La pâte à souder est une préparation de soudure en poudre dans une pâte de flux collante principalement utilisée pour souder des composants montés en surface sur des cartes de circuits imprimés. Il est également possible de souder des broches traversantes dans des composants en pâte en imprimant de la pâte à souder dans et sur les trous. La pâte collante maintient temporairement les composants en place ; le panneau est ensuite chauffé, faisant fondre la pâte et formant une liaison mécanique ainsi qu'une connexion électrique.
La pâte à souder est généralement utilisée dans un processus d'impression au pochoir par une imprimante de pâte à souder,[1] dans laquelle la pâte est déposée sur un masque en acier inoxydable ou en polyester pour créer le motif souhaité sur une carte de circuit imprimé. La pâte peut être distribuée pneumatiquement, par transfert de broches (où une grille de broches est trempée dans de la pâte à souder puis appliquée sur la carte), ou par impression à jet (où la pâte est éjectée sur les tampons via des buses, comme une imprimante à jet d'encre).
Après l'impression en pâte, les composants sont placés par une machine pick and place ou à la main. En plus de former le joint de soudure lui-même, le support/flux de pâte doit avoir une adhérence suffisante pour maintenir les composants pendant que l'assemblage passe par les différents processus de fabrication, éventuellement déplacés dans l'usine. Un microcontrôleur Attiny placé dans la pâte à souder avant le soudage par refusion. Le placement des composants est suivi d'un processus de brasage par refusion.
Le fabricant de pâte suggérera un profil de température de refusion adapté à sa pâte individuelle. La principale exigence est une légère augmentation de la température pour éviter une expansion explosive (qui peut provoquer une « boule de soudure »), tout en activant le flux. Par la suite, la soudure fond. L’heure dans cette zone est connue sous le nom de Time Above Liquidus. Une période de refroidissement raisonnablement rapide est nécessaire après cette période.
Pour un bon joint soudé, la quantité appropriée de pâte à souder doit être utilisée. Trop de pâte peut entraîner un court-circuit ; trop peu peut entraîner une mauvaise connexion électrique ou une mauvaise résistance physique. Bien que la pâte à souder contienne généralement environ 90 % de métal sous forme de solides en poids, le volume du joint soudé ne représente qu'environ la moitié de celui de la pâte à souder appliquée.[2] Cela est dû à la présence de flux et d’autres agents non métalliques dans la pâte, ainsi qu’à la plus faible densité des particules métalliques en suspension dans la pâte par rapport à l’alliage solide final.
Comme pour tous les flux utilisés en électronique, les résidus laissés peuvent être nocifs pour le circuit, et des normes (par exemple, J-std, JIS, IPC) existent pour mesurer la sécurité des résidus laissés.
Dans la plupart des pays, les pâtes à braser « sans nettoyage » sont les plus courantes ; aux États-Unis, les pâtes solubles dans l'eau (qui ont des exigences de nettoyage obligatoires) sont courantes.
Selon la norme IPC J-STD-004 « Exigences relatives aux flux de brasage », les pâtes à souder sont classées en trois types en fonction des types de flux :
Les flux à base de colophane sont fabriqués à partir de colophane, un extrait naturel de pins. Ces flux peuvent être nettoyés si nécessaire après le processus de brasage à l'aide d'un solvant (incluant potentiellement des chlorofluorocarbures) ou d'un dissolvant de flux saponifiant.
Les flux hydrosolubles sont constitués de matières organiques et de bases glycolées. Il existe une grande variété d’agents nettoyants pour ces flux.
Un flux sans nettoyage est conçu pour ne laisser que de petites quantités de résidus de flux inertes. Les pâtes sans nettoyage permettent non seulement d'économiser des coûts de nettoyage, mais également des dépenses en capital et de l'espace au sol. Cependant, ces pâtes nécessitent un environnement d'assemblage très propre et peuvent nécessiter un environnement de refusion inerte.
