Le miracle du soudage

Les amis,

Imaginez que vous êtes Guglielmo Marconi et avez ouvert la première usine de radios à Chelmsford, Angleterre, en 1912. Basés sur l’invention de Lee De Forest en 1906, le tube à vide à triodes, vos premiers postes radio nécessitaient un moyen d’assembler les différents composants électroniques entre eux. Ère du soudage. Le soudage est le moyen le plus rentable et le plus fiable, certains diront même le seul, d’assembler des composants électroniques. C'est le cas depuis la naissance de l'électronique utilisée dans les postes radio.

Il est intéressant de réfléchir à certains des effets que la radio a eus sur la civilisation et la société. Avant la radio, l’essentiel du territoire des États-Unis était déconnecté. Les gens en Californie ne savaient pas ce qui se passait à New York en temps réel. Il n'y avait pas non plus de divertissement national. Après les premières diffusions dans les années 1920, la radio est devenue un élément de base dans la plupart des foyers américains dans les années 1930. Les familles se réunissaient volontiers près d’un poste de radio après dîner pour écouter les nouvelles, des comédies, des dramatiques, de la musique, etc. Cet âge d’or de la radio a duré des années 1920 aux années 1950 jusqu'à ce que la radio soit supplantée par la télévision. Voir Figure 1.

Figure 1. Une fillette écoutant la radio dans les années 1930. Il serait difficile de surestimer l'impact de la radio... rendu possible grâce au soudage.

Le soudage électronique, dans un sens, est un miracle technologique. Il permet d’assembler le cuivre au cuivre à une température inférieure à 230 °C. La connexion est réversible, conduit bien l'électricité et est mécaniquement solide. Cette température de soudage est cruciale pour l'électronique, car les cartes de circuits imprimés et les boîtiers de composants contiennent des matériaux polymères qui ne peuvent pas supporter des températures nettement supérieures à 230°C. Cette basse température de soudage est particulièrement impressionnante si on tient compte du fait que pour assembler du cuivre à du cuivre sans soudure, il faudrait des températures proches du point de fusion du cuivre, soit 1085 °C.

Pour opérer sa magie, la soudure forme des intermétalliques avec le cuivre. Voir Figure 2. L'intermétallique le plus proche du cuivre est riche en Cu₃Sn et celui le plus proche de la soudure est riche en Cu₆Sn₅.

Figure 2. Section transversale schématique d'un composant au plomb soudé à une plaquette de carte de circuit imprimé. 

Il est important que la liaison soudée puisse être retravaillée. L'industrie électronique aurait du mal à être rentable sans cette caractéristique importante du soudage, car la plupart des procédés d'assemblage subissent une perte de rendement qui nécessite des reprises.

Par conséquent, la prochaine fois que vous utiliserez votre téléphone, ordinateur ou télévision, n'oubliez pas que ce serait impossible sans le miracle du soudage.

Merci,

Docteur Ron

Source Figure 1 : Par Franklin D. Roosevelt Library Public Domain Photographs - Ce support est disponible dans les fonds de la National Archives and Records Administration, catalogués sous le National Archives Identifier (NAID) 195876, domaine public, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2151524