19 – Réparation des BGA

Description

PERSONNEL CONCERNÉ

Personnel de fabrication, réparation, études et prototypes.

OBJECTIF

• Améliorer les connaissances théoriques pour la réparation et le contrôle de différents types de BGA brasés avec un alliage au plomb ou RoHS.
• Mise en pratique.

PRÉREQUIS

• Savoir lire, écrire et compter, avoir une bonne vision, maîtriser les unités de base géométriques et métriques.
• Niveau minimum BAC Technique, BAC+2. Savoir lire un schéma électronique.
• Connaître le fonctionnement théorique d’une ligne d’assemblage.
• Il est recommandé de connaître l’inspection de cartes électroniques et d’avoir assisté à la formation IFTEC « les cartes électroniques ».

MOYENS PÉDAGOGIQUES

• Animation par vidéo projection, photos et vidéos.
• Un mémo en couleur est remis à chaque participant (résumé du cours, courbes thermiques, diagrammes, photos).
• Travaux pratiques en atelier. Remplacement de BGA sur cartes d’entrainement avec machine SCORPION ou ERSA selon disponibilité.

ÉVALUATION DES ACQUIS

• QCM au début du stage.
• QCM à la fin du stage.

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.
• 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.
• Les 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 (maîtrise des volumes de crème à déposer). Boîtiers à colonnes.
• Autres 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.

4 – RÉPARATION

• Rappels sur les fondamentaux du brasage en électronique : terminologie et conditions de réalisation d’un joint brasé RoHS et non RoHS.
• Les divers modes de chauffe : Infra rouge, convection forcée. Principes et limitations de ces procédés.
• Procédé de brasage : Réflexion sur le rôle de la crème à braser lors d’une réparation de BGA.
• Retrait et re-brasage des B.G.A, outillages et procédures : par dépose de flux (sur la carte ou sur le B.G.A) ou par 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 et contrôle Binoculaire de l’état des empreintes.
• Possibilités de re-billage : principe et impacts possibles liés à cette procédure.

5 – CONTRÔLE

• Idées sur la définition des critères de contrôle. Exemple de norme existante : IPC-A-610 complété par un guide permettant une meilleur compréhension des problématiques BGA, l’IPC-7095.
• Moyens de contrôle : destructifs (coupe métallographique, arrachement), non destructifs (endoscope et rayons X : observation perpendiculaire, en perspective). Limitation des différents moyens.

6 – TRAVAUX PRATIQUES (1 jour)

• Réparation de BGA : retrait, nettoyage du PCB et contrôle sous binoculaire, puis re-brasage sur une station de réparation SCORPION (avec flux et avec crème) à l’aide de programmes enregistrés préalablement et sur une carte d’entraînement.
• Utilisation d’un endoscope selon disponibilité (VPI 1000 ancien, ou ERSA SCOPE selon disponibilité).
• Mise en œuvre d’un test destructif (arrachement conformément à l’IPC-7095).