez un flux de soudure, il est important de vous assurer qu'il fonctionne bien avec l'alliage de soudure que vous utilisez. Le bon flux doit éliminer toute oxydation des surfaces à souder et aider la soudure à s'écouler en douceur pour créer des joints solides. Assurez-vous que le flux que vous sélectionnez n'a pas d'impact négatif sur la soudure et ne provoque pas de problèmes avec les joints de soudure. Cette compatibilité est essentielle pour obtenir des connexions sécurisées et fiables dans vos assemblages électroniques.

Caractéristiques des résidus

Lorsque vous utilisez du flux à souder, il est crucial de prendre en compte les résidus qu'il laisse après le soudage. Les résidus qui restent sur le circuit imprimé peuvent potentiellement causer des problèmes tels que des pannes électroniques ou des fuites de courant. Pour éviter ces problèmes, assurez-vous que le flux que vous utilisez laisse un minimum de résidus ou s'enlève facilement. Cela permet de maintenir les performances et la fiabilité de votre PCB, en évitant tout effet négatif sur les composants électroniques.

Exigences de nettoyage

Lors du choix d'un flux, il est essentiel de considérer la facilité avec laquelle il peut être nettoyé de votre PCB après le soudage. Un bon nettoyage est crucial pour plusieurs raisons : il améliore l'apparence du PCB en éliminant tous les résidus, ce qui améliore l'aspect général de la carte. Il améliore également la fiabilité du PCB en garantissant qu'aucun flux résiduel ne cause de problèmes. Les PCB propres sont moins susceptibles de souffrir de corrosion sur les composants ou sur la carte elle-même. De plus, un nettoyage minutieux permet d’éviter les problèmes d’adhérence du revêtement de protection et prévient la croissance dendritique causée par la contamination ionique. Par conséquent, sélectionnez un flux qui correspond à vos capacités de nettoyage pour garantir un produit final fiable et de haute qualité.

Flux de soudure alternatifs

Si vous recherchez des alternatives au flux de soudure commercial, vous pouvez envisager d'utiliser de la vaseline, également connue sous le nom de vaseline. Cela peut être un bon substitut car son fonctionnement est similaire à celui d’un flux spécialisé. Fabriquée à partir de cires et d'huiles minérales, la Vaseline ne corrodera pas vos composants électroniques. De plus, l'utilisation d'une marque générique peut être une solution rentable tout en offrant des performances fiables pour vos besoins de soudure.

Masque de soudure ou pâte à souder : FAQ

Après avoir connu les caractéristiques du masque à souder et de la pâte à souder, vous avez peut-être encore quelques questions en tête, surtout lorsque vous n'êtes qu'un débutant.

Avez-vous besoin de pâte flux pour souder ?

En effet, le flux est indispensable lors du soudage. Bien que le noyau du fil à souder contienne fréquemment du flux, un flux supplémentaire est fréquemment utilisé pour des résultats optimaux. Le flux est nécessaire car il maintient la soudure en place jusqu'à ce qu'elle durcisse, l'aide à s'écouler et à adhérer correctement et nettoie les surfaces que vous soudez. Votre PCB fonctionnera mieux grâce à des jonctions de soudure plus propres et plus fiables. En bref, l’utilisation de flux garantit que votre travail de soudure est solide, durable et efficace.

Quelle est la pâte à souder la plus courante ?

Les poudres de pâte à souder de types 3, 4 et 5 sont les plus fréquemment utilisées dans technologie de montage en surface (SMT). Ces types font référence à la taille des particules de soudure dans la pâte. Le type 3 a des particules plus grosses, tandis que les types 4 et 5 en ont de plus en plus petites. Généralement, plus le nombre est bas, plus la taille des particules est grande, ce qui peut affecter la façon dont la pâte s'écoule et adhère pendant le brasage.

Quel est le flux de soudure le plus courant ?

Le flux de soudure le plus courant est le flux de colophane, également connu sous le nom de flux de type R. Ce flux basique et traditionnel est utilisé depuis plus de mille ans. Il provient de colophane naturelle, extraite de la résine de goudron de pin. Le flux de colophane est réputé pour son efficacité dans le nettoyage et la préparation des surfaces métalliques pour le brasage, ce qui en fait un choix fiable pour de nombreuses applications de soudage.

Trop de flux est-il mauvais pour le soudage ?

Utiliser trop de flux pendant le soudage peut en fait être nocif. Bien qu’il puisse sembler bénéfique d’appliquer plus de flux, une application excessive peut causer des problèmes. Un flux excessif peut créer des ponts de soudure, où la soudure connecte involontairement différentes bornes, ce qui pourrait entraîner des courts-circuits. Cela peut également affecter les performances électriques de la carte en diminuant la conductivité. Pour de meilleurs résultats, appliquez une couche fine et uniforme de flux et retirez tout surplus avant de souder. Cette approche prudente garantit que le flux effectue correctement son travail sans causer de problèmes.

Qu’est-ce que le flux non propre ?

Aucun flux propre n'est formulé pour laisser un résidu, il n'est donc généralement pas nécessaire de le nettoyer après le brasage. Ce type de flux contient des résidus. Il est généralement sûr de le conserver sur le circuit imprimé. Cependant, dans certains cas, même ce léger résidu peut nécessiter un nettoyage pour éviter des problèmes. Par exemple, si le flux propre s'accumule excessivement ou s'échappe, derrière des résidus, cela peut entraîner des problèmes tels que du bruit électrique ou des interférences de signal sur la carte. Essentiellement, même si aucun flux propre n'est pratique, pour minimiser les étapes de nettoyage, il est essentiel de surveiller son application afin d'éviter tout problème de performances.

Le flux de plomberie peut-il être utilisé sur l’électronique

Le flux de plomberie est spécialement conçu pour être utilisé avec des tuyaux. Ne doit pas être utilisé sur des appareils électroniques. Il contient des acides efficaces pour éliminer l’oxydation des tuyaux métalliques afin de créer un joint étanche. Cependant, ces acides peuvent être très corrosifs. Peut endommager les pièces et les circuits imprimés. L’application d’un flux de plomberie sur l’électronique peut entraîner des problèmes tels que la corrosion des circuits imprimés et la détérioration des câbles au fil du temps. Il est crucial d'utiliser le flux de soudure destiné à l'électronique pour éviter les problèmes et maintenir la fonctionnalité de vos gadgets électroniques.

Conclusion

Comprendre les différences entre la pâte à souder et le flux de soudure et savoir comment les utiliser est essentiel pour un assemblage de PCB. La pâte à souder est principalement utilisée pour fixer des composants montés en surface sur des circuits imprimés. Il est important de prendre en compte des facteurs tels que la teneur en plomb, la température de fusion et la taille de la poudre d'alliage pour s'assurer de son bon fonctionnement. D'un côté, le flux de soudure agit comme un nettoyant pour les surfaces métalliques. Aide à une soudure efficace. Être conscient de ces aspects garantira que vos assemblages électroniques fonctionnent de manière fiable et efficace.