Dessouder une carte de circuit imprimé sans endommager les pastilles

Le dessoudage consiste à refondre et à nettoyer une soudure sans endommager la pastille ou le circuit imprimé sous-jacent. Dessouder un circuit imprimé est plus complexe que d'y déposer de la soudure, car il faut chauffer la soudure existante, l'extraire et s'arrêter avant que la pastille de cuivre ne se soulève. La méthode appropriée dépend du composant : les composants traversants, les puces CMS, les circuits intégrés à pas fin et les BGA (Ball Grid Array) nécessitent chacun des outils différents. Ce guide présente les outils, les règles d'or, la technique pour chaque type de composant, ainsi que la protection des pastilles et le nettoyage après dessoudage.

Pourquoi enlever la soudure est plus difficile que de l'appliquer

L'application de la soudure est une action contrôlée et irréversible. Son retrait implique l'inversion d'une soudure réalisée, ce qui entraîne deux complications.

De la chaleur là où vous n'en voulez pas

Pour faire fondre une soudure existante, il faut réchauffer la pastille et le cuivre qui y est fixé. Les plans de masse importants et le cuivre épais absorbent la chaleur, ce qui oblige à appliquer plus de chaleur pendant plus longtemps, conditions qui provoquent le décollement des pastilles. Les cartes multicouches aggravent ce problème, car les plans internes agissent comme des dissipateurs thermiques.

Le plateau est déjà construit

Contrairement au soudage d'une carte neuve, le dessoudage s'effectue sur une carte déjà équipée de composants, où les composants voisins, les pistes fragiles et les petites pastilles sont tous exposés. L'objectif n'est donc pas seulement d'enlever la soudure, mais de le faire avec le moins de chaleur et de contraintes possible, afin que la carte puisse être utilisée pour un nouveau composant ou une réparation lors d' un assemblage ultérieur.

Outils de dessoudage et leur utilité

Chaque outil à dessouder est adapté à des joints particuliers ; la plupart des établis en possèdent plusieurs.

Un préchauffeur ou une plaque chauffante est un outil précieux : chauffer toute la carte réduit le choc thermique et le temps d’intervention de chaque outil sur une soudure. Pour les composants traversants, une station de dessoudage est l’outil le plus performant ; pour les composants CMS, l’air chaud est indispensable.

Quel outil de dessoudage utiliser ?

Grâce aux différents outils disponibles, une carte mentale rapide permet de gagner du temps et de protéger le plateau de jeu.

Le principe est simple : les pastilles et les ponts plats conviennent à la mèche, les trous à la ventouse ou à la station de nettoyage, et les composants en surface ou dissimulés à l’air chaud, avec préchauffage en cas de cuivre épais. Choisir l’outil adapté au joint représente la moitié d’un décapage propre ; l’autre moitié réside dans la maîtrise de la chaleur lors du remontage et des retouches.

Meilleures pratiques de dessoudage

Quelques principes s'appliquent quelle que soit la pièce à retirer, et leur respect permet de distinguer un retrait propre d'une carte endommagée.

• Ajoutez de la soudure et du flux frais. Le fait de refusionner l'ancien joint avec de la nouvelle soudure à âme décapante permet à celle-ci de fondre et de s'écouler, ce qui est particulièrement important pour les joints anciens ou sans plomb.
• Préchauffer si nécessaire. Les cartes multicouches, les conducteurs en cuivre épais et les connexions planes bénéficient d'un préchauffage afin d'éviter de lutter contre un dissipateur thermique.
• Utiliser un minimum de chaleur et de temps. Entrez, retirez la soudure et sortez ; une chaleur prolongée soulève les pastilles.
• Ne pas tirer avant que le métal ne soit fondu. Attendez que chaque jointure d'une pièce soit fondue avant de la soulever, sinon vous risquez de déchirer les coussinets.

La première règle, qui semble contre-intuitive, consiste à ajouter de la soudure pour en enlever, et c'est celle que les débutants oublient. Une soudure fraîche avec âme décapante régénère une jointure usée, permettant un décollement propre au lieu de couler lorsqu'elle est à moitié prise.

Comment retirer les composants traversants

Les joints traversants constituent l'opération de dessoudage classique, et il existe deux méthodes fiables.

Mèche ou ventouse

1. Ajoutez un peu de soudure fraîche et de flux à la jointure.
2. Chauffez le joint jusqu'à ce qu'il fonde, puis soit appliquez une mèche à dessouder dessus pour absorber la soudure, soit utilisez une pompe à dessouder pour l'extraire du trou.
3. Répétez l'opération si nécessaire, puis libérez délicatement le plomb, qui devrait maintenant coulisser dans un trou dégagé.

Station de dessoudage ou alliage à bas point de fusion

Pour les composants multibroches, une station de dessoudage à vide et à chaud permet de nettoyer chaque trou en une seule opération. On peut également appliquer un alliage à bas point de fusion sur toutes les broches pour les maintenir fondues ensemble et ainsi retirer un connecteur ou un composant multibroches en une seule fois. Dans tous les cas, il ne faut jamais forcer un composant hors d'une carte dont les soudures ne sont pas complètement fondues, car cela risque d'endommager les trous et les pistes.

Comment retirer les puces CMS

Les composants passifs à deux bornes et les petits composants montés en surface se démontent rapidement avec la bonne méthode.

• Chauffage alternatif. À l'aide d'un fer à repasser, chauffez une extrémité puis l'autre rapidement, en ajoutant du flux, jusqu'à ce que les deux joints soient fondus et que la pièce se détache.
• Alliage à bas point de fusion. Reliez les deux bornes avec un alliage à bas point de fusion pour qu'elles restent fondues ensemble, puis éloignez la pièce en la poussant doucement.
• Air chaud. Un flux d'air chaud concentré permet de refusionner les deux joints simultanément pour un démontage propre.

Le risque avec les petites pièces est de faire glisser un composant à moitié fondu sur la pastille et de le déchirer. La patience, jusqu'à ce que les deux extrémités soient liquides, facilitée par l'application de flux et d'un peu de soudure fraîche, permet d'éviter ce problème. L'utilisation d'une pince à épiler et d'une loupe permet de contrôler le prélèvement plutôt que de le faire au hasard.

Comment retirer les circuits intégrés, les boîtiers QFN et les BGA

Les composants à plusieurs conducteurs et à terminaison cachée nécessitent presque toujours de l'air chaud.

Dans un boîtier BGA, le composant repose sur une grille de billes cachées. Il ne peut donc être refondu qu'à l'aide d'air chaud ou d'infrarouges, puis retiré verticalement une fois fondu et rebillé avant d'être réutilisé. La vérification des nouvelles soudures nécessite un contrôle par rayons X, le même équipement utilisé sur les lignes de production pour les composants à billes, notamment sur les cartes à haute densité courantes dans la fabrication à grande vitesse . Si l'ancien composant doit être mis au rebut, couper les pattes d'un circuit intégré à broches au préalable permet de le retirer plus délicatement endommageant les pastilles.

Comment éviter de soulever les pastilles lors du dessoudage

Le réchauffage étant inévitable, la protection des pastilles est la compétence centrale du dessoudage, et elle est directement liée à la raison pour laquelle les pastilles se soulèvent en premier lieu.

• Réduisez le temps passé à s'attarder. Plus la plaquette reste longtemps en contact avec la surface chaude, plus son adhérence au stratifié s'affaiblit.
• Préchauffer le dissipateur thermique en cuivre. Les connexions en cuivre épais et en acier léger nécessitent un préchauffeur afin d'éviter toute surchauffe de la plaquette.
• Ne jamais forcer la porte à froid. Soulever ou faire levier sur une pièce avant que ses articulations ne soient fondues arrache le coussinet net.
• Soyez délicat avec la ventouse. Passer l'embout de l'aspirateur sur un tapis chaud et moelleux peut l'endommager.

Ces facteurs correspondent aux causes du décollement des pastilles : chaleur, temps, cycles répétés et contraintes mécaniques. Une carte construite sur un substrat stratifié présentant une résistance au pelage du cuivre suffisante, type de matériau spécifié lors de la fabrication des circuits imprimés , tolère également mieux les retouches, ce qui est important pour les cartes susceptibles d'être réparées.

Nettoyage et inspection après dessoudage

Le retrait de la pièce n'est pas la dernière étape ; le coussinet doit être prêt pour la suite.

• Nettoyez les résidus. Le flux et les alliages à bas point de fusion laissent des résidus qui doivent être éliminés, notamment avant une nouvelle soudure ou un revêtement.
• Inspectez le coussinet. Vérifiez l'absence de soulèvement, de dommages ou de cuivre manquant avant de poser une nouvelle pièce.
• Réétamez le tampon. Une fine couche de soudure fraîche prépare la pastille pour le composant de remplacement.

Le nettoyage est essentiel car les résidus laissés après une réparation peuvent corroder ou provoquer des fuites, tout comme après l'assemblage initial. L'objectif est d'obtenir une pastille propre, intacte et fraîchement étamée, gage de la fiabilité des soudures ultérieures. Pour les cartes remises en production, et non pour une réparation ponctuelle, cette même rigueur s'applique à l' assemblage en grande série . Les cartes à forte dissipation thermique, telles que les assemblages à noyau métallique, nécessitent un préchauffage supplémentaire lors de toute réparation.

Besoin de planches bien construites ? Demandez un devis

Retirez la soudure en refondant les joints avec de la soudure à âme décapante neuve, en utilisant un outil adapté à la pièce et en minimisant la chaleur et le temps de maintien afin de préserver les pastilles. Nettoyez et inspectez ensuite la carte ; elle est alors prête pour la pièce suivante. Pour en savoir plus sur Highleap Electronics et nos services de fabrication et d'assemblage, consultez notre site web. Une analyse rapide de la conception peut également révéler les éléments qui compliquent les retouches.

Questions fréquemment posées

Quelle est la méthode la plus simple pour enlever la soudure d'un circuit imprimé ?

Appliquez de la soudure fourrée fraîche sur la jonction, puis utilisez une tresse à dessouder pour les pastilles et les ponts plats, ou une pompe à dessouder pour les jonctions traversantes. La soudure fraîche favorise la fusion et l'étalement de l'ancienne soudure, permettant ainsi un dessoudage propre. Pour les composants CMS et à billes, l'air chaud est préférable au fer à souder.

Pourquoi ajouter de la soudure alors que j'essaie de l'enlever ?

La soudure fraîche avec âme décapante régénère une soudure ancienne ou oxydée, lui permettant de fondre uniformément et de s'écouler sans bavures lorsqu'elle est à moitié solidifiée. Le flux qu'elle contient facilite également le détachement de la soudure de la pastille. C'est l'étape la plus souvent négligée par les débutants, et son ajout rend le dessoudage beaucoup plus propre.

Comment éviter de soulever les pastilles lors du dessoudage ?

Réduisez la chaleur et le temps de chauffe au minimum, préchauffez les cartes avec des rabots ou du cuivre épais, et ne soulevez jamais une pièce avant que toutes ses soudures ne soient complètement fondues. Manipulez l'embout du pistolet à vide avec précaution sur une plaque chauffante. Ces étapes permettent de contrer les mêmes facteurs (chaleur, temps et force) qui provoquent le soulèvement de la plaque.

Comment retirer un composant traversant à plusieurs broches ?

Utilisez une station de dessoudage à vide et à chaud pour nettoyer chaque trou en une seule opération, ou appliquez un alliage à bas point de fusion sur toutes les broches afin qu'elles restent fondues ensemble et que la pièce se retire d'un seul coup. Assurez-vous toujours que chaque joint est fondu avant de retirer la pièce afin d'éviter d'endommager les trous et les pistes.

Est-il possible de retirer un BGA à la main ?

Non. Un BGA repose sur des billes de soudure invisibles qui ne peuvent être refondues qu'à l'aide d'une station de retouche à air chaud ou infrarouge, puis retirées verticalement une fois fondues. Pour le réutiliser, il faut refaire les billes, et les nouvelles soudures sont vérifiées par radiographie. Un fer à souder ne peut pas atteindre les soudures situées sous le boîtier.

Qu'est-ce qu'un alliage de dessoudage à bas point de fusion et quand dois-je l'utiliser ?

Il s'agit d'un alliage spécial qui fond à une température plus basse et reste liquide plus longtemps lorsqu'il est mélangé à des joints existants, ce qui le rend idéal pour le dessoudage de connecteurs, de composants à plusieurs fils et de puces CMS qui doivent être retirées intactes. Il maintient tous les joints liquides simultanément, permettant ainsi un décollement propre de la pièce sans chauffage prolongé d'une seule pastille.

Dois-je nettoyer la carte après le dessoudage ?

Oui. Le flux et l'alliage à bas point de fusion laissent des résidus qui peuvent corroder ou provoquer des fuites, comme après un assemblage initial. Il faut donc les éliminer avant de ressouder ou d'appliquer un nouveau revêtement. Ensuite, inspectez la pastille pour détecter d'éventuels dommages et étamez-la légèrement afin qu'elle soit prête à recevoir la pièce de rechange.

Quel outil de dessoudage dois-je acheter en premier ?

Pour les travaux principalement sur les composants traversants, une pompe à dessouder et de la tresse à dessouder suffisent amplement à moindre coût. Une station de dessoudage à vide et à chaud représente un investissement plus important pour les travaux fréquents. Pour les composants CMS, une station de retouche à air chaud est indispensable. De nombreux établis disposent de tresse à dessouder, d'une pompe à dessouder et d'un poste à air chaud, chacun étant adapté à différents types de joints.

Pourquoi est-il si difficile de dessouder une jonction plan de masse ?

Une grande surface en cuivre conduit la chaleur loin de la soudure ; le fer peine donc à la faire fondre et la chauffe est prolongée, ce qui risque d'endommager la pastille. Préchauffer l'ensemble du circuit imprimé permet à la soudure d'atteindre rapidement la température souhaitée sans chauffage local prolongé, un problème qu'une analyse DFM peut atténuer en prévoyant une dissipation thermique.

Puis-je réutiliser un composant après l'avoir dessoudé ?

Souvent, oui pour les composants traversants et la plupart des composants CMS s'ils n'ont pas surchauffé, bien que les broches puissent nécessiter un nettoyage et un réétamage. Les BGA doivent être reballés avant réutilisation. Si un composant a été difficile à retirer ou a beaucoup chauffé, il est généralement plus sûr de le remplacer plutôt que de risquer d'utiliser un composant non fiable.