Connexions soudées sûres et stables pour les domaines d'application à fortes vibrations

La fiabilité des assemblages soudés revêt une importance particulière dans le domaine de l'électronique lorsque les sous-ensembles sont exposés en permanence à des contraintes mécaniques élevées. Cela concerne notamment les applications dans le secteur ferroviaire, l'exploitation minière et les engins de chantier.

19 mai 2025

Vides

Les vides : un risque pour les assemblages soudés soumis à des contraintes mécaniques

Les vides sont des cavités ou des pores présents au sein d'un joint de soudure. Parmi les causes possibles, on peut citer notamment les inclusions organiques dans la métallisation de surface, les composants du flux ou les oxydes dissous dans la soudure.

La formation de vides n'est pas due à un seul facteur. Il s'agit plutôt d'une interaction entre :

Sous l'effet de vibrations ou de variations de température, les vides peuvent nuire à la stabilité d'un point de soudure. Dans le pire des cas, cela peut entraîner la rupture de la liaison entre le substrat et le composant.

Pour réduire ce risque, il faut harmoniser le procédé de soudure, l'alliage de soudure et le flux.

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SAC Lote

Les soudures SAC imposent des exigences particulières au processus de soudage

Les soudures SAC ont davantage tendance à former des pores que les soudures SnPb. L'article original cite plusieurs causes à cela. D'une part, la tension superficielle plus élevée des alliages SAC rend plus difficile le dégazage des gaz piégés dans la soudure. D'autre part, les températures de traitement plus élevées entraînent une formation accrue de gaz potentiels provenant :

À cela s'ajoutent les propriétés de mouillage des soudures SAC. En raison de l'écart relativement faible entre la température de traitement et le point de fusion, le mouillage peut s'avérer plus difficile. L'harmonisation entre la soudure, le flux et les paramètres de traitement revêt donc une importance encore plus grande.

Flux

Les flux influencent le mouillage et la formation de vides

La tension superficielle entre la soudure liquide, le flux et le circuit imprimé influe également sur le degré de mouillage et, par conséquent, sur la formation de vides. Un bon mouillage contribue à réduire la formation de pores.

Une bonne hydratation contribue à réduire la formation de pores.

Les flux jouent ici un rôle important. Ils contribuent à éliminer les oxydes présents sur les pastilles de soudure et à créer une surface propre et exempte d'oxyde. Cela facilite le mouillage par la soudure et réduit le risque d'inclusions et d'impuretés.

Les flux d'Emil Otto ont été développés pour des applications exigeantes et sont utilisés depuis de nombreuses années dans la fabrication de composants électroniques. Leur composition a été continuellement améliorée afin de garantir des soudures stables et durables.

Facteurs d'influence

Autres facteurs influençant la densité des vides

Outre l'alliage de brasage et le flux, d'autres paramètres peuvent influencer le nombre et la taille des pores au sein d'un joint de brasage.

Surface et perçage du circuit imprimé :

Les couches d'oxyde peuvent favoriser la formation de vides.

Métallisation des composants et adhérence des oxydes :

Dans ce cas également, les couches d'oxyde peuvent favoriser la formation de vides.

Alliage et layout du circuit imprimé

Durée de maintien du composant THT dans la position verticale

Stockage des circuits imprimés et des composants

Atmosphère d'azote lors du brasage sélectif

Température et durée de préchauffage

La formation de vides doit donc toujours être considérée dans le cadre de l'interaction de plusieurs facteurs. Une analyse isolée du flux ou de l'alliage de soudure ne suffit pas.

Applications

Assemblages soudés fiables pour des conditions d'utilisation exigeantes

L'association d'une brasure de haute qualité, d'un flux adapté, de pastilles de brasage sans oxyde et d'un processus bien maîtrisé peut contribuer à la réalisation de soudures durables. Cela revêt une importance particulière lorsque les modules électroniques sont exposés en permanence à des contraintes mécaniques élevées.

Dans le domaine ferroviaire, la fiabilité des connexions contribue à la sécurité du transport des marchandises. De même, pour les engins de chantier ou les machines utilisées dans l'industrie minière, la stabilité des composants électroniques est une condition indispensable au bon fonctionnement des systèmes. Le choix d'alliages de soudure et de flux adaptés constitue donc un élément essentiel d'une technique d'assemblage et de soudage conçue pour garantir une stabilité à long terme.

Notre solution

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Nous serons ravis de vous aider à choisir une solution adaptée à votre processus de soudure.

Emil répond

Quels paramètres de processus influencent la densité des vides dans les assemblages soudés ?

Parmi les facteurs d’influence pertinents figurent la surface et les trous du circuit imprimé, l’alliage et la disposition du circuit imprimé, les conditions de stockage, la métallisation des composants, la température et la durée de préchauffage, le temps de maintien du composant THT dans la soudure, ainsi que l’atmosphère d’azote lors du brasage sélectif.

Quel rôle joue le flux dans la réduction des vides ?

Le flux facilite l'élimination des oxydes présents sur les pastilles de soudure et contribue ainsi à obtenir une surface propre et exempte d'oxydes, ainsi qu'un meilleur mouillage. Un bon mouillage peut à son tour contribuer à réduire la formation de pores au sein du joint de soudure.

Pourquoi les soudures SAC ont-elles davantage tendance à former des pores que les soudures SnPb ?

Les alliages SAC présentent une tension superficielle plus élevée, ce qui rend plus difficile l'échappement des gaz piégés hors de la soudure. De plus, les températures de traitement plus élevées peuvent favoriser la formation de gaz à partir du flux, du circuit imprimé et des composants. Les propriétés de mouillage des soudures SAC jouent également un rôle.

Quelles sont les causes pouvant entraîner la formation de vides dans les assemblages soudés ?

Les causes possibles sont des inclusions organiques dans la métallisation de surface, des composants du flux ou des oxydes dissous dans la soudure. La formation de vides est également influencée par l'interaction entre le circuit imprimé, la métallisation des composants, l'alliage de soudure et les paramètres du processus.

Pourquoi les vides constituent-ils un problème critique dans les assemblages soudés soumis à des vibrations ?

Les vides peuvent nuire à la qualité électrique et mécanique d'une soudure. En cas de contraintes supplémentaires dues à des vibrations ou à des variations de température, la soudure peut être déstabilisée et, dans le pire des cas, la liaison entre le substrat et le composant peut se rompre.