11 – Refusion des CMS



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Description

PERSONNEL CONCERNE

Personnel technique impliqué par la refusion.

OBJECTIF

Améliorer les compétences pratiques sur l’ensemble du procédé de refusion des CMS et du « pin in paste » par l’approfondissement des connaissances théoriques et des points clefs à maitriser.

RESUME

  • Analyse des caractéristiques des circuits imprimés nus et des composants (cas des MSL. JSTD 033 et JSTD 020). Les impacts sur leur gestion et sur la refusion.
  • Sérigraphie : compositions, caractéristiques, conditions de stockage et de déstockage de la crème ; choix d’une technologie de pochoir. Impacts des caractéristiques crème/pochoir sur les paramètres de mise en œuvre.
  • Refusion : étude du comportement de la crème en fusion. Etablissement et analyse de profils thermiques (Etain plomb et sans plomb) réalisés dans les fours à convection forcée (four à condensation, phase vapeur abordés).
  • Cas du microbillage, du perlage (MCSB), de l’effet « tombstoning », cas de la double refusion…
  • Contraintes liées au procédé de brasage « Pin In Paste ».

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. Avoir travaillé un minimum de 3-6 mois sur des lignes de refusion CMS, sur tous les postes ou sur la sérigraphie et au four. Une bonne connaissance des critères de contrôle visuel applicables au brasage des CMS est un plus pour se concentrer sur les règles de mise en œuvre. Il est donc recommandé d’avoir assisté aux sessions de formation IFTEC « contrôle visuel des joints brasés » ou « formation et certification de spécialiste à l’IPC-A-610 » ou consulté l’IPC-A-610 ou spécifications clients. Ce thème approfondi la partie refusion des CMS du stage « Les cartes électroniques ».

MOYENS PEDAGOGIQUES

Animation par vidéo projection, photos diverses.
Un mémo en couleur est remis à chaque participant (résumé du cours, courbes thermiques, diagrammes, photos, …)
Travaux pratiques en atelier (sérigraphie semi-automatique ; mesure d’épaisseur Zcheck ; portique pose manuel ESSEMTEC ; four à convection forcé SMT).

PROGRAMME

1 – LE CIRCUIT IMPRIME
  • Comportement thermique selon les caractéristiques physiques : Tg, CTE, reprise d’humidité.
  • Dégradations possibles lors du passage au four, cas du brasage sans plomb.
2 – LES COMPOSANTS
  • Comportement des CMS lors de la mise en température, niveau de sensibilité à l’humidité MSL (J-STD-033 & J-STD-020), delta de CTE, déformation des BGA « effet de pagode », fissuration des condensateurs céramiques.
  • Les différentes finitions.
  • La pose des CMS, vitesse, précision, pression de pose, impacts divers sur le process.
3 – LA CREME A BRASER
  • Définitions techniques des termes : joint, brasage, composés intermétalliques…
  • Les conditions de réalisation d’un joint.
  • L’alliage (alliage standard et sans plomb) :
    – nature, composition, température de fusion, comportements vis à vis du mouillage.
    – granulométrie, critères de choix.
  • Le flux : nature, composition, rôles du flux, activité, RNV, no clean, nettoyage, rôle de l’azote.
  • La crème : caractéristiques, viscosité, stockage et déstockage de la crème.
4 – LA DEPOSE DE LA CREME A BRASER
  • Dépose par seringue : systèmes pneumatiques, systèmes volumétriques à vis d’Archimède.
  • Dépose par sérigraphie :
    – les différents outils de dépose (toile, pochoir suspendu et auto tendu).
    – la réalisation des ouvertures (découpe laser INOX et Nickel ; électroformage Nickel).
    – principe des règles de dimensionnement des ouvertures (exemple avec IPC7525 et autre).
    – les paramètres de sérigraphie : hors contact, pression des racles, angle des racles, vitesse des racles, temporisation avant démoulage, vitesse de démoulage…
  • Mesure des épaisseurs de crème et systèmes d’AOI 2D ou 3D (Solder Paste Inspection).
  • Origines et remèdes des problèmes de sérigraphie (microbillage, perlage ou MSCB, tombstoning…).
  • Cas des systèmes à tête d’impression (PROFLOW ou REHOPOMPE).
  • Dépose par jet de crème : principe, avantages et limitations de ces systèmes.
5 – LA REFUSION
  • Les fenêtres thermiques (alliages sans plomb et au plomb).
  • La crème : fonctionnement de la crème dans le four (coalescence).
  • Modes de transfert de chaleur : conduction, convection, rayonnement, caractéristiques principales.
  • Observation de la coexistence de ces trois modes lors d’une refusion :
    – conduction thermique par le cuivre sur le circuit imprimé dans le plan xy et en z par les trous métallisés, prévisions pour la double refusion.
    – rayonnement du circuit chaud et de la tôlerie interne des fours, stabilisation thermique des matériaux.
  • Conception des cartes pour ces divers modes de chauffage (ombres thermiques).
  • Mise en température d’une carte câblée, conséquence sur la programmation du four.
  • Fixation des thermocouples (incluant exemple selon IPC 7530).
  • Profils thermiques : avec palier, montée linéaire, autres profils.
  • Maintenance et entretien du four.
  • Compatibilité des fours vis à vis du sans plomb.
  • Cas de la double refusion, impact sur la conception et sur le process.
  • Cas de la refusion en phase vapeur : type batch, en ligne et four à condensation.
  • Origines et remèdes des problèmes de refusion (microbillage, perlage (MCSB), effet Tombstoning, voids…).
6 – CAS DU « PIN IN PASTE »
  • Principe du pin in paste.
  • Contraintes associées : choix de la résine du connecteur (résistance à la chaleur), quantité d’alliage, maîtrise de la température.
  • Le procédé de fabrication :
    – les composants (résine) et le PCB.
    – la sérigraphie : le pochoir (design des ouvertures du pochoir, pochoir étagé, « overprint »), paramètres machine.
    – le placement.
    – le four : fenêtres thermiques, profil thermique, maîtrise des températures.
    – le contrôle des joints.
7 – MANIPULATIONS PRATIQUES
  • Test de coalescence (plomb, sans plomb).
  • Mise en oeuvre d’une machine à sérigraphier semi-automatique : préparation de la crème ; mise en place des outils sur la machine ; entrée des paramètres de contrôle de l’imprimerie ; contrôle de forme, épaisseur des dépôts de crème et commentaires. Possibilité de modifier des paramètres pour commenter les impacts.
  • Mise en oeuvre du four : sur une carte équipée de sondes, définition d’un programme type linéaire par les participants ; recherche des points chauds/froids sur la carte ; analyse de la relation entre la température programmée et la température obtenue sur la carte selon le composant. Commentaire des résultats. Réalisation de profils thermiques standards sans plomb via DATAPAQ.

Informations complémentaires

DUREE DU STAGE

28 heures en 4 jours

SANCTION

Attestation de stage

NOMBRE DE STAGIAIRES

Maximum par session = 8
Minimum par session = 3

FORMATEUR

– M. Olivier DESVILLES
– M. Patrick MELLET
– M. André TROUVE
– M. Jean-Luc UMBDENSTOCK

SESSIONS 2019

A Bourg la Reine :
– du 11 (13h30) au 15 février (midi)
– du 13 (13h30) au 17 mai (midi)
– du 30 sept. (13h30) au 04 octobre (midi)
– du 18 (13h30) au 22 novembre (midi)