Tuto: Soudure des cartes électroniques

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Tuto: Soudure des cartes électroniques

Messagede steph737 » Ven 17 Avr 2009 06:51

Même si vous êtes débutant, vous serez tenté par l'achat des cartes Opencockpits en kit qui représentent une belle économie. Le montage de ces cartes ne présente pas de réelles difficultés, à condition d'observer quelques principes de base pour réaliser des soudures propres et efficaces.

1/ Matériel

- Fer à souder : inutile d'investir dans une station de soudure dernier cri à plusieurs centaines d'euros, sauf pour se faire plaisir. Un bon fer à souder, de puissance moyenne (25 W minimum semble correct) et surtout une panne à pointe fine sont suffisants pour commencer.

Une panne à pan coupé semble préférable dans la plupart des cas, les pannes pointues ne permettent pas un bon transfert de chaleur et sont à réserver aux soudures très exiguës.

La station de soudage présente l'avantage de pouvoir régler la température, ce qui peut être intéressant en fonction des composants,de la taille des connexions à souder et de la quantité de soudure apportée.

- Petite pince plate pour préparer les composants (pliage des pattes). Il existe aussi un outil pratique pour préparer les résistances et diodes : http://gotronic.fr/catalog/passif/resist7.htm#13110 .

- Petite pince coupante pour sectionner l'excédent une fois le composant soudé.

- Tresse à dessouder, pompe à dessouder : normalement on ne devrait pas en avoir besoin, mais on n'est jamais à l'abri d'une erreur ! En cas de soudure dans un trou métallisé (circuit imprimé double face) la pompe sera plus efficace.

- Pinces brucelles : toujours utile.

- Tapis en mousse (anti-statique) pour retourner le circuit imprimé avec ses composants insérés avant soudure ; permet de maintenir les composants bien plaqués contre le circuit avant de les souder.

Il y a des ensembles abordables chez Gotronic, Conrad, qui réunissent une partie de ce matériel à des tarifs très attractifs.

- Un contrôleur électronique type Métrix est de toute façon indispensable, il peut permettre d'identifier des composants mal repérés et surtout vérifier la bonne conductivité en cas de doute sur une soudure.

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2/ Fil de soudure

Avec ou sans plomb (interdit désormais en industriel), la soudure à l'étain doit être à flux décapant incorporé, et de préférence de faible diamètre (0.5 mm à 0.7 mm). La soudure à l'argent (plus chère) facilite les soudures difficiles.

On pourra également avoir en réserve un fil plus gros pour souder des fils de fort diamètre (alimentation) ou certains composants (cosses d'interrupteur, encodeurs...)

3/ Produits annexes

Un vernis de protection en bombe, à passer une fois le circuit testé, permet d'éviter l'oxydation ultérieure des soudures (optionnel). http://www.conrad.fr/aerosol_vernis_kf_ ... 514_115484

En cas de dégâts sur le circuit imprimé (soudure ratée, mauvais composant qui conduisent à la rupture d'une piste), il existe des vernis conducteurs à l'argent de réparation. http://gotronic.fr/catalog/circuits/produits.htm

4/ Précautions

Les circuits intégrés devraient toujours être montés sur un support ! Même si vous êtes devenu un pro de la soudure, vous ne serez jamais un pro du dessoudage de circuit intégré ! Les supports "tulipe" sont préférables mais pas indispensables. http://gotronic.fr/catalog/connectique/supports.htm

De plus cela protège ces composants de la chaleur et de l'électricité statique pouvant être générée par le fer. Opencockpit ne fournit que le support pour le micro contrôleur, pas ceux des autres circuits intégrés.

5/ Avant de souder

- Procurez vous les plans de montage (liens à insérer) des cartes et la liste des composants. Repérez les composants et assurez-vous des bonnes références. Certains sont difficilement identifiables (condensateurs céramiques) et ne comporte qu'un code.

- Repérez les sens de montage ! (diodes, condensateurs électrochimiques polarisés, circuits intégrés, leds, ont tous un sens déterminé.

6/ Ordre de montage

On soudera de préférence les composants "passifs" (résistances, condensateurs) ainsi que les supports et les connecteurs avant les composants "actifs" (diodes, leds, quartz, transistors, CI...)

Néanmoins pour faciliter l'insertion et le maintien des composants sur le circuit imprimé retourné, on pourra décider de souder les composants les moins épais en premier (résistances puis diodes).

Displays 7 segments : dans le cas de soudure directement sur un circuit imprimé, évitez de souder toutes les pattes les unes à la suite des autres, pour ne pas trop faire chauffer le display.

Il est préférable de souder deux pattes opposées, de passer au suivant, et de revenir ensuite sur le premier.

7/ Technique

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La panne du fer chaude sera étamée en appliquant un peu de soudure à l'extrémité. Cela facilitera la conduction thermique.

Il faut approcher la panne du fer de la patte métallique ET de la pastille du circuit imprimé, et chauffer l'ensemble quelques secondes avant d'appliquer le fil de soudure à l'intersection.

NE PAS appliquer la soudure sur le fer.

Si la température est correcte, la soudure s'appliquera d'elle-même autour de la patte du composant, en formant une surface légèrement concave.

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Ne pas faire bouger l'ensemble pendant que la soudure refroidit et se fige (si le composant bouge, risque de faire une soudure "sèche" qui présentera l'aspect d'une soudure réussie mais pas forcément très conductrice).

On peut souffler légèrement pour accélérer la prise.

Une belle soudure doit être brillante (alliages au plomb) ou légèrement givrée (alliages sans plomb). Mate, elle risque fort d'être une soudure "froide", signe d'un temps de chauffe trop faible avant application de la soudure.

Couper ensuite l'excédent de connexion AU DESSUS de la soudure. (un coup de pince coupante dans la soudure risque d'arracher celle-ci ou carrément de couper la piste).

La panne sera essuyée et re-étamée régulièrement (toutes les 4-5 soudures) juste avant de procéder. Ne pas essuyer avant de reposer le fer, pour éviter l'oxydation de la panne.

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8/ Soudure des fils

Pour la soudure des fils, il faut également étamer la partie conductrice après dénudage et avant soudure. Chauffer l'extrémité du fil et y déposer une goutte de soudure qui doit s'étendre sur le fil.

Cela facilite la soudure ultérieure du fil en limitant le temps de chauffe (qui a tendance à rétracter plus que nécessaire la gaine plastique)

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Une bonne habitude est d'utiliser de la gaine thermo-rétractable http://www.gotronic.fr/catalog/connecti ... =gaine.htm pour "assurer" la soudure du fil sur sa cosse et éviter de couper le fil à la limite de la soudure à force de manipulations ultérieures.

9/ Nettoyage du fer

A la fin, il est essentiel de nettoyer la panne du fer (frotter la panne chaude sur une éponge humide, sauf indication contraire du fabricant), et de bien l'étamer à nouveau avant de le débrancher. Cela permet d'éviter l'oxydation de la panne lors du refroidissement.

Derniers Conseils :

En suivant ces conseils vous n'aurez normalement aucune difficulté à monter vos cartes Opencockpit ou autres. Si vous n'avez jamais tenu un fer de votre vie, commencez par vous entrainer avec des bouts de fils, des extrémités de composants...

Certaines cartes (Master, USB expansion) comporte un nombre important de soudures à réaliser, il est facile d'en oublier une : vérifiez méthodiquement votre circuit à la fin.

On n'est pas non plus à l'abri d'une projection accidentelle de soudure sur les pistes, normalement sans conséquence si le circuit est verni, ni d'un contact accidentel entre deux soudures qui fera alors court-circuit.

Un bon éclairage et une loupe pourront faciliter le travail et l'inspection finale.

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Voilà, plus d'excuses pour ne pas faire de belles soudures !
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