320 – Refusion des CMS

Description

PUBLIC CONCERNÉ

Personnel technique concerné par la refusion.

OBJECTIFS

• Améliorer les compétences théoriques sur l’ensemble du procédé de refusion des CMS et du « pin in paste ».
• Mise en pratique.

PRÉREQUIS

• Savoir lire, écrire et compter, avoir une bonne vision, maîtriser les unités de base géométriques et métriques.
• Niveau minimum BAC, BAC+2.
• Il est demandé d’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.
• Il est recommandé d’avoir assisté à la session de formation IFTEC N°100 « les cartes électroniques » pour les novices, à la session N°350 « contrôle visuel des cartes électroniques » ou à la session N°530 « formation à l’utilisation du standard IPC-A-610 et certification de spécialite » ou encore d’avoir consulté l’IPC-A-610 ou les spécifications clients pour connaitre les critères de contrôle visuels des cartes qui ne seront pas détaillés dans ce programme.

MOYENS PÉDAGOGIQUES

• Animation par vidéo projection, photos diverses.
• Support PDF imprimable disponible en téléchargement avant la formation (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).

ÉVALUATION DES ACQUIS

• QCM de 20 questions à livre fermé en début et en fin de stage.
• Le niveau de réussite de la formation est conditionné à un score minimum : obtention de la moyenne lors du QCM final.

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 CRÈME 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 DÉPOSE DE LA CRÈME 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 œuvre 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 œuvre 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.