L’origine de cette compilation de clichés date de 2019, dans le cadre d’un projet de recherche scientifique collaboratif de grande envergure rassemblant plusieurs laboratoires et partenaires industriels. Cette étude, qui se poursuit toujours aujourd’hui, visait à mieux connaitre la fiabilité et les méthodes de caractérisation des assemblages électroniques sans Plomb – ce matériau étant nocif et donc interdit dans les équipements électroniques grand public.
Qui dit « fiabilité » dit « durée de vie » et il est donc nécessaire de bâtir des lois et méthodes de calcul pour déterminer la durée de vie en bon fonctionnement (ie avant fissuration par exemple) de cartes électroniques face à tel ou tel environnement : chaud/froid, humidité, vibrations…
Avec nos partenaires de recherche, nous avons identifié les joints brasés comme étant l’un des principaux points de fragilité des assemblages électroniques. Il s’agit des fins ménisques en alliage d’étain qui relient les pattes des composants aux pistes métalliques en surface du circuit imprimé. Dans le cas présent, nos joints brasés ont la forme de billes, appelées BGA (Ball Grid Array : matrice de microbilles). Elles sont très utilisées pour des composants nécessitant de très nombreuses entrées / sorties (mémoires, microprocesseurs…).
L’un des indicateurs majeurs du vieillissement de ces joints brasés est leur dégradation métallurgique. Leur microstructure est altérée par les contraintes – mécaniques et thermiques – subis lors de forts gradients thermiques par exemple.
L’EBSD (Electron BackScattered Diffraction, ou diffraction des électrons rétrodiffusés) est la meilleure technique pour observer la microstructure, grâce à un détecteur couplé au MEB (microscopie électronique à balayage).
Après une phase d’acquisition, j’ai défini et extrait le mode de cartographie pertinent pour observer les modifications au cœur de la microstructure. Ici, chaque couleur correspond à une orientation cristalline d’un grain. Nous visualisons instantanément si chaque bille contient un seul ou plusieurs grains, ainsi que la taille, la forme et l’orientation de ceux-ci.
Quand Warhol rencontre la science des matériaux !
Patrick
