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DVD-FR-93 C Vidéoscript
DVD-FR-93C
ENLÈVEMENT ET REMPLACEMENT DE
COMPOSANTS À SORTIES EN *S+ (Gull
Wing)
Une copie de la narration du DVD-FR-93C est présentée cidessous. Les contenus de ce script ont été développés par
un comité d’experts de l’industrie et sont basés sur les
meilleures connaissances disponibles au moment de leur
élaboration. La narration peut être utile aux fins de traduction
et de référence technique.
Copyright © IPC – Association Connecting Electronics Industries. Tous droits réservés
Cette vidéo est la troisième de la série * Retouches sur les composants montés
en surface+. Nous y expliquerons chacune des techniques d=enlèvement et de
remplacement des composants montés en surface à sorties en *S+.
Nous verrons quatre types de composants à sorties en *S+. Le premier est le
boîtier plat avec broches sur les quatre côtés ou boîtier QPF (de l=anglais Quad
Flat Pack). Ces composants comportent des sorties en *S+ sur les quatre
côtés. Le boîtier plat avec broches sur les quatre côtés peut être fait de
plastique, on l=appelle boîtier PQPF (Plastic Quad Flat Pack), ou en céramique
il est alors appelé boîtier CQPF (Ceramic Quad Flat Pack). Il y a également le
boîtier plat plastique mince avec broches sur les quatre côtés en plastiques, ou
le boîtier TQPF (Thin Quad Flat Pack).
La distance entre le centre de chaque patte s=appelle le pas. L=espacement
entre les pattes des boîtiers QPF peut atteindre 50 millièmes de pouce
(1.25mm). Habituellement, l=espacement entre les pattes des composants à pas
fin est de 25 millièmes de pouce (0.63mm) ou moins. Les boîtiers QPF sont les
composants à sorties en *S+ qui nécessitent habituellement le plus de
retouches étant donné qu’un nombre important de pattes peuvent se courber ou
se désaligner sous l=effet de la brasure, ou encore qu’il peut se former un pont
de brasure entre elles.
Dans la première vidéo de cette série, nous avons discuté de l=importance de la
coplanarité - ou alignement. Il est absolument essentiel de manipuler avec soin
ces composants fragiles.
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Pour obtenir des renseignements sur la manipulation des composants et le
contrôle des DES (Décharges Électrostatiques), référez-vous aux vidéos
correspondantes de IPC. Le deuxième type de composant à sorties en *S+ est
le boîtier SOIC, de l=anglais Small Outline Integrated Circuit, ou circuit intégré à
faible encombrement. Les boîtiers SOIC ont des sorties sur deux côtés et le
pas le plus courant est de 50 millièmes de pouce (1.25mm). Ces composants
peuvent compter de 8 à 40 pattes.
Le boîtier SOT (Small outline Transistor) ou transistor à faible encombrement
est le plus petit parmi les composants à sorties en *S+. Il peut avoir différentes
tailles et un nombre varié de sorties, mais le plus courant est le boîtier à 3
sorties.
Le dernier type est le boîtier TSOP (thin small outline package) ou boîtier mince
à faible encombrement. Les sorties sur les boîtiers TSOP sont situées sur deux
côtés.
Dans cette vidéo, nous utiliserons les outils à main actuellement disponibles
pour effectuer des opérations de retouches spécifiques. Nous verrons toutefois
les postes de retouche dans une autre série de vidéos. Commençons d=abord
par l=enlèvement de composants. Il est courant de croire que la façon la plus
rapide et la plus facile d=enlever un composant à sorties en *S+ est de couper
chacune des pattes à l=aide de pinces coupantes latérales, et ensuite de
chauffer chaque plage d’accueil jusqu’à ce que la brasure fonde et que les
pattes puissent être enlevées.
Bien que cette méthode puisse fonctionner, elle comporte certains
désavantages importants. Tout d=abord, ce processus détruit le composant, par
conséquent, il s=agit d=une méthode coûteuse lorsqu’on veut retoucher un
composant désaligné. Souvenez-vous que le désalignement est une des
principales raisons pour lesquelles il faut effectuer des retouches, et aussi que
le coût d=un boîtier QPF peut varier de quelques dollars à plusieurs centaines
de dollars.
Les risques pour la plaquette constituent un autre problème important. Si on tire
sur les pattes du composant, même légèrement, durant le processus de
coupage des pistes, ou avant que la brasure ne soit complètement fondue, la
plage d’accueil peut être arrachée de la plaquette.
Il est donc plus rapide, et plus rentable, d=utiliser un outil spécialement conçu
pour enlever les composants à sorties en *S+ sans endommager les pattes, le
composant ou la plaquette
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Enlèvement de composants
Fer à braser manuel
Dans cette section, nous expliquerons comment utiliser un fer à braser manuel,
avec des pannes spécialisées, pour enlever certains des plus petits
composants à sorties en *S+ . Commençons par le type de composant le plus
petit, soit le boîtier SOT.
Il existe une panne bifurquée, ou à fourche, spécialement conçue pour enlever le
boîtier SOT le plus courant: le SOT 23. Avant d=installer la panne dans le fer,
assurez-vous d=abord qu’elle s=adapte bien sur le composant avec seulement un
petit espace en surplus. Lorsque la panne appropriée est installée et qu’elle est
chauffée à la température adéquate, soit autour de 315 degrés Celsius, nous
sommes prêts à étamer la panne. L=étamage de la panne accélère le transfert
de chaleur et permet d=obtenir la tension de surface nécessaire pour soulever le
composant des plages d’accueil. La plupart des techniciens préfèrent ajouter du
flux externe sur les sorties du composant. Cela facilite certes le transfert de
chaleur mais nécessite aussi un nettoyage supplémentaire. C=est donc une
décision que vous devrez prendre chaque fois selon chaque situation.
Nous sommes maintenant prêts à placer la panne sur la partie plate des sorties,
et ce, jusqu’à ce que tous les joints de brasure soient fondus. Lorsque vous
levez la panne, le composant s=élèvera en même temps. Il est toujours préférable
de placer le composant chaud sur une surface résistante à la chaleur jusqu’à ce
qu’il ait refroidi.
De l=ancienne brasure restera sur les pistes. Comme nous l=avons vu dans la
vidéo précédente, « Retouches sur les composants miniatures montés en
surface », il est toujours préférable d=enlever cette brasure afin qu’elle ne
s=intègre pas au nouveau joint. Nous aborderons toutes les techniques de
préparation des plages d’accueil pour les composants à sorties en *S+ dans une
autre partie de cette vidéo.
Des pannes spéciales, conçues pour enlever les boîtiers SOIC, qui peuvent
compter jusqu’à 28 sorties, peuvent également s=adapter au fer à braser manuel.
Cette technique est semblable à la méthode que nous venons de décrire. Il faut
d=abord commencer par placer la panne appropriée sur le composant. Assurez
vous que la panne repose sur la partie plate ou sur le pied des sorties afin
d=obtenir un transfert de chaleur optimal.
Chaque partie de la sortie du composant en « S+ a un nom précis. L’extrémité
s=appelle la pointe. Le pied s=étend jusqu’au talon de la sortie. Si la panne
repose sur le coude, ou la partie courbe des sorties, le transfert de chaleur sera
extrêmement lent.
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Lorsque la panne est installée et chauffée à la température choisie, il faut
s=assurer qu’elle a été préparée adéquatement de façon à transférer la chaleur le
plus efficacement et rapidement possible. Il faut commencer par enlever les
oxydes durcis avec un outil de nettoyage non-abrasif. Pour ce faire, il faut
nettoyer toutes les surfaces de la panne, partout où celle ci sera en contact avec
les sorties. Ensuite, il faudra utiliser un outil de nettoyage avec éponge humide
conçu pour atteindre l=intérieur de ces embouts à plusieurs côtés. Cet outil
permettra de déloger les oxydes qui restent sur les surfaces chauffantes.
Nous sommes maintenant prêts à étamer les deux côtés de la panne avec la
brasure. Nous utiliserons une brasure en fil avec flux incorporé de fort calibre et
compatible avec votre procédé d=assemblage. L=étamage avec de la brasure
fraîche accélérera le transfert de chaleur et permettra d=obtenir la tension de
surface adéquate. Il est également possible d=ajouter du flux externe sur les
sorties du composant afin d=améliorer le transfert de chaleur.
À présent, la panne est placée sur le composant, en contact avec le pied des
sorties, jusqu’à ce que tous les joints soient fondus. Lorsque le fer est soulevé, la
tension de surface de la brasure soulèvera le composant. Il est important d=éviter
de mettre de la pression vers le bas sur la panne lors du processus
d=enlèvement. Si vous appuyez trop fort, vous pouvez endommager les pistes.
Le poids de l=outil devrait être suffisant. Vous risquez aussi endommager les
plages d’accueil et les sorties du composant en tournant ou en faisant glisser la
panne avant que la brasure ne soit complètement fondue.
Des pannes spéciales sont également disponibles pour l=enlèvement des boîtiers
TSOP. La technique d=enlèvement des boîtiers TSOP est exactement la même
que pour l=enlèvement des boîtiers SOIC.
L=enlèvement de petits boîtiers PQFP peut être réalisé à l=aide de pannes à
quatre côtés. Habituellement, les boîtiers PQFP plus grands sont trop lourds
pour être soulevés par la seule tension de surface.
Pour les composants à sorties multiples, il est important de faire fondre touts les
joints rapidement et simultanément, afin d=assurer un processus d=enlèvement
sécuritaire. Si un ou deux joints de brasure ne fondent pas, pour différentes
raisons techniques, le composant restera fixé à la plaquette. Dans ce cas, vous
devrez peut-être appliquer de la chaleur durant une longue période ce qui
causera des dommages thermiques à la plaquette. Le balancement de la panne
pour essayer de faire fondre tous les joints de brasure peut également
endommager les plages d’accueil. Lors d’un mouvement oscillant de la panne, la
pression est alors concentrée le long des quatre côtés de la panne.
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Pinces thermiques
Le prochain outil dont nous allons discuter : la pince thermique à chauffe
continue. Cet outil comporte deux éléments chauffants - un de chaque côté du
mécanisme à charnière. Ce qui signifie qu’il peut générer un quantité de chaleur
importante pour l=enlèvement de composants de grande taille. Cet outil peut
aussi être utilisé pour enlever en toute sécurité de plus petits composants.
Commençons par les boîtiers SOT. Il faut toujours choisir un ensemble de
pannes qui s=adaptent au composant.
Insérons ensuite les pannes dans l’outil en les serrant ensembles afin de
s=assurer de leur parallélisme. Après avoir serré les vis de blocage, il faut choisir
la température de la panne, soit 315 degrés Celsius comme point de départ.
Lorsque les pannes sont chaudes, assurez-vous qu’elles soient bien propres. Il
s=agit d=une des étapes les plus importantes de l=enlèvement de composants.
Lorsque les pannes sont prêtes, il vous faudra peut-être régler le mécanisme à
charnière. Pour certaines personnes, il est plus facile de manipuler cet outil si
les pannes ne s=ouvrent qu’à une largeur légèrement supérieure à celle du
composant.
L=ajout de flux externe est facultatif, il faut toutefois se rappeler que le flux
facilitera le transfert de chaleur. Placez les pinces au dessus du composant, les
pannes directement en contact avec le pied des sorties. La brasure devrait
fondre presque instantanément. Maintenant, saisissez le composant avec les
pinces et retirez-le. Lorsqu’on procède adéquatement, les pinces thermiques
peuvent être utilisées pour enlever des composants à sorties multiples sans
endommager les joints de brasure adjacents.
Nous allons maintenant enlever un boîtier SOIC en utilisant les pinces
thermiques. Nous commencerons par choisir des pannes qui correspondent à la
taille du composant. Les pannes doivent s=écarter légèrement au-delà des
extrémités des sorties. Installons les pannes sur l’outil. Comme les pannes ne
se toucheront pas, nous devrons placer outil de réglage entre elles afin de
s=assurer de leurs parallélisme. Puis, nous serrons les deux vis de fixation pour
verrouiller les pannes en position.
Lorsque les pannes ont atteint la température requise, il faut s=assurer qu’elles
aient été nettoyées et étamées adéquatement. Vous êtes maintenant prêts à
poursuivre l’opération. Il est habituellement préférable d=ajouter du flux externe
durant l=enlèvement du boîtier SOIC afin de s=assurer que tous les joints soient
chauffés rapidement.
Maintenant, les pannes sont directement placées sur les plages d’accueil. Vous
pourrez voir le début de la fusion de la brasure. Lorsque toutes les connexions
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sont fondues, il faut pincer légèrement de façon à saisir le composant entre les
pannes, puis le retirer. Vous pouvez maintenant placer, en toute sécurité, le
composant chaud sur une surface résistante à la chaleur jusqu’à ce qu’il
refroidisse.
La première règle importante dont il faut se souvenir pour réussir l=enlèvement
d=un composant, est de s=assurer de ne jamais essayer de soulever un
composant avant que tous les joints de brasure ne soient fondus. Ceci pourrait
endommager les sorties du composant ainsi que les plages d’accueil de la
plaquette, Il faut aussi éviter de toucher aux joints de brasure adjacents lors du
positionnement de la panne. Sur une longue période de temps, cela pourrait
entraîner une défaillance prématurée du joint partiellement fondu. Des pannes,
ou embouts à parois minces, sont disponibles elles permettent d’atteindre des
endroits où l=espace est restreint sans toucher aux joints de brasure adjacents.
Plus l=espace entre les composants est petit, plus il est avantageux d=utiliser ces
pannes.
Nous allons maintenant discuter de l=enlèvement de boîtiers QFP à l=aide de
pinces thermiques. Il faut toujours s=assurer que les pannes correspondent à la
taille du composant. N=oubliez pas que les pannes doivent reposer sur les pieds
des quatre côtés des sorties. Lorsque les pannes appropriées sont choisies, il
faut les installer sur l’outil. Serrez d=abord les pannes ensembles pour qu’elles
soient alignées et ensuite, serrez les vis de blocage. Un outil d=alignement
spécial est nécessaire pour les pannes plus grandes
Pour les boîtiers PQFP plus larges, il peut être utile d=utiliser une technique
d’amélioration du transfert de chaleur, autre que le flux, pour accélérer la vitesse
du processus d=enlèvement. L=enroulement des sorties du composant par de la
brasure en fil ou par l’usage de préformes conçues pour améliorer le transfert de
chaleur.
Commençons par fixer une extrémité de la brasure en fil à une des sorties de
coin. Puis, nous entourons la brasure bien serrée autour du composant, en
contact avec le talon des sorties. Vous devrez faire des essais avec les
différentes grosseurs de fil pour trouver celui qui est le mieux approprié à chaque
composant. Après avoir choisi la grandeur de panne, l=avoir nettoyée et étamée
adéquatement, il faudra peut-être ajouter du flux externe autour du composant.
Cela facilitera le transfert de chaleur.
Nous sommes alors prêts à placer les pannes sur les pré- remplissages de
brasure. Il faut pincer légèrement le composant avec les pannes, lorsque la
brasure est fondue et que vous sentez que la panne est en contact avec les
sorties, soulevez l=outil et le composant. Enfin, placez celui ci sur une surface
résistant à la chaleur.
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La méthode la plus efficace pour maximiser le transfert de chaleur est de faire
fondre suffisamment de brasure pour qu’il se forme un pont sur toutes les
sorties. Cette méthode est appelée remplissage par pont. Dans ce cas, il ne faut
pas ajouter de flux car cela diminuerait la formation du pont de brasure. Lorsque
le pont est terminé, nous pouvons enlever le composant.
Pour cette opération, l=ajout de flux externe est facultatif. Maintenant nous
plaçons les pannes de tailles appropriées sur le pont de brasure. Lorsque la
brasure fond, vous devriez sentir les pannes s=enfoncer et entrer en contact avec
les sorties, serrer alors légèrement celles ci et soulevez l=outil. La technique
d’amélioration de transfert de chaleur ou de remplissage par pont nécessite une
étape de chauffe supplémentaire. Cependant, elle aide à assurer que tous les
joints de brasure fondent rapidement et simultanément, ce qui constitue
l=élément-clé de la réussite du processus d=enlèvement. Il peut être difficile, plus
particulièrement avec les circuits multicouches épais, de faire fondre rapidement
tous les joints sans utiliser un pont de brasure. La masse de la plaquette
dissipera une partie de la chaleur. Transférer suffisamment de chaleur pour faire
fondre toutes les connexions de brasure peut donc exiger plus de temps. Un
long temps de chauffe risque de causer beaucoup plus de dommages que le
processus de remplissage par pont. C=est pourquoi de nombreuses compagnies
croient que les avantages de la technique de remplissage par pont sont plus
nombreux que les risques de dommages thermiques ou mécaniques à la
plaquette.
Le choix de cette procédure dépendra de la politique de la compagnie, de
l=épaisseur de la plaquette ainsi que du type et de la taille du composant qui doit
être enlevé.
Les boîtiers PQFP peuvent aussi être enlevés sans utiliser l=enroulement des
sorties par de la brasure en fil ou par pont. Il faut toutefois choisir les bonnes
pannes, les régler et les installer de façon appropriée sur l’outil. Cette fois, il
faudra ajouter du flux externe pour faciliter le transfert de chaleur sur toutes les
sorties.
Après avoir nettoyé et étamé les pannes de façon adéquate, nous sommes prêts
à les positionner sur le pied des sorties et à pincer légèrement jusqu’à entrer en
contact avec le composant. Il est très important de s=assurer que la brasure est
entièrement fondue avant de soulever le composant. Maintenant, serrez les
pannes ensemble et soulevez l’outil. Assurez vous de ne pas mettre trop de
pression. En balançant la panne pour faire fondre la brasure, vous risquez de
décoller les plages d’accueil ou de courber les sorties. Procédez toujours
délicatement pour l’enlèvement efficace et rapide du composant. Ceci complète
le processus d=enlèvement à l=aide de pinces thermiques.
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Outil de chauffe avec aspiration
Le dernier outil d=enlèvement que nous verrons est l’outil chauffant à succion
La ventouse au centre de la panne est conçue pour aider à enlever les
composants plus lourds qui ne peuvent pas être soulevés uniquement par la
tension de surface. Les PQFP à 64 broches sont les plus petits composants
pour lesquels l’outil à été conçu. Comme toujours, il faut choisir une panne qui
corresponde au composant. Rappelez-vous qu’il faut toujours que celle ci repose
sur le pied des sorties.
Installons la panne sur l’outil et serrons la vis de fixation, insérons ensuite la
ventouse sur le tube d=aspiration. Il est préférable de toujours utiliser la plus
grande ventouse possible afin d=obtenir la meilleure aspiration ou la meilleure
retenue possible. Lorsque la panne a atteint la chaleur désirée, nous devons
nous assurer des sa propreté et de son étamage.
Nous allons maintenant effectuer le premier enlèvement sans utiliser un pont de
brasure. Commençons par mettre du flux sur toutes les sorties afin de faciliter le
transfert de chaleur. Ensuite, plaçons la panne sur le dessus du pied des sorties
et surveillons les différents signes visuels qui indiquent que la brasure fond.
Lorsque toute la brasure est fondue, nous pouvons activer l=aspiration et soulever
le composant. Il ne faut pas oublier de laisser l=aspiration fonctionner jusqu’à ce
que le composant chaud ait été placé sur une surface résistante à la chaleur. Si
vous soulevez le composant avant que tous les joints de brasure ne soient
fondus, la ventouse cédera avant de causer des dommages aux pistes ou aux
sorties. De plus, cette méthode n’implique aucun mouvement de saisie qui
risquerait de plier une sortie. Rappelez-vous qu’il est coûteux de remplacer les
boîtiers QFP.
Essayons encore une fois le processus d=enlèvement en utilisant une des
techniques d’amélioration de transfert thermique. Nous allons utiliser un
composant et une panne identiques afin de démontrer le transfert plus rapide de
la chaleur . Après le remplissage des sorties du composant par un pont de
brasure, nous pouvons aussi ajouter du flux externe pour augmenter la vitesse
de transfert de la chaleur.
Plaçons maintenant la panne sur le pont de brasure et attendons que l=on sente
la panne s=enfoncer dans la brasure. Activons alors l=aspiration et soulevons le
composant. Ce processus est évidemment plus rapide que celui qui consiste à
couper plusieurs centaines de pattes puis à les enlever à l=aide d=un fer à braser
manuel. Ceci couvre toutes les procédures d=enlèvement des composants à
sorties en *S+. Vous n=utiliserez peut-être pas tous les outils dont nous avons
parlés, et peut-être même que vous ne les avez même pas à votre disposition.
L=important est d=utiliser l=outil avec lequel vous êtes le plus confortable pour
effectuer le travail.
Rappelez-vous des mots-clés suivants : sécurité...
répétabilité... fiabilité et rapidité.
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Préparation des plages d’accueil
Dans cette section, nous allons voir la préparation des plages d’accueil de
composants à sorties en *S+. Il existe deux techniques différentes pour enlever la
brasure qui reste après le processus d=enlèvement du composant. Nous allons
d=abord parler de la procédure qui utilise la tresse à débraser. Certaines
compagnies requièrent l=utilisation d’une tresse à débraser mince pour préparer
individuellement chaque plage d’accueil, une à la fois. L’utilisation de flux
additionnel est facultative, mais elle augmentera l=action capillaire de la tresse.
Nous utiliserons une panne à pointe étroite afin d=éviter le chevauchement de la
tresse. Remarquez notre façon de déplacer la tresse le long de chaque plage
d’accueil à mesure que la brasure fond. Ce n=est qu’avec la pratique qu’on
apprend à quelle vitesse on peut déplacer la tresse. Remarquez également
comment nous appliquons la panne du fer sur une portion nouvelle de la tresse
chaque fois que nous nettoyons une nouvelle plage d’accueil.
Au bout d’un certain temps, il faudra couper la portion saturée de la tresse afin
de faciliter le travail. Il est important de ne pas exercer de pression vers le bas
sur la plage d’accueil car elle pourrait se soulever ou se décoller complètement.
D=autres compagnies utilisent une tresse plus large ce qui permet de nettoyer
plusieurs plages d’accueils à la fois. Dans ce cas, la tresse transférera de la
chaleur additionnelle à la surface de la plaquette, entre les plages d’accueil. Si
vous gardez la chaleur suffisamment basse, il ne devrait pas y avoir de
dommages. Cette technique permet d=accélérer le processus de préparation des
plages d’accueil.
Dans cette procédure, la tresse est placée en travers des pistes. Remarquez
que la largeur de la tresse est légèrement inférieure à la longueur des sorties.
L’usage de flux externe est facultatif mais celui-ci améliorera l’action capillaire de
la tresse. La panne en biseau devrait être suffisamment large de couvrir deux ou
trois plages à la fois. De cette façon on s’assure que la tresse ne collera pas à la
piste. Vous devrez couper fréquemment l’extrémité saturée de la tresse, pour
faciliter le travail.
Répéter le processus jusqu’à ce que toutes les plages d’accueil soient prêtes.
N=oubliez pas de nettoyer tous les résidus de flux avant de commencer le
processus de remplacement du composant.
Nous allons maintenant discuter du processus d=extraction sous vide continu
pour la préparation de la plage d’accueil. Si vous avez visionné la vidéo
précédente de cette série, vous vous souviendrez que cet outil particulier
possède une panne chauffée avec un trou au centre. Lorsque l=opérateur active
l=aspiration, la brasure en fusion est aspirée dans un tube réceptacle.
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Le choix d=une panne est important, Il existe des pannes minces et de masse
plus importante qui s’adaptent aux différentes techniques et tailles des plages
d’accueil. Pour cette démonstration, nous utiliserons la panne avec la plus
grande masse. Commençons par installer la panne. Lorsque la panne est
chaude, nous appliquerons une mince couche de brasure directement sur la
panne. Vous pouvez aussi appliquer un flux externe sur toutes les plages
d’accueils. Ces deux étapes aideront à accélérer le processus de transfert de
chaleur. Nous plaçons maintenant la partie plate de la panne au dessus des
premières plages d’accueils.
L=aspiration devrait maintenant être activée, et fonctionner de manière continue.
La sortie de l=air par l=orifice aura tendance à refroidir la panne. L=avantage des
pannes de plus grande masse est qu=elles conservent mieux la chaleur que les
plus petite. Remarquez la façon de déplacer la panne le long des plages
d’accueil pour enlever toute la brasure. Rappelez-vous qu=il est très important de
n’exercer aucune pression vers le bas sur les plages. Nous continuons ce
processus jusqu’=à ce que toutes les plages aient été nettoyées. La dernière
étape sera ensuite de nettoyer les résidus avant d=installer le nouveau
composant.
Installation de composants
Brasage manuel
Dans cette section, nous verrons les techniques manuelles de remplacement de
composants à pistes à sorties en *S+. Il est possible de braser manuellement
chaque sortie de composant. Certains le font constamment... même si cela peut
prendre jusqu’à dix minutes pour braser un seul grand composant. Passons à la
première procédure recommandée pour le brasage manuel d=un composant à
sorties en *S+, commençons par le boîtier SOIC.
Avant de débuter le processus de remplacement, il faut toujours s=assurer que
l=excès de brasure a été enlevé et que tous les résidus de flux ont été nettoyés.
La façon la plus facile et la plus sûre de saisir et de positionner un composant à
sorties en *S+ est d=utiliser un outil à aspiration. Placez la ventouse au centre du
composant et activez l=aspiration. Habituellement, vous pouvez placer un
composant SOIC sur les plages d’accueils sans l=aide d=un microscope. Il suffit
de s=assurer que toutes les sorties sont centrées également d=un côté à l=autre. Il
faut aussi s=assurer que le talon et l’extrémité de chaque sortie soient centrés
également sur la longueur.
Lorsque l=alignement est satisfaisant, nous pouvons choisir une panne pour le fer
à braser. Le choix de la panne sera fait en fonction de la largeur des sorties du
composant. Si une panne en biseau peut être utilisée, elle transférera la chaleur
plus rapidement qu’une panne conique. Le choix de la brasure en fil dépendra
aussi de la largeur des sorties. Un fil plus mince sera préférable avec des sorties
à pas fin.
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Nous sommes maintenant prêts à fixer le composant en place. Certains
préfèrent tenir le composant avec des brucelles ou un bâtonnet de bois afin qu=il
ne se déplace pas lorsqu’on fixe les deux des coins. Si vous appliquez une
panne fine exactement l=endroit où l=extrémité de la patte repose sur la plage
d’accueil, vous pouvez habituellement faire fondre suffisamment de brasure déjà
en place pour fixer le composant en place. Si vous ajoutez une goutte de flux
avant de fixer la sortie, vous verrez alors la brasure devenir brillante. C=est un
indice visuel qui vous indiquera que la sortie est fixée. D=autres préfèrent ajouter
une petite quantité de brasure sur la panne pour ensuite toucher la jonction entre
la plage d’accueil et la sortie avec la panne. Avant de fixer l=autre côté, il est
préférable de vérifier l=alignement des deux rangées de sorties. Rappelez-vous
qu’il sera plus difficile d=apporter des corrections par la suite. Si vous devez
repositionner le composant, vous pouvez faire fondre le joint temporairement fixé
avec le fer à braser et soulever le composant avec un outil d=aspiration.
Enlevez maintenant la brasure qui a servi à fixer la pièce pour éviter que le
composant ne se déplace lorsqu’il est remis en place. Encore une fois, il faut
aligner le composant, fixer temporairement le premier coin, vérifier à nouveau
l=alignement et ensuite fixer le coin opposé. Nous sommes alors prêts pour le
brasage. Habituellement, il est utile d=ajouter un type de flux externe compatible,
même s=il y a déjà du flux dans la brasure. Cet ajout de flux améliorera le
transfert de chaleur. La panne doit reposer au même niveau que le dessus de la
sortie. Maintenant, touchez la sortie et la plage d’accueil avec la brasure en fil,
loin de la panne. De cette façon, le flux nettoiera la connexion au lieu de brûler
sur la panne. Il ne faut pas appuyer sur les sorties ou les plages d’accueils de
composants à sorties en *S+. La plus petite pression pourrait faire courber ou
déplacer les pattes hors de position, ou encore endommager la plage d’accueil.
Pour vous donner une idée de ce qu’est un contact léger, prenez une épingle et
appuyez la sur votre joue jusqu’à ce que vous commenciez à ressentir de la
douleur.
Vous pouvez procéder d=un joint à l=autre plutôt que de sauter des pattes pour
éviter l=accumulation de chaleur sur la plaquette. Il y a beaucoup moins de
chaleur appliquée sur une plaquette de montage en surface puisqu’il n=est pas
nécessaire de chauffer la brasure sur les deux côtés d=un trou métallisé.
Continuez simplement jusqu’à ce que tous les joints soient brasés. À moins que
vous utilisiez un flux sans nettoyage, il est préférable de nettoyer les résidus de
flux. Votre compagnie fournira une solution nettoyante compatible. Une brosse
vous permettra d=accéder à l=espace entre les pistes et autour du composant
mais vous devez faire attention de ne pas courber les pattes en exerçant un trop
grande force. Il est aussi possible qu=il y ait des résidus de flux sous le
composant qu’il ne sera pas possible d=enlever à la main. Les assemblages
retouchés peuvent également être traités par une machine à nettoyer afin
d=enlever ces résidus cachés.
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DVD-FR-93 C Vidéoscript
Le brasage manuel d=un boîtier PQFP suit exactement la même procédure que
pour un boîtier SOIC sauf que le procédé d=alignement peut constituer un plus
grand défi. Les pistes sont plus minces et donc beaucoup plus sensibles au
fléchissement et au déplacement. Toutefois, la fixation préliminaire et le brasage
manuel sont plutôt similaires. Il suffit de faire attention de ne pas appliquer trop
de pression ou trop de brasure. Les excès de brasure peuvent facilement former
un pont entre des sorties peu espacées.
Brasage avec apport continu de brasure (à la vague)
La prochaine technique d’installation utilise également un fer à braser manuel - et
une « vague » - ou un débit continu de brasure afin d=accélérer le processus
d=installation. Cette méthode fonctionne bien avec les dispositifs à sorties
multiples, plus particulièrement les boîtiers PQFP.
Commençons par aligner et fixer le composant comme nous l=avons fait
précédemment. Après avoir brasé deux coins, il faut vérifier à nouveau
l=alignement des quatre côtés du composant. Dans ce cas particulier, nous
devons ajouter du flux externe, ce qui empêchera l=accumulation de la brasure ou
la formation d=un pont.
La température du fer à braser constitue une autre variable importante. La
température de la panne devrait se situer entre de 288 et 315 degrés Celsius.
Généralement, il n=est pas nécessaire d=avoir des températures plus élevées
étant donné la masse réduite d=un joint monté en surface. Des températures trop
élevées peuvent aussi entraîner la dégradation plus rapide à la fois de la brasure
et de la panne.
La panne que nous allons utiliser est une panne en biseau à un côté avec un
creux sur le côté inférieur. Ce creux est conçu pour retenir la brasure et en
diriger le débit, comme une vague. La panne doit être propre et elle doit pouvoir
être étamée. Une panne sale ne pourra pas retenir adéquatement la brasure.
Commençons par ajouter de la brasure sur le panne fraîchement nettoyée. La
quantité de brasure sera établie en fonction de la taille et du nombre de pattes du
composant. Il est facile d=en ajouter trop ce qui aura pour effet de former un pont
de brasure. Il est donc préférable d=en ajouter moins puis de revenir et d=en
ajouter à nouveau plus tard s’il en manque.
Plaçons ensuite la partie en biseau de la panne parallèlement au dessus des
pieds des sorties. Si elle n’est pas parallèle, il n=y aura peut-être pas
suffisamment de tension de surface pour déplacer la brasure. La panne devrait
glisser juste au-dessus des pistes sur une vague de brasure. Déplacez la panne
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le long des pattes juste assez rapidement pour pouvoir voir la formation de
chaque joint de brasure. Il faut aller assez lentement pour voir la brasure
s=écouler de la panne autour du joint, puis revenir vers la source de chaleur. Il
faut toujours se rappeler d’observer la formation adéquate du joint avant de
poursuivre. Lorsque vous arrivez à la fin de la rangée, continuez à déplacer la
panne à la même vitesse, au-delà des dernières pattes. De cette façon, vous
serez certain que les dernières connexions seront semblables aux autres.
Certaines personnes relèvent automatiquement la panne lorsqu’elle atteint la fin
de la rangée, ce qui entraîne la formation d=un pont de brasure. Pour éliminer ce
problème, il suffit de poursuivre le mouvement continu à la même vitesse au-delà
de la dernière patte. Si vous déplacez trop rapidement, vous laisserez des ponts
de brasure sur les pattes. On peut enlever les ponts de brasure en les laissant
refroidir durant quelques secondes et en ajoutant ensuite du flux . Maintenant,
replacez une panne propre et sans brasure sur les pattes qui ont un pont et
chauffez à nouveau les joints. Lorsque vous enlevez la panne, l=excès de
brasure suivra la source de chaleur. Assurez-vous de toujours faire fondre
complètement les deux connexions de brasure durant la procédure d=enlèvement
du pont afin d=éviter la formation de différences dans la structure interne des
joints de brasure.
Voici les éléments importants du processus de brasage à la vague sont : une
température de panne basse, une quantité de brasure adéquate, un déplacement
au-delà des dernières pistes à une vitesse constante et la pratique. Lorsqu’=elle
est bien effectuée, cette technique peut produire rapidement des joints de
brasure aussi fiables que les connexions de brasure originales.
Une fois le processus de brasage terminé, rappelez-vous de nettoyer
immédiatement les résidus de flux avant qu=ils ne durcissent. Ensuite, tout
l=assemblage devrait être nettoyé à nouveau dans un système de nettoyage afin
d=enlever les résidus de flux sous le composant. Nous avons donc vu toutes les
étapes de la technique de brasage manuel à la vague continu pour les dispositifs
à pistes à sorties en *S+.
Chauffage par impulsion (Barre chauffante)
Dans cette section, nous expliquerons la chauffage par impulsion ou la méthode
par barres chauffantes pour le remplacement des boîtiers SOIC et QFP. Vous
pouvez utiliser une brasure en fil ou en pâte avec un outil de chauffe par
impulsion étant donné la montée graduelle de la chaleur. Commençons par la
brasure en pâte sur un composant SOIC.
Placez le composant SOIC sur les plages d’accueil. Une fois que vous êtes
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certain que l=alignement est précis, tenez le composant en place pendant que
vous fixez les deux coins opposés avec un fer à braser manuel. Appliquez
ensuite une ligne de brasure en pâte sur le dessus des pattes. La quantité de
pâte variera selon la largeur de la pointe de l=applicateur, la vitesse de
déplacement et d=autres variables. L=expérience vous permettra de reconnaître
la quantité de pâte nécessaire.
Une fois la pâte appliquée, il faut choisir une panne plate ou *barre chauffante+
qui peut couvrir toutes les pattes. Installez cette panne dans l’outil et fixez la en
place. Le réglage de la température sera établi par le fabricant de l=outil.
Cherchez le type de composant dans le manuel d=utilisation. Réglez ensuite la
chaleur sur le bloc d=alimentation au numéro correspondant. Enfin, placez la
panne sur les pattes alors que l=outil est encore froid.
Lorsque vous êtes prêt, appuyez sur l=interrupteur à pédale pour activer la
chaleur. Ce préchauffage chasse l=humidité et les solvants contenus dans de la
pâte. Quand vous voyez que toute la brasure en pâte est complètement fondue,
relâchez l=interrupteur à pédale et maintenez la panne en place pendant le
refroidissement des connexions. Lorsque la brasure est solidifiée, vous pouvez
enlever l=outil.
Les pannes peuvent rester en contact avec la brasure durant le processus de
refroidissement pour deux raisons. La première étant que les pannes chauffent
et refroidissent rapidement, la seconde est qu’elles ne sont pas étamables, ce
qui signifie que la brasure n’adhérera pas aux pannes.
Répétez ensuite l=opération de brasage de l=autre côté du composant. Il ne s=agit
ici que d=une façon d=utiliser la brasure en pâte avec cet outil spécial.
Vous pouvez également appliquer un cordon de brasure en pâte sur les plages
d’accueil avant de positionner le composant. Cette méthode comporte des
avantages et des désavantages. Un avantage est que le pouvoir adhésif de la
brasure en pâte peut faciliter l=alignement du composant. De plus, il n=y a pas de
risques de plier les pattes du composant avec la pointe de l=applicateur.
Toutefois, si vous ne positionnez pas le composant de façon précise sur les
plages d’accueil vous risquez d’étaler la pâte tout autour lorsque vous déplacez
le composant pour le remettre en bonne position.
Sélectionnons une panne qui correspond à la taille du composant. Il est possible
qu’il n=y ait pas de pannes suffisamment longues pour braser toutes les sorties
du composant en même temps. Vérifions donc à nouveau vérifier les réglages
de température recommandés par le fabricant pour ce type de composant. Vous
désirerez peut-être braser deux pattes ou tenir le composant en place avec des
brucelles ou un autre type d=outil de retenue.
Placez ensuite la barre chauffante sur le dessus des pattes et activer la chaleur.
Lorsque la brasure en pâte est complètement fondue, désactivez la chaleur,
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laissez la panne au-dessus des pattes sans bouger jusqu’à ce que la brasure a
change de couleur ou se solidifie.
Repositionnez ensuite la panne au dessus des autres pattes de la première
rangée, et répétez le même processus de brasage. Remarquez que la panne est
plus longue que nécessaire. Cela ne devrait pas poser de problèmes en autant
qu=elle ne touche pas à un autre composant ou un joint de brasure. Il est
toujours possible de choisir une panne plus courte qui entre dans l=espace
disponible.
Continuez à faire le tour du composant jusqu’à ce que toutes les pattes soient
brasées. N=oubliez-pas de nettoyer les résidus de flux, en autant que possible, et
de nettoyer à nouveau tout l=assemblage lorsque vous avez terminé.
Il est également possible d=utiliser une brasure à flux incorporé avec un outil de
chauffe par impulsions. Commençons par ajouter du flux sur toutes les plages.
Afin de créer des pré-remplissages de brasure sur toutes les plages d’accueil,
nous utiliserons la même panne qu’auparavant, soit la panne en biseau à une
face, avec une cavité sur sa surface .
Encore une fois, il faut appliquer un peu de brasure sur la panne. Ce n=est
qu’avec l=expérience que vous connaîtrez la quantité exacte à ajouter. Ensuite,
placez la panne au dessus de la première plage d’accueil et déplacez-la
lentement sur la rangée de plage d’accueils jusqu’à ce qu’un mince filet de
brasure se forme sur chaque plage d’accueil. N=oubliez pas d=aller assez
lentement pour que la tension de surface assure le déplacement de la brasure à
la même vitesse que la panne. Lorsque vous atteignez l=extrémité de la rangée,
continuez le déplacement de la panne au-delà de l=extrémité et à la même
vitesse. Une fois que toutes les plages d’accueil sont pré-remplies de façon
appropriée avec une quantité égale de brasure, il est préférable de nettoyer les
résidus de flux avant de poursuivre.
Vous pouvez maintenant positionner et fixer le composant sur les préremplissages de brasure et braser le composant comme nous l=avons vu
précédemment. Faites toujours attention de ne pas enlever la barre chauffante
durant le processus de solidification de la brasure; cela perturberait le processus
de solidification et aurait pour effet de donner des joints de brasure faibles.
Continuez ce processus jusqu’à ce que tous les joints soient bien brasés.
N’oubliez pas de nettoyer les résidus de flux lorsque vous avez terminé. Nous
avons donc terminé la partie sur la chauffe par impulsions, ou méthode de barre
chauffante, sur les composants à sorties en *S+.
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Fer à air chaud
Dans cette dernière section, nous utiliserons le fer à air chaud pour l=installation
de composants à sorties en *S+. Vous pouvez utiliser aussi bien une buse à jet
simple droit ou courbe, selon votre goût. Vous pouvez également utiliser une
buse à extrémité plate selon la densité des composants. Une fois la panne
sélectionnée, vous devez régler la température et la pression de l=air. Il est
généralement recommandé de commencer avec une température entre 426 et
482 degrés Celsius. Rappelez-vous que l=air est beaucoup moins efficace que le
contact direct, ou la chaleur par conduction. Réglez ensuite la pression de l=air
assez basse de façon à obtenir une chaleur suffisante sans pour cela faire
disperser la brasure en pâte ou affecter les joints de brasure adjacents.
Vous pouvez alors décider de la façon d=appliquer la brasure. La méthode la
plus rapide est d=appliquer la brasure en pâte directement sur les plages
d’accueil.
Ensuite, il faut positionner le composant avec soin afin qu’il ne glisse pas d=un
côté à l=autre et fasse des dégâts avec la brasure en pâte. Une fois l=alignement
adéquat obtenu, tenir le composant avec des brucelles ou un outil de retenue ou
encore le fixer en place.
Nous pouvons maintenant commencer le processus de chauffe. Positionnons la
panne à environ 2 centimètres, ou presque un pouce, de la brasure en pâte.
Nous chaufferons toute la rangée de sorties à l=air chaud. Lorsque l=humidité ou
les solvants commencent à assécher la pâte et que le dessus de la brasure
commence à fondre, vous pouvez alors approcher la buse et faire fondre toute la
brasure sur la première patte ou les deux premières. Vous devez déplacer la
panne le long de la rangée assez lentement pour assurer la formation adéquate
du joint.
Nous effectuerons le même processus sur la rangée opposée. Préchauffez la
brasure en pâte, puis approchez la panne pour faire fondre la brasure. Ensuite,
continuez à déplacer la panne lentement et vérifiez que la brasure fonde
complètement jusqu’à ce que vous ayez fini la dernière sortie de la rangée. Si le
déplacement est trop lent, les joints de brasure auront une apparence rugueuse,
grise. Il faut de la pratique pour apprendre à se déplacer à la bonne vitesse.
N=oubliez pas de nettoyer les résidus de flux immédiatement, afin qu=ils n=aient
pas le temps de durcir.
Nous allons maintenant installer un boîtier QFP en appliquant la brasure en pâte
sur le dessus des sorties. Nous commençons par fixer le composant en place
avec un fer à braser manuel. Ensuite, nous appliquons la brasure en pâte sur les
sorties. Dans ce cas, les sorties touchent déjà aux plages d’accueil, ce qui
constitue la position idéale.
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Lorsque la pâte est appliquée, vous pouvez commencer le processus de
préchauffage ou pré-séchage sur une des rangées de pattes. Nous
utiliserons la même technique, que la pâte soit appliquée avant ou après le
positionnement du composant. Lorsque les solvants sont séparés de la pâte,
vous pouvez déplacer la buse au-dessus de la première patte et un peu plus
près. Regardez alors la brasure fondre et s=écouler autour de la première
patte jusqu’au talon. N’oubliez pas de vous déplacer lentement à un rythme
constant jusqu’à ce que toute la rangée de pattes soit brasée.
Nous utiliserons cette technique jusqu’à ce que toutes les pattes soient
brasées, et n=oubliez pas de nettoyer les résidus de flux lorsque vous avez
terminé.
Il est également possible d=utiliser la méthode de pré-remplissage avec un
outil à air chaud. Il suffit d=employer la même technique de pré-remplissage
que celle expliquée plus tôt. Commencez toujours par appliquer le flux sur les
plages d’accueil de façon à ce que vous n’ayez pas à le faire après avoir
ajouté de la brasure sur la panne. Durant ce délai, la brasure chaude resterait
plus longtemps sur la panne que le temps conseillé.
Quand vous avez terminé d=appliquer le flux, vous pouvez appliquer la
brasure sur la panne. Il faut ajouter juste assez de brasure de façon à ce que
la tension de surface pousse la brasure plutôt que de laisser une boule de
brasure sur les premières plages d’accueil. Seule la pratique vous permettra
de bien réussir. Continuez à ajouter de la brasure sur la panne et déplacez la
panne parallèlement au dessus des plages d’accueil. N=exercez aucune
pression sur les plages, il suffit de faire glisser simplement la panne audessus.
Lorsque vous avez terminé le pré-remplissage des plages d’accueil, il est
préférable de nettoyer les résidus de flux. Ceci afin de s’assurer que la
brasure du joint suivant ne sera pas contaminée.
Nous sommes maintenant prêts à positionner approximativement le
composant sur les plages d’accueil. Nous ajoutons alors du flux sur les
pattes et les plages d’accueil. Ensuite, nous positionnons le composant afin
de bien centrer les pattes sur les plages d’accueil. Une fois satisfait de la
précision de l=alignement final, il faut tenir le composant en place à l=aide de
brucelles ou d’un outil de maintien.
Nous appliquons alors la chaleur sur les premières pattes. Remarquez qu=il
n=est pas nécessaire de préchauffer ou pré-sécher la brasure, comme nous
l=avons fait avec la brasure en pâte. Nous pouvons simplement commencer à
faire fondre les pré-remplissages et à vérifier l=écoulement de la brasure
autour des pattes, avant d=aller plus loin.
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Il faut également appuyer légèrement sur le dessus du composant de façon à
pousser les pattes dans la brasure en fusion. La pression devrait demeurer
constante afin que les pattes ne se déplacent pas lorsque les joints refroidissent.
Continuez à appuyer sur le composant et à déplacer la panne à un rythme
constant jusqu’à ce que tous les joints de la rangée soient fondus et qu’ils aient
refroidi. Vous pourrez voir la couleur de la brasure changer lorsqu’elle refroidit.
Vous remarquerez peut-être que les joints de brasure réalisés à l=air chaud sont
d=une couleur légèrement différente de ceux réalisés avec un fer à braser. C=est
tout simplement parce que la méthode à air chaud introduit une plus grande
oxydation dans la brasure en raison de l=oxygène présent dans l=air. Même s=ils
sont un peu décolorés, ces joints sont tout à fait acceptables.
Voilà nous avons vu la plupart des techniques courantes et les outils manuels
nécessaires à l=enlèvement et à l=installation des composants à sorties en *S+.
Dans la prochaine vidéo de cette série, nous aborderons les composants à
sorties en *J+.
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