Circuit multicouches (4)

Postby ebonv » Mon Mar 15, 2010 12:00 am

Bonjour,

J'ai le four à refusion "tout monté" que je commence à prendre en main.

J'ai déjà réussi un circuit double face.

Maintenant j'essaye un circuit 4 couches et j'ai constaté que mes composants n'était pas soudés. La refusion n'avait pas eu lieu, malgré les même paramètre que sur mes circuit double face (provenance eurocircuit)

Je pense qu'il faut changer les paramètres, mais lesquels.
Je n'ai pas sufisament de circuit pour tester et il sont grand.

Merci de m'aider.

Bien amicalement.

Etienne
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Postby ymasquel » Mon Mar 15, 2010 12:00 am

Bonjour Etienne,

Je ne pense pas que le forum soit le meilleur endroit pour avoir une réponse rapide à ton problème sauf s'il s'y trouve un professionnel habitué à cette technique. Malgré tout, la rédaction de la revue (et son équipe de techniciens) y répondra sûrement lorsqu'elle l'aura lu.

A mon avis le problème réside dans le transfert thermique au travers de l'isolant constituant le PCB et dans la densité des couches internes. Si les couches internes sont des plan de conduction des tensions (masse, VCC, ...) il y a fort à parier que les tracés soient larges, n'ont pas le temps de monter en température à cause de l'isolation et provoquent le refroidissement trop important des VIAS et traversées.

Les changements possibles sont l'augmentation de la phase de préchauffage (preheat) et éventuellement de la phase de mouillage (soak/preflow).

Les modifications dans les autres phases sont plus préjudiciables aux composants.

Amicalement, Yves.
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Postby itu » Mon Mar 15, 2010 12:00 am

Bonjour
J'abonderais dans le sens de Master Yves, en vous demandant cependant de nous fournir un peu plus de précisions, notamment sur le processus de fabrication que vous avez suivi.
- êtes vous certain de la qualité de vote compound ?(c'est que çà ne se conserve pas longtemps, ces choses là)
- De quel compound sagit-il ? (en d'autres termes, quelle est sa courbe de température)
- par quel procédé avez vous appliqué le compound sur les réserves : pochoir, seringue pneumatique ?
- Quelle est grosso modo la densité de vos composants
- travaillez-vous en une ou deux passes (une face après l'autre, ou les deux faces en même temps... si les deux faces sont peuplées
- quelle est la surface de votre circuit ?
accessoirement, avec quelle taille de composant travaillez-vous (en gros, ce serait-il plus du 1206 ou plus petit que du 602 ) ?

Cordialement
Marc
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Postby ymasquel » Mon Mar 15, 2010 12:00 am

Bonjour Marc,

Les questions sont judicieuses car les tailles et la densité d'implantation des composants influe fortement sur la diffusion de la température dans la structure du PCB.

Malheureusement nous ne disposons pas (pour ma part au moins) de méthodes de calcul permettant de fournir une réponse chiffrée infaillible.

Amicalement, Yves.
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Postby itu » Mon Mar 15, 2010 12:00 am

Mille fois oui, Yves

C'est un problème d'autant plus complexe que je ne sais pas comment le four "tout monté" fonctionne (nombre de soles de chauffage, disposition, temps de montée etc).

Il y a également d'autre facteurs qui influent énormément sur la brasure, et notamment le masque de soie. Un proto "sans masque", autrement dit sans rien pour contenit la capilarité de la soudure lors de la refusion, est plus "long" à chauffer. Idem si les réserves sont trop importantes. Idem encore si le cuivre n'est pas pré-étamé... et rebelotte si la densité des composants est élevée et comprend beaucoup de vlsi de type BGA, qui demandent un chauffage "double face" (du moins avec mes moyens de bricolo). Et j'oubliais l'épaisseur de la platine... un 4 couches de 0,8, c'est pas un 4 couches de 1,6...

En outre, le terme "composants pas soudés" ne donne pas trop d'indications sur l'état même de la brasure après passage au four. Y-a-t-il eu soaking ?début de fusion sans refusion ? un coup de loupe binoculaire sur les pads doit pouvoir donner des indications.

Je comprend qu'il ne soit pas franchement tentant de sacrifier d'autres board. Peut-être peut-on imaginer de lancer un test avec un cuivre "poubellisable" dans le four et de vérifier si la courbe de température est correcte, pour l'augmenter en fonction du log donné par le thermomètre.... c'est le genre d'essais que l'on peut faire plusieurs fois de suite jusqu'à ce que le bon "escalier" soit atteind...
My 2 cts
Marc

PS : pour ma part, j'ai monté 3 platines 4 couches de provenance PCBCart avec mon "four à petit déjeuner" modifié (pas un composant au dessus du 0603, 3 TSSOP), sans toucher un poil ma courbe "kastler-machin-chose" qui m'a été donnée par mon fournisseur. Toutes mes platines ont des plans de masse maximum.
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Postby ebonv » Mon Mar 15, 2010 12:00 am

Bonjour

merci de vos remarque.

J'avais l'intention de faire des essais au risque de détruire une ou 2 cartes mais je préférait poser la question au préalable.

Pour info le compound est neuf et avait fonctionné avec l'autre carte.

Après réflexion, j'avais oublié qu'en fait l'autre carte était aussi une 4 couches mais une différence qui d'après vos remarque peut être importante est que celle qui à "marché" avais le vernis épargne et celle qui ne "marche" pas n'a pas de vernis épargne (erreur de fichier).

Je vais donc faire des essais en rallongent la préchauffe et la phase de mouillage, ce qu'il me semblait logique.

Je posterais mes résultat.

A+

Etienne
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Postby itu » Mon Mar 15, 2010 12:00 am

Heureux que vous ayez pu situer le problème. L'absence de vernis épargne peut provoquer deux problèmes. Soit votre cuivre est nu, et dans ce cas, la montée en température provoque une oxydation de surface et votre compound doit être un peu plus riche en flux (quitte à "pré-fluxer" la carte avant dépot d'une nouvelle couche de soudure), soit elle est étamée, et le coté réfléchissant de l'étamage retourne les rayonnement IR, donc les calories, comme Boris Becker une balle de fond de court.

dans les deux cas, ça soude moins bien

Ce qui serait passionnant, cest qu'après vos essais, vous puissiez nous indiquer la surface de la carte et le delta d'augmentation des deux paliers. L'on pourrait en tirer un enseignement certains et établir une ébauche de rapport d'inertie thermique.

Marc'
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Postby ymasquel » Mon Mar 15, 2010 12:00 am

Bonjour Etienne,

Quand tu parles du four à refusion "tout monté" il faudrait que tu précises encore un peu les choses car Elektor a décrit des montages pour piloter des fours "de cuisine" et commercialise un four à refusion "intrinsèque". Je pense que c'est à ce dernier que fait référence ton appel.

Malgré tout je pense que les remarques que nous avons faites sont applicables à toute forme de four à refusion.

Selon le labo de la revue il peut se produire des dispersions en cas d'utilisation de platines de "grandes" dimensions ce qui est assez logique puisque le peuplement de ces cartes est rarement homogène. Les conseils fournis rejoignent ceux que nous t'avons déjà donnés en proposant aussi une légère augmentation du temps de refusion (reflow) tout en s'assurant que l'ensemble des composants est apte à le supporter.

Amicalement, Yves.
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Yves.
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Postby ebonv » Mon Mar 15, 2010 12:00 am

Bonjour,

oui c'est le four proposé complet par Elektor.

J'ai fait un nouvel essai avec comme dernier paramètre

PREH 150 ° (le max) 3 mn
HEAT 210 ° 2mn
SLDR 267 ° 30 sc (le max)
KEEP 244 °
COOL 150 °

Résultat pas de refusion

Le compound est gris durcit j'ai fini la soudure avec le fer.

La carte fait 170 X 150
4 couche FR4 ep 1.55
plan alimentation et masse sur toutes les couches
"étamage" ss plomb
pas de vernis épargne
L'essais porte sur un circuit ssop28 dans un coin de la carte.
plus 2 diodes sot23 et un 1206

Dernier essais avec SLDR 280° 30sc.
La refusion s'est faite de justesse, mais n'est ce pas trop élevé pour les circuit?

Je vais continuer !

A +

Etienne
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Postby itu » Tue Mar 16, 2010 12:00 am

Bonjour
C'est effectivement "chaud bouillant"... moi qui ai l'habitude de travailler avec des mélanges étain-plomb (applications UHF, microwiskers interdites), avec une température de refusion de 225 °C max...

Lorsque vous dites "le compound est gris durcis", s'agit-il du compound que vous avez tenté de refondre après le premier essais infructueux, ou avez vous nettoyé la carte et mis de la pate fraiche sur les pads ? (ah, les pates fraiches... c'est meilleur que de la panzani en boite) (je m'égare)
si ce n'est pas le cas, la réaction de l'aliage est normale. Une "demi-monté" en température provoque cet effet, mais comme le flux s'est volatilisé entre temps, le métal ne parvient pas à "surfondre" sans cet indispensable passage de première fusion.... provoquée notamment par le flux et son influence sur la capilarité du métal d'apport.

280 °... il faut impérativement regarder les specs de chaque composant. Sur les boitiers important, j'imagine que ce doit être "possible-limite" si chaque composant a suivi un cycle de séchage à 90 ou 100°C durant 24 H avant soudage. Mais j'en mettrais pas ma main au four.

Je suis un peu surpris de la tempo "max" de 30 secondes en refusion. C'est certes une bonne moyenne. Mais je me demande si en restant à 250/260° durant 1 minute plutôt que 30 secondes à 280, vous n'auriez pas de meilleurs résultats (les temps de refusion sont généralement donnés à 30-90 s max, 30-60 typique). En revanche, vous êtes au maximum sur le temps de soaking. Pour ma part, je tente, selon les différentes aliages que j'utilise, de rester dans la fourchette des 60 à 90 secondes également (plus proche de 90 d'ailleurs).

Je tiens à préciser que je suis un bricolo de fond de garage... et suis très loin d'égaler le savoir d'Yves. Prennez mes propos avec des pincettes (des précelles de préférence, c'est plus pratique en CMS)

Amicalement
Marc
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