Les gens,
La grande majorité des soudures utilisées dans l'assemblage électronique ont pour métal de base l'étain. Il existe des soudures à l'or spécialisées, comme l'or-cuivre ou l'or-indium, des soudures à base d'indium et quelques autres qui ne contiennent pas d'étain. Bien que ces soudures aient des applications importantes, le volume des soudures à base d'étain est écrasant en comparaison.
L'étain était un métal connu des anciens, et il les a fait passer de l'âge du cuivre à l'âge du bronze. Dix à douze pour cent d'étain dans le cuivre donnent le bronze, qui est beaucoup plus résistant que le cuivre (voir figure 1) et qui a l'avantage de fondre à environ 950°C, contre 1085°C pour le cuivre.
Figure 1. L'ajout d'éléments d'alliage, tels que l'étain et le zinc en solution solide, renforce le cuivre. Il est à noter qu'environ 8 % d'étain dans le cuivre augmentent la limite d'élasticité du cuivre de deux fois et demie. L'effet de la solution solide abaisse également la température de fusion. Trouvez la source de l'image ici.
Cette différence de température est importante dans la mesure où il est difficile d'atteindre une température de 1085°C avec une technologie de chauffage primitive. En outre, comme le bronze gèle à une température plus basse, il remplit beaucoup mieux les moules. Cette propriété a permis de couler des objets de formes beaucoup plus complexes. Voir la figure 2. Tous ces avantages ont entraîné une augmentation considérable de la demande d'étain. Cette demande a permis d'établir des routes commerciales beaucoup plus sophistiquées pour l'étain et son minerai le plus courant, la cassitérite, ce qui a favorisé le commerce en général et accéléré la diffusion de la civilisation et de l'apprentissage.
Figure 2. L'ajout d'étain au cuivre a permis de créer le bronze, qui est beaucoup plus dur et plus facile à couler que le cuivre. Cette aptitude à la fonte a permis de créer des objets complexes comme ce diable. Source de l'image:By User:Calame - http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Sword_bronze_age.JPG, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.pp?hcurid=1346902
Revenons à la soudure. La soudure est une technologie qui existe depuis presque aussi longtemps que l'âge du cuivre. On pense qu'elle a vu le jour en Mésopotamie il y a 4000 ans avant notre ère. La soudure était utilisée pour assembler et fabriquer des bijoux, des ustensiles de cuisine et des vitraux. Aujourd'hui, outre ces applications, la plomberie, la réparation d'instruments de musique et le placage de métaux sont des utilisations courantes. Cependant, l'assemblage électronique est de loin le plus grand utilisateur de soudure à base d'étain. Voir la figure 3.
Figure 3. Plus de 50 % de l'étain est utilisé dans les soudures. La source de l'image est ici.
L'un des principaux avantages du brasage est sa capacité à être retravaillé. Cette propriété permet de retravailler les assemblages électroniques, la plomberie, les bijoux et les instruments de musique. Sans la possibilité de retravailler les composants électroniques, l'industrie de l'électronique aurait du mal à être rentable. Un autre avantage, bien sûr, est le miracle de la soudure dont j'ai parlé dans un autre article.
Ainsi, la prochaine fois que vous regarderez votre smartphone, votre tablette, votre téléviseur, etc., rappelez-vous que la soudure à l'étain et le brasage sont essentiels à son existence.
Santé,
Dr. Ron
