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Introduction

Dans le domaine de la fabrication électronique, les exigences concernant l’absence de Voids, c’est-à-dire une diminution ou élimination de cavités créées entre les connexions des composants et les plots de connexion, augmentent sans cesse dans la connectique. Les variantes constamment nouvelles des Bottom Terminated Components (BTC), telles que représentées sur l’illustration 1, constituent sans cesse de nouveaux défis. Ce ne sont pas seulement les géométries de connexion qui sont déterminantes, mais il s’agit également d’éviter de nombreux pièges. La motivation et certains fondements sont expliqués de manière plus détaillée dans la première partie. Ils sont complétés dans la deuxième partie par des résultats et les perspectives.

Illustration 1 : BTC (Source : IPC7093)

La mise en place de points de brasage et leur qualité sont impactées par d’innombrables paramètres qui sont de plus en plus difficiles à contrôler et à maîtriser dans la fabrication de composants. L’illustration 2 montre un aperçu des facteurs établis par le groupe de travail Pores pour avoir une idée de la complexité du problème. Seulement deux facteurs y apparaissent toutefois qui sont susceptibles d’être utilisés peu avant la production du composant respectif afin de réduire ou d’éliminer l’apparition de Voids. Il s’agit d’une part du gabarit et de la conception de l’ouverture, et d’autre part de l’utilisation de la technologie du vide pour le brasage. Le brasage sous vide peut alors être utilisé dans le processus de production comme moyen de secours si la fréquence d’apparition de cavités est momentanément élevée. Ainsi rien ne s’oppose à l’utilisation de procédés et profils standard pour la production de série et il est possible de réagir avec flexibilité face aux éventuelles variations de la qualité des composants, surfaces de circuits imprimés fournis ou aux variations de lots des pâtes. Les systèmes de brasage sous vide modernes, tels que CondensoX, permettent outre la production de série de réaliser également des réparations sur des composants sur lesquels des cavités trop importantes sont apparues lors du premier brasage avec un système de brasage conventionnel et qui devraient autrement être rejetés car ils ne répondent pas aux critères des normes IEC ou directives IPC en vigueur.

Illustration 2 : Facteurs déterminants des Voids et fiabilité (source : groupe de travail Pores ; Dr. Wohlrabe, TU Dresde)

Le vide est défini comme suit dans la norme DIN 28400 : « Le vide désigne l’état d’un gaz lorsque la pression du gaz, et par conséquent la densité du nombre de particules, dans un récipient est inférieure à celle de l’extérieur ou lorsque la pression du gaz est inférieure à 300 mbar, c’est-à-dire inférieure à la pression atmosphérique la plus faible présente à la surface de la terre ».

Illustration 3 : Chambre de traitement de CondensoX pour le brasage sous vide de composants en position de repos

Dans les systèmes sous vide modernes, il n’est plus simplement question d’une simple aspiration de l’atmosphère, mais l’utilisateur a la possibilité d’agir sur la pente (gradients) de l’aspiration du vide, ainsi que de régler la pression. Cela permet notamment aux composants sensibles ou également aux agents fluides de s’adapter aux conditions environnantes. Il en résulte dans le cas contraire des endommagements du composant ou des projections de brasage. Cette définition du profil de vide ne doit pas être considérée comme étape séparée, mais plutôt comme un réglage disponible tout au long du processus de brasage. Outre le profil de température, il est également possible d’adapter les conditions de pression pour exercer certaines fonctions. Il est possible d’absorber l’humidité ambiante de la pâte à braser avant de débuter le brasage ou de remplacer p. ex. à 160°C l’ensemble du gaz du processus afin d’éliminer les résidus émanant du matériau des circuits imprimés et de la pâte à braser pour que ces derniers ne puissent condenser sur les composants au cours du processus de refroidissement (p. ex. instruments optiques). CondensoX offre à l’utilisateur la meilleure flexibilité pour faire face aux missions les plus variées et pour agir de manière ciblée et reproductible sur le processus de fabrication du composant. Pour permettre un aperçu de la deuxième partie, l’illustration 4 montre le profil de vide et de température utilisé pour le brasage des composants BGA et QFN avec CondensoX pour le cas d’étude. Pour celle-ci, les composants ont été brasés avec et sans vide, mais l’ouverture du gabarit a également subie des variations. Le but étant de démontrer l’impact sur l’apparition de Voids dans les deux processus de brasage.

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