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Mesures de warpage, coplanarité, dilatation thermique

 

Le TDM (Topography and Deformation Measurement), conçu par INSIDIX, permet de mesurer une surface et ses évolutions en profil de mission (température et fonctionnement). Les mesures permettent d’identifier les faiblesses et les risques de défaillances dus aux excitations thermiques et électriques, afin de prévenir de dommages prématurés.

 

Les systèmes électroniques, plus complexes de part leurs composants et leurs assemblages, contiennent une grande variété de matériaux différents. Chacun réagit différemment lorsque qu’il est soumis à une forte source de chaleur ou de courant, comme lors de l’assemblage ou en fonctionnement. Il en résulte des délaminages à l’intérieur de l’IC, la soudure incomplète des BGA (contacts mal soudés ou restés ouvert), le vieillissement prématuré des joints de soudure qui pourraient entrainer un risque accru de rupture, etc,…

 

La mesure des déformations thermomécaniques et électriques, représente un indicateur de risques. Le système TDM a été conçu pour permettre de quantifier ces déformations afin de prévenir de tous risques et d’améliorer la fiabilité du produit en test.

Durant toute la durée du test, TDM mesure en 3D la déformation liée à la contrainte thermique ou électrique imposée : warpage, coplanarité, expansion thermique ou dilatation (CTE).

L'équipement TDM combine un puissant chauffage et système de refroidissement (plage de température : -60°C à 400°C) avec une acquisition en temps réel de la topographie 3D, et ce quel que soit le type d’échantillon à tester (de 1x1mm² à 400x500x50mm). En particulier, les échantillons où la connectique est abondante : TSOP, PGA, BGA, WLP, stripe, PCB, PCBa, flex, socket, wafer, flip-chip etc.

 

La mesure est basée sur le principe des projections de Moiré, sans contact et plein champs, avec une résolution inférieure au µm

En parallèle, le système de chauffage infrarouge est régulé et parfaitement homogène pour un suivi au plus près du profil utilisateur. Les rampes de température vont de +3°C/s jusqu’à -6°C/s, sur une plage de température de -60°C à +400°C.

 

 

Les avantages se concentrent sur la réduction de temps de développement, de délai de commercialisation, de résolution de problèmes et une meilleure fiabilité à la fois du processus d’assemblage et du produit lui-même durant sa durée de vie.

Applications :

-          Contrôle production de la carte au composant

-          Contrôle sur normes : J-Std-020, JESD22-B112, IPC-9641

-          Vérification de spécifications

-          Analyse de défaillance : défaut de brasabilité, comparaison composant / PCB, composant / substrat

-          Qualification et design

-          Vérification de modèles thermomécaniques FEM, implémentation des modèles avec des données réelles

-          Caractérisation des Contraintes d’assemblage

 

Domaines :

-          Electronique

-          Médical

-          Automobile, spatial, avionique

-          Métallurgie

-          Optique et optronique

-          Joaillerie, horlogerie, cosmétique

-          Matériaux composites, céramiques, polymères

-          Recherche

 

 

Certaines applications spécifiques réalisées par TDM sont listées ci-dessous et décrites en détails dans la documentation technique : 

  • EMPC 2013

 An emerging approach to decrease model development time and errors is to use real measurements data to implement the models. This way unknown parameters like mechanical properties of adhesives or strength of interface can be adjusted by matching experimental and modeling results.

  •      EDFAS Journal 2011

 TSOP Contact Level Topography Analysis during Reflow
 High Pin Count BGA Ball Coplanarity
 Component Solder Conditions Optimization
 Component-to-PCB Stress Transfer

  •     EUROSIME 2011

Determination of Strength of Interface in Packages

  •     ESTC 2010

 Component Warpage
 Component - PCB Stress Transfer
 Component -PCB CTE Mismatch