06 – Impacts du sans plomb (RoHS) dans les procédés de brasage



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Description

PERSONNEL CONCERNE

Personnel technique impliqué par le passage aux alliages sans plomb

OBJECTIF

Détailler les points critiques des exigences dans les procédés de brasage sans plomb

RESUME

  • Présentation des alliages de substitution ;
  • Présentation des impacts sur les flux, les circuits imprimés, les composants ;
  • Description des impacts sur les procédés (brasage manuel, brasage à la vague et refusion) ;
  • Discussion sur les problèmes de compatibilité des alliages et sur la fiabilité.

PRE-REQUIS

En dehors du fait de savoir lire, écrire et compter, avoir une bonne vision (avec ou sans lunette) : être à l’aise avec les unités de base géométriques, mathématiques et métriques. Niveau minimum BAC, BAC+2. Etre concerné par les différents procédés de brasage par refusion, vague et manuel. Une bonne connaissance des différents procédés est importante pour pouvoir se concentrer sur les changements apportés par le RoHS (sans plomb) sur l’ensemble de la filière de câblage.

MOYENS PEDAGOGIQUES

Animation par vidéo projection, photos diverses.
Un mémo en couleur est remis à chaque participant (résumé du cours, courbes thermiques, photos, …).
Travaux pratiques en atelier

PROGRAMME

1 – PRESENTATION & SOURCES DES INFORMATIONS
2 – LEGISLATION
  • Les directives européennes WEEE & ROHS et leurs implications concrètes.
  • État des lieux mondial sur le sans plomb.
3 – LES PROCESS ACTUELS (RAPPELS FLASH)
  • Rappel des conditions de réalisation d’un brasage : métaux, flux, températures, composés intermétalliques
  • Les alliages classiques d’aujourd’hui, températures d’utilisation
  • Les différentes techniques d’assemblage (la vague et la refusion).
4 – LES ALLIAGES DE DEMAIN
  • Rappel des conditions de réalisation d’un brasage : métaux, flux, températures, composés intermétalliques
  • Les alliages classiques d’aujourd’hui, températures d’utilisation
  • Les différentes techniques d’assemblage (la vague et la refusion).
5 – IMPACT SUR LES PROCESS : vague, refusion, fer

5.1 Impact sur les circuits imprimés.

  • Impact sur les PCB : types de laminés (papier, verre époxy, polyimide) et caractéristiques à prendre en compte pour le brasage sans plomb : reprise d’humidité, Tg, dilatation, résistance à la chaleur, tenue des pastilles, halogène free.
  • Conséquences sur la tenue des trous métallisés et des vias, sur la déformation.
  • Les différentes finitions sans plomb (HAL, ENIG, OSP, Sn et Ag chimique).

5.2 Impact sur les composants. Paramètres critiques pour la refusion.

  • Dégradation des puces selon la température
  • Composant en matière organique : impact de la température sur l’humidité incorporée dans le cas de la refusion = normes de référence : MSL JSTD033 et JSTD020.
    Conséquences sur : « pop-corn » ou gestion des composants en Dry Pack.
    Conséquences sur la définition de la fenêtre thermique de brasage : entre un mini pour les joints et un maxi pour les composants. Comparaison des fenêtres pour l’alliage au plomb et sans plomb. Maîtrise actuelle des températures.
  • Les différentes finitions sans plomb, cas de l’étamage et des Whiskers.

5.3 Impact sur le brasage à la vague.

  • Très bref rappel des conditions thermiques d’une vague avec alliage au plomb.
  • Mise en oeuvre d’un alliage sans plomb. Montée des températures : préchauffage, bain et carte.
  • Conséquences sur les composants CMS céramique et traditionnels.
  • Conséquences sur les produits organiques : les flux de vague (compositions, températures)
  • Conséquences sur la puissance du préchauffage, sur la durée, sur la déformation des cartes et les moyens de les transporter.
  • Conséquence sur le choix à faire au contact avec la vague : la durée de contact ou la température du bain, (ou les deux ?).
  • Cas de la dissolution, endurance du pot d’alliage et des axes de pompes. Modification de la composition de l’alliage par dissolution des métaux en contact.
  • Génération de scories.

5.4 Impact sur le brasage par refusion.

  • Très bref rappel des conditions thermiques d’une refusion avec alliage au plomb, constatation de la difficulté de maîtriser les divergences thermiques selon les PCB et les composants.
  • Re-définition de la fenêtre thermique du brasage sans plomb et évaluation de la maîtrise actuelle des températures dans les fours à convection.
    – Conséquence sur l’adaptation de la fenêtre de brasage par refusion, modification des profils : à palier, en triangle, en trapèze et importance du refroidissement en sortie de four.
    – Conséquence sur la capabilité : « mon four » est-il capable de tenir les nouveaux profils.
    – Autre possibilité : la refusion par condensation de vapeur

5.5 Impact sur le contrôle des joints.

  • Impact contrôle externe : forme, aspect. Contrôle visuel & AOI.
  • Impact contrôle interne : RX, coupes micrographiques sur structure.

5.6 Impact sur la réparation.

  • Etat de l’art et conséquences dues à la haute température de fusion de l’alliage.
  • Température des pannes, forme, entretien.
  • Régulation thermique, vitesse de récupération
  • Préchauffage du PCB, risque de détérioration, décollement des plages, measling
6 – PHASE DE TRANSITION

Durant un certain temps, il y aura coexistence des équipements « au plomb » avec les équipements « sans plomb ».

  • Que produira la mixité des métaux sur la fiabilité des joints ? Divers cas sont évalués dont les BGA.
  • Traçabilité de la fabrication sans plomb, garantie RoHS.
7 – MANIPULATIONS PRATIQUES (1/2 journée)
  • Essais sur crèmes à braser sans plomb : coalescence. Comparaison avec la crème au plomb habituelle.
  • Refusion : réglage du four pour un profil sans plomb, choix de la position des sondes.
  • Relevé du profil des performances du four, étude des divergences et commentaires des résultats : « Mon four est-il capable ? » de rester dans les tolérances exigées par les normes.
  • Travail au fer : brasage de cartes avec un alliage sans plomb (préalable conseillé : posséder la pratique du brasage au fer, afin de pouvoir comparer les difficultés nouvelles).

 

Informations complémentaires

DUREE DU STAGE

14 heures en 2 jours
§I à VI : durée 1,5 jour

SANCTION

Attestation de stage

NOMBRE DE STAGIAIRES

Maximum par session = 8
Minimum par session = 3

FORMATEUR

– M. Patrick MELLET
– M. Olivier DESVILLES

SESSIONS 2018

A Bourg la Reine :
– du 16 au 17 octobre