17 – Mise en oeuvre des BGA



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Description

PERSONNEL CONCERNE

Personnel des bureaux d’études, des méthodes, d’industrialisation, les responsables de fabrication ainsi que les conducteurs de ligne.

OBJECTIF

Améliorer les connaissances théoriques et pratiques pour la mise en œuvre de différents types de BGA en passant en revue l’impact de cette technologie de composant dans les étapes suivantes : conception, assemblage sur une ligne de refusion, contrôle, réparation.

RESUME

  • Présentation des différentes familles de BGA et leurs structures.
  • Développement des contraintes thermomécaniques sur les structures de BGA.
  • Impact sur la conception des circuits imprimés et sur le procédé d’assemblage et de contrôle.
  • Réparation des BGA.
  • Critères IPC-A-610 (et guide IPC-7095), moyens de contrôle.
  • Cas des BGA fine pitch, CSP et Flip Chip.
  • Présentation des QFN et POP.

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 et machine de réparation, ou avoir une forte expérience théorique sur la refusion des CMS standards. Il est recommandé d’avoir assisté à la formation IFTEC « refusion des CMS ». Ce thème s’adresse à des personnels maîtrisant le procédé de refusion.

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 – SITUATION TECHNOLOGIQUE DU B.G.A
  • Évolution de la densité du nombre d’entrées / sorties d’un composant et intérêt des connexions réparties en surface tels que les composants à sorties matricielles.
  • Augmentation des performances électriques, électromagnétiques
2 – FAMILLES DE B.G.A ET CARACTÉRISTIQUES
  • Structures internes, Wire bonding ou Flip chip.
  • Les B.G.A organiques : technologies et caractéristiques des substrats. Nature des billes. Contraintes thermomécaniques.
  • Classes MSL, l’humidité sur les BGA organiques et limites thermiques, normes J-STD-033 et J-STD-020.
    Cas du brasage sans plomb.
  • Les B.G.A céramiques CBGA et CCGA. Technologies et caractéristiques des substrats. Nature des billes. Contraintes thermomécaniques et particularité des billes non fusibles. Obligations de procédé. Boîtiers à colonnes.
  • Autres TBGA, PSGA, technologies fine pitch, C.S.P et Flip Chip
3 – LES CONTRAINTES
  • Contraintes mécaniques. Impact sur la mise en flan et la découpe
  • Contraintes thermomécaniques : internes liées à la structure, externes liées au circuit imprimé. Impact sur la fiabilité, analyse des facteurs influents. Cas du brasage sans plomb.
4 – LA CONCEPTION DU CIRCUIT IMPRIME

Impact du pitch et des contraintes sur la classe et la technologie du circuit imprimé.

  • Circuits classiques, séquentiels, à micro-vias. Structures, matériaux, procédés, finitions.
  • Dimension et forme des plages. Solder mask. Cas du passage en vague de l’autre face.
  • Double refusion, auto centrage.
5 – LE PROCESS DE FABRICATION
  • Procédé de sérigraphie de la crème : cas des billes fusibles ou non fusibles. Réflexion sur le rôle de la crème à braser. Pochoirs mono ou multiniveaux, solder mask SMD ou NSMD
  • Procédé de placement automatique des boîtiers, précision, repérage.
    Cas particuliers sans crème à braser, distributeurs adaptés.
  • Procédé de refusion. Cas des divers modes : Infra rouge, convexion forcée, phase vapeur. Performances comparatives de ces procédés.
  • Cas des billes à forte teneur de plomb.
  • Cas de l’alliage sans plomb et de la phase de transition.
6 – CONTROLE
  • Idées sur la définition des critères de contrôle. Référentiel pour BGA.
    Exemples de normes existantes : IPC-A-610 et IPC-7095.
  • Moyens de contrôle : destructifs, non destructifs.
  • Cas des rayons X : observation perpendiculaire, en perspective, laminographie et tomographie X.
  • Investissements pour le contrôle, efficacité.
  • Autres moyens.
7 – REPARATION
  • Retrait et re-brasage des B.G.A, outillages et procédures : dépose de flux (sur la carte ou sur le B.G.A) ou sérigraphie crème à braser (sur carte ou sur le B.G.A), placement (phénomène d’auto centrage), fusion (choix sur la position des sondes de températures ; réalisation de profils thermiques avec exemples de recommandations selon l’IPC-7095), remise à plat des empreintes avant re-brasage d’un B.G.A.
  • Possibilités de re-billage.
  • Cas des BGA fine pitch, CSP et Flip chip. Risques de décollement des plages.
  • Coût de la procédure de réparation et impact sur la maîtrise du procédé de fabrication.
8 – TRAVAUX PRATIQUES
  • Procédure prototype ou maquette : sérigraphie locale et pose manuelle du BGA, fusion au four.
  • Réparation de BGA : retrait, nettoyage du PCB et re-brasage sur une station de réparation à l’aide de programmes enregistrés préalablement et sur une carte d’entraînement.
  • Utilisation d’un endoscope VPI 1000.
  • Mise en œuvre d’un test destructif (arrachement)

Informations complémentaires

DUREE DU STAGE

17h30 en 2,5 jour

SANCTION

Attestation de stage

NOMBRE DE STAGIAIRES

Maximum par session = 8
Minimum par session = 3

FORMATEUR

– M. Olivier DESVILLES

SESSIONS 2018

A Bourg la Reine :
– du 04 au 06 avril (midi)
– du 09 au 11 octobre (midi)