Lors d’un récent voyage en Malaisie, j’ai retrouvé un vieil ami (et client). Nous avons discuté de la « durée de vie » de la pâte à souder : combien de temps ce matériau pouvait-il résister aux différentes étapes du processus avant de perdre son efficacité ? Bien que nous parlions tous les deux un bon anglais (du moins, lui), nous avons rencontré un problème de communication technique qui aurait pu se produire dans n’importe quelle langue, n’importe où dans le monde. Lui et moi utilisions l’expression « durée de vie par étape » pour désigner des choses différentes, et bien que mon intention ne soit pas de dicter à quiconque la manière correcte de décrire son processus, j’espère que cela fournira un cadre de discussion et nous aidera, au sein de notre secteur, à définir notre vocabulaire.
Le terme « matériaux » désigne notamment les pâtes à souder, les flux, les résines époxy et autres substances dont les propriétés physiques et chimiques peuvent évoluer en fonction du degré d’exposition à des températures élevées et à l’atmosphère ambiante, au fur et à mesure que le matériau passe du stockage à son utilisation finale dans le cadre de l’application prévue. Prenons par exemple une pâte à souder conditionnée en seringue et destinée à être distribuée (bien que cela puisse s’appliquer à presque tout autre matériau fluide utilisé dans l’assemblage et le conditionnement électroniques). Le déroulement du processus sur le site de l'utilisateur est le suivant :
1/ La pâte à souder est réceptionnée dans son emballage extérieur et stockée dans un entrepôt frigorifique inadapté.
2/ La pâte à souder est sortie de l'entrepôt frigorifique lorsque cela est nécessaire.
3/ La pâte est conservée dans ses seringues, fermées hermétiquement, et laissée à température ambiante (généralement pendant au moins 4 heures).
4/ On retire les capuchons de la seringue (à la fois celui du haut (embout) et celui du bas (pointe)) ; on la place ensuite dans la machine de dosage, et la pâte à souder est déposée sur un substrat.
5/ Il peut alors y avoir une période pendant laquelle la pâte reste en place un certain temps avant la mise en place de la puce ou du composant par-dessus.
6/ Une fois la puce ou le composant mis en place, un délai supplémentaire peut être prévu avant le processus final de refusion.
Nous avons élaboré ce tableau afin de définir ces termes tels qu'Indium Corporation les conçoit. Vous pouvez compter sur l'équipe technique d'Indium Corporation pour utiliser ces expressions de la même manière :
Pour résumer les points les plus complexes :
Durée de conservation : Si le produit se trouve toujours dans le récipient dans lequel il a été fourni et qu’il est resté scellé dans les conditions de stockage recommandées par le fournisseur, cette période correspond à la « durée de conservation ». La durée de conservation est généralement déterminée en stockant le produit à différentes températures, allant du congélateur à une température ambiante élevée, puis en mesurant le moment où l’un des paramètres critiques de la pâte dépasse une limite admissible. Il convient de noter que les propriétés sont généralement mesurées à l’aide d’une norme d'assurance qualitépour la pâte : probablement une série d’essais standard IPC J-STD-005 et J-STD-004 tels que l’adhésivité, la viscosité ou la formation de billes de soudure. Cependant, la plupart des ingénieurs sont conscients que ces essais ont souvent peu de rapport avec la manière dont le matériau est utilisé dans un processus réel.
Durée de vie utile: Nous discutons souvent avec nos clients de la durée de vie d’un matériau une fois qu’il est mis en œuvre : impression, dosage, projection, etc. La durée de vie est également appelée « durée de vie en pot », bien que d’autres termes, tels que « temps ouvert », soient utilisés. À ce stade, le matériau est désormais susceptible de perdre son solvant et de subir les effets de son interaction avec l’atmosphère. Il convient de noter que, bien qu’il y ait ici une grande quantité de matériau et que le rapport surface/volume soit faible, celui-ci est exposé à l’air à des degrés divers, selon son mode d’utilisation et son conditionnement : un flux pour flip-chip appliqué par trempage sera très exposé, tandis qu’une résine époxy conditionnée en seringue le sera beaucoup moins.
Durée de vie des points de fixation : Une fois le matériau déposé, il se présente sous une forme où le rapport surface/volume est à son maximum. Il est donc particulièrement sensible aux effets de l’atmosphère (absorption d’humidité, oxydation, etc.), ainsi qu’à l’évaporation du ou des solvants contenus dans le flux. Les effets de la température s’en trouvent également amplifiés. Cette phase doit donc être aussi brève que possible.
Comme vous pouvez l'imaginer, les effets de chacune de ces périodes seront cumulatifs, et une pâte arrivant à la fin de sa durée de conservation aura potentiellement une durée d'utilisation et un temps de prise plus courts.
J'espère que cela permettra de clarifier un peu les choses et que nous pourrons ainsi parler le même langage technique.
Santé !
Andy
