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  • 18 Radio-REFN1838'12/2010technique

    Soudure avec plomb et souduresans plomb.Henri BONSOIR, F6FRA

    La directive europenne RoHS rglemente l'utilisation decertaines substances dangereuses depuis le 1er juillet 2006.Elle a pour but d'viter que des matires dangereuses ne seretrouvent dans les dcharges.

    Ces substances sont : le plomb, le mercure, le chrome hexa-valent, le cadmium, les ignifuges a base de diphnyle poly-brom (PBB) ou base d'ther diphnyle polybrom(PBDE). Le champ d'application de la directive englobe huitcatgories sur les dix rpertories par la directive sur lesdchets d'quipements lectriques et lectroniques (DEEE) :les petits appareils mnagers, les gros appareils mnagers,les quipements informatiques et de tlcommunications,les quipements grand public, les quipements d'clairage,l'outillage lectrique et lectronique, les jouets et les qui-pements de sport et de loisir, les distributeurs automatiques.

    Les composants et soudures de nos transceivers commer-ciaux sont bien entendu concerns par cette directive quedoivent respecter les fabricants. Dans cet article, nousallons comparer la soudure que nous utilisions jusqu' pr-sent pour cbler nos montages avec celle, exempte deplomb, que l'on trouve dornavant sur le march. Il n'existepas d'quivalent parfait de la soudure tain/plomb quenous avons connue jusqu'alors.Tous les alliages de souduresans plomb sont diffrents.Temprature de fusion plus leve : la temprature defusion des alliages sans plomb est de 30 40C suprieure celle des alliages avec plomb, Ceci peut occasionner desdfauts, comme la fatigue thermique des joints de souduredue a une tension superficielle plus importante, et l'endom-magement des composants sensibles la chaleur.Le tableau 1 donne une fourchette de temprature maxima-le de quelques composants lectroniques.

    Tableau 1

    ComposantsCondensateurs lectrolytiques l'aluminiumCondensateurs au tantaleCondensateurs MLCC (cramiques multicouches)

    Condensateurs film

    Relais monts en surface

    Oscillateurs quartz

    Connecteurs, selon le type de plastique utilisLEO (luminosit affecte si temprature trop leve)

    Dispositifs botier BGA (Bail Grid Array) et CSP

    (Chip Scale Package)Autres circuits intgrs

    Tempratures m a xi240 - 250220 - 260240- 260230- 300226- 245235 - 245220" - 245"240- 280

    220- 240

    245- 260

    Mouillage : pour la plupart des alliages sans plomb, lemouillage est moins bon que celui de la soudure r-tain/plomb. Le tableau 2 rcapitule les alliages utiliss dansl'industrie et leurs inconvnients.En conclusion : avec les soudures sans plomb, il faudraveiller ce que les pattes des composants et les surfacessoudables soient propres et non oxydes. Utiliser unebonne temprature : une augmentation trop lente de celle-ci, suite une mauvaise rgulation ou un manque de puis-sance, conduira l'oxydation des surfaces et un mouilla-ge difficile. Les composants ayant une masse thermiqueimportante poseront le plus de difficults. La panne du fer souder soumise des flux dcapants plus agressifs et unetemprature plus leve de 30 40C aura une dure de vie

    bien plus courte. Pour dterminer la temprature optimalede la panne, commencer 350C, puis rduire progressive-ment jusqu' l'obtention d'une soudure de mauvaise quali-t. L'augmenter alors de 10C ou juste un peu plus, jusqu'ce que la soudure soit nouveau de bonne qualit.Dans le cas de rparation d'appareils anciens, il faudra vi-ter de mlanger les alliages, et n'utiliser que de la soudured'origine l'tain/plomb.

    Tableau 2

    Compositionde la soudure

    Tempde fusion

    Commentaires

    Etain/plombSnPb

    Etain/0,7% CuivreSn0.7Cu 227

    Etain/3,5% ArgentSn3.5Ag 221'

    Eta in/3,5% Ag/0,7%CuSn3.5AgO.7Cu 217

    Bon mouillagefaible temprature de fusion.

    Utilise pour le soudage la vague,t de fusion leve, moins bon mouillage

    que SnAg.

    T de fusion leve,moins bon mouillage que SnAgCu.

    Etain/Argent/BismuthSnAgBi

    Etain/9%ZincSn9Zn 198

    Alliage sans plomb le plus courantTeneurs varie en Ag et Cu

    T de fusion suprieure de 34a celle de l'tain/plomb, moins bon mouillage.

    210 215 Meilleur mouillage qu'avec SnAgCu.Ne pas utiliser avec du plomb.

    Surtout utilis comme pte braser,a aussi t utilis en soudure la vague

    notamment au Japon. Pas disponible en fil.

    Ncessite un flux spcial,sensible la corrosion.

    Etain/8%Zinc/3%BismuthSnSZnSBi 191" Utilis par plusieurs fabricants japonais

    avec des composants sensibles la chaleur.Utilisation dlicate.

    58%Bismuth/42%Etain58Bi42Sn 138 Alliage dur et cassant faible

    temprature de fusion.

    Pour ma part, j'ai fait un essai de soudage de composantsavec de la soudure sans plomb que l'on trouve couram-ment dans le commerce. Aprs avoir trouv la bonne tem-prature de fusion en utilisant la mthode dcrite plus haut,la soudure fond mais reste pteuse, elle ne coule pas et nes'tale pas comme la soudure au plomb. L'aspect final estcelui d'une soudure au plomb que l'on aurait rate. Lesphotos 1 et 2 montrent bien la diffrence d'aspect entre cesdeux types de soudure.

    Soudure au plomb

    NDLR : qui voudrait bien complter cet article en nousdtaillant la meilleure mthode pour utiliser la souduresans plomb ?

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