L'assemblage de cartes de circuits imprimés (PCBA) fait généralement appel à de nombreuses méthodes. Le soudage est une étape cruciale, assurant des liaisons électriques et mécaniques robustes entre les composants. Pour la fabrication de PCBA, on utilise principalement deux types de soudure : la soudure avec plomb et la soudure sans plomb.
La soudure au plomb a été découverte il y a de nombreuses années. Cependant, en raison des risques pour la santé au travail qu'elle présente, différentes solutions ont été mises au point, comme la soudure sans plomb. De nos jours, les deux méthodes de soudure sont utilisées, mais la soudure sans plomb est plus répandue.
Cet article explique la fabrication de soudures avec et sans plomb pour les cartes de circuits imprimés. Il présente brièvement comment ces deux méthodes de soudure sont utilisées en usine. Nous espérons qu'il vous aidera à choisir la méthode de soudure la plus adaptée à votre projet.
Procédé de fabrication de soudures avec et sans plomb pour cartes de circuits imprimés
La fabrication de soudures avec et sans plomb présente chacune ses avantages et ses inconvénients. Leurs applications varient selon les appareils électroniques, en fonction de ces avantages et inconvénients. Par conséquent, pour choisir entre les deux, il est essentiel d'évaluer les avantages et les inconvénients respectifs des deux méthodes de soudure, en tenant compte des besoins spécifiques de votre projet. Enfin, il convient de trouver un équilibre entre ces besoins et les avantages et inconvénients de chaque méthode.
Qu'est-ce que le soudage au plomb ?
Le brasage au plomb est également appelé brasage SnPn. Sn désigne l'étain et Pb le plomb. Dans sa fabrication, l'étain (Sn) ou le plomb sert de métal de base. Cependant, les proportions d'étain et de plomb peuvent varier. La composition la plus courante est Sn37Pb. La température de fusion du brasage au plomb (Sn37Pb) est de 183 °C.
Avantages de la fabrication de soudures au plomb
(1) La soudure au plomb est ductile et très facile à travailler.
(2) La soudure au plomb offre une conductivité électrique très élevée.
(3) Cette méthode de soudage est fiable pour les applications à hautes performances.
(4) Le brasage au plomb a un point de fusion relativement bas. De plus, le refroidissement du brasage au plomb est plus rapide que celui du brasage sans plomb. Par conséquent, vous constaterez probablement moins de problèmes de connexion sur votre circuit imprimé.
Limites de la fabrication de la soudure au plomb
(1) La méthode de soudure au plomb n'est pas respectueuse de l'environnement. La réglementation RoHS la restreint.
(2) Comme la soudure au plomb est ductile, elle n'est donc pas aussi durable que la soudure sans plomb.
Procédure de fabrication de soudure au plomb sur PCBA
La procédure de brasage des composants sur les cartes PCBA est simple. Il faut d'abord préparer la pâte à braser et l'appliquer sur les pastilles du circuit imprimé. Ensuite, placez soigneusement les composants sur la carte. Enfin, chauffez la carte. Vous pouvez utiliser les techniques de brasage à la vague ou par refusion.
La chaleur fait fondre la pâte à braser, créant ainsi des connexions fiables. Une fois refroidie, la soudure se solidifie, formant un circuit électrique fonctionnel.
Qu'est-ce que le soudage sans plomb ?
La soudure sans plomb, quant à elle, n'utilise pas de plomb. Elle est généralement réalisée avec des alliages à base d'étain (Sn) et une petite quantité d'autres alliages. Parmi les alliages les plus courants, on trouve l'argent, le cuivre, le zinc et l'indium. Il existe bien d'autres alliages encore. Le choix précis de l'alliage dépend toutefois des spécifications exactes du composant électronique final.
Un type courant de soudure sans plomb est le SAC387. Le point de fusion de cette soudure sans plomb est de 217 °C.
Avantages de la fabrication de soudures sans plomb
(1) Le soudage sans plomb est respectueux de l'environnement. Il est conforme à la norme RoHS.
(2) Cette méthode de brasage est beaucoup plus durable que le brasage au plomb. Les améliorations apportées à l'alliage permettent de contrôler la résistance de la liaison.
(3) Cette méthode de soudage est parfaitement adaptée à l'électronique grand public moderne.
(4) La fabrication de soudures sans plomb réduit le risque de contamination, rendant cette méthode beaucoup plus sûre pour les travailleurs.
Limites de la fabrication de soudure sans plomb
(1) La soudure sans plomb a un point de fusion plus élevé (SAC387 : 217 °C) et une vitesse de refroidissement plus lente. De ce fait, la fabrication doit être rigoureusement contrôlée et supervisée. Dans le cas contraire, divers problèmes de connexion peuvent survenir.
(2) La soudure sans plomb présente une mouillabilité inférieure à celle de la soudure au plomb. Autrement dit, elle ne s'étale pas aussi rapidement à la fusion. De ce fait, la soudure sans plomb peine à former des connexions solides et fiables.
(3) Cette méthode de soudage est généralement plus coûteuse que le soudage au plomb.
(4) La soudure sans plomb contient une forte teneur en étain, ce qui peut entraîner la formation de moustaches d'étain, de dendrites métalliques, de corrosion sous contrainte et de corrosion par l'étain.
Procédé de fabrication sans plomb pour les PCBA
Le brasage sans plomb suit également une approche systématique. Commencez par préparer la pâte à braser sans plomb et appliquez-la sur les pastilles du circuit imprimé. Ensuite, placez les différents composants sur le circuit imprimé. Une fois les composants en place, chauffez le circuit imprimé par la technique de brasage par refusion. En refroidissant, la soudure forme des connexions électriques durables.
Existe-t-il une différence entre les procédures de brasage avec et sans plomb pour les cartes de circuits imprimés ? Oui. Premièrement, le brasage sans plomb exige des températures de refusion plus élevées, ce qui nécessite une gestion plus précise.
Les méthodes de soudage sans plomb sont aujourd'hui largement utilisées. Cette méthode permet à divers appareils, tels que les ordinateurs et les smartphones, de répondre à des besoins variés. Cette technologie est également très répandue dans d'autres équipements de communication. Les dispositifs médicaux, les automobiles et même l'industrie aérospatiale utilisent le soudage sans plomb. La plupart des appareils électroniques utilisent ce procédé car il est sûr et conforme à la directive RoHS.
Soudure au plomb ou sans plomb : laquelle est la meilleure ?
Vous connaissez déjà les avantages et les inconvénients du brasage avec et sans plomb dans la fabrication de cartes de circuits imprimés. Vous savez maintenant que le choix de la solution la plus adaptée dépend généralement de votre application.
Le brasage au plomb offre une meilleure conductivité et un point de fusion plus bas. En revanche, le brasage sans plomb est écologique et très durable. Le choix dépend donc généralement du produit final.
Soudure au plomb vs soudure sans plomb : mouillabilité
Le brasage au plomb offre une conductivité électrique supérieure. Il est particulièrement adapté à la transmission de signaux puissants. Le brasage sans plomb, quant à lui, n'offre pas une conductivité aussi élevée, mais s'en approche. Il est également utilisé dans de nombreux appareils électroniques haute fréquence. Vérifiez la composition de l'alliage avant de choisir votre pâte à braser.
Soudure au plomb ou sans plomb : point de fusion
La soudure au plomb a un point de fusion plus bas. De ce fait, ces joints de soudure réduisent les contraintes thermiques sur les composants. En revanche, les soudures sans plomb nécessitent des températures plus élevées, ce qui peut affecter les pièces sensibles à la chaleur.
Soudure au plomb ou sans plomb : durabilité et conformité
Les soudures au plomb sont plus faciles à travailler, mais elles sont ductiles. Ces joints de soudure n'offrent pas une grande durabilité. De plus, cette technique de soudage est soumise à des restrictions environnementales.
En revanche, la soudure sans plomb est plus durable grâce au renforcement par alliage. De plus, ces joints de soudure sont conformes à la directive RoHS.
Soudure au plomb ou sans plomb : adéquation à l’application
La soudure au plomb est idéale pour les applications exigeant un signal de haute qualité, comme les télécommunications, l'aérospatiale, le secteur militaire et de nombreux systèmes anciens. En revanche, la soudure sans plomb est plus adaptée à l'électronique grand public, aux dispositifs médicaux, etc.
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