Ce cliché provient d’une campagne d’expertise (analyse de défaillance) que j’ai menée en 2023. Notre client avait vu plusieurs de ses cartes électroniques tomber en panne lors de sa campagne de qualification, en l’occurrence des essais thermiques de longue durée à +200°C. Ce capteur étant destiné à des applications en environnements très sévères (température et pression élevées, vibrations répétées), il était primordial pour notre client d’en comprendre les mécanismes de défiabilisation afin de les corriger et d’améliorer la durée de vie en fonctionnement de son produit.
Le défaut s’observait facilement, puisque de nombreuses tâches noires étaient apparues à la surfaces des joints brasés – en plus d’un fort dégagement de fumée lié à la combustion de la gaine plastique d’un câble situé au cœur de l’assemblage.
Nous avons voulu prioritairement observer la morphologie de ces tâches et identifier leur nature chimique (espèces élémentaires), ce second point étant un excellent indice pour remonter à leur provenance. J’ai réalisé ces analyses par microscopie électronique à balayage (MEB) – ici en contraste chimique. En résumé : les zones composées d’atomes lourds sont claires, les zones composées d’atomes légers sont sombres. Cela donne le cliché MEB que vous avez sous les yeux : de belles excroissances chimiques redoutées par l’industrie électronique car elles peuvent notamment créer des courts-circuits entre des pistes ou composants distants.
En complément, et pour connaitre la composition précise (stœchiométrie) des divers matières en présence (croissances observées, gaine endommagée…), j’ai procédé à plusieurs analyses locales par EDX (détecteur chimique couplé au MEB). Ces mesures EDX ont révélé une teneur notable en cuivre et souffre au niveau des excroissances, ainsi que du chlore et du fluor dans d’autres zones.
Nos hypothèses ont été de pointer un échauffement du câble ayant mené à la combustion partielle de sa gaine, libérant ainsi du chlore et du fluor. La présence de ces deux espèces a pu générer deux phénomènes concomitants : la corrosion des brasures, fortement accélérée par la présence de souffre, et ces excroissances métalliques (cuivre).
Leur forme était très particulière et j’ai été surprise par ces belles roses métalliques, que l'on constate rarement lors de nos observations sur des brasures électroniques.
Dorine
