Brevet FR3066937A1 — publié le 20181207

La présente invention se rapporte de manière générale à un dispositif de chauffe pour dessouder un composant électronique d'un circuit imprimé. L'invention trouve des applications, en particulier, dans le domaine électronique. Un dispositif électronique comme un calculateur électronique de contrôle moteur disposé dans un véhicule automobile subit de nombreuses contraintes. Ces contraintes peuvent être d'ordre mécanique, thermique, électrique, et parfois provoquer des défaillances permanentes ou aléatoires dudit calculateur électronique de contrôle moteur. Ces défaillances ou pannes du calculateur de contrôle moteur nécessitent, pour être diagnostiquées, une intervention d'une personne habilitée. Pour réaliser cette analyse de défaillance dudit calculateur électronique de contrôle moteur, il est souvent nécessaire de l'ôter dudit véhicule automobile afin d'en inspecter l'origine. La densité d'intégration élevée des composants électroniques nécessite pour analyser l'origine de la défaillance d'ôter certains composants électroniques complexes, comme par exemple un microcontrôleur. Pour ce faire, il est connu de chauffer localement le composant électronique à dessouder ainsi que le circuit imprimé à l'aide d'une cloche afin de faire fondre l'alliage métallique de la ou des soudure(s). Avant de réaliser cette étape, il est nécessaire d'étuver la carte électronique à tester, ce qui parfois peut faire disparaître la défaillance constatée liée, par exemple, à l'humidité présente dans le circuit imprimé et/ou dans le composant électronique. L'invention propose un dispositif de chauffe permettant de remédier partiellement ou totalement au manque technique de l'art antérieur cité. A cet effet, un premier aspect de l'invention propose un dispositif de chauffe adapté pour chauffer au moins une soudure disposée entre un composant électronique comportant au moins un premier plot et un circuit imprimé, la soudure rendant d'une part solidaire le composant électronique au circuit imprimé et d'autre part assurant la continuité électrique, le composant électronique présentant en outre une largeur de composant électronique, une épaisseur de composant électronique, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de connexions électriques adaptés pour être couplés à une alimentation électrique et des moyens chauffants adaptés pour atteindre une température au moins égale à une température de fusion de la matière constituant la soudure. Par exemple, les moyens chauffants présentent une forme cylindrique. En variante, les moyens chauffants présentent une forme parallélépipédique. 3066937 2 Pour améliorer l'efficacité du dispositif de chauffe, il est proposé par exemple que les moyens chauffants présentent une épaisseur de moyens chauffants inférieure à un espace séparant le composant électronique du circuit imprimé. Pour faciliter la manipulation du dispositif de chauffe, les moyens chauffants 5 présentent par exemple une longueur de moyens chauffants supérieure à la largeur de composant électronique. Pour dessouder le composant électronique du circuit imprimé, il est par exemple proposé que les moyens chauffants soient adaptés pour atteindre une température au moins égale à une température de fusion de la matière constituant la 10 soudure. Dans un second aspect de l'invention, il est proposé un procédé de chauffe d'au moins une soudure entre un composant électronique et un circuit imprimé comportant les étapes suivantes : - coupler le dispositif de chauffe à une alimentation électrique, 15 - disposer le dispositif de chauffe entre le composant électronique et le circuit imprimé au niveau d'un espace séparant ledit composant électronique du circuit imprimé, - activer l'alimentation électrique, et - déplacer les moyens chauffants sous le composant électronique contre la 20 soudure à une vitesse déterminée lorsqu'une température des moyens de chauffe atteint une température de fusion de la soudure. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés dans lesquels : 25 - la figure 1 est un schéma simplifié d'une carte électronique, - la figure 2 est une vue en coupe de la carte électronique de la figure 1, - la figure 3 est un schéma de principe du dispositif de l'invention, et - la figure 4 est un schéma de principe du dispositif de l'invention selon un autre mode de réalisation. 30 La figure 1 représente une vue schématique d'une carte électronique 2 pouvant être celle d'un calculateur électronique de contrôle moteur disposé dans un véhicule automobile. La carte électronique 2 comporte un circuit imprimé 4, nommé aussi PCB de l'acronyme anglais « Printed Circuit Board », sur lequel sont disposés des composants électroniques 6. Le circuit imprimé 4 peut être un circuit imprimé simple couche ou multicouches en fonction de la complexité de la carte électronique 2. Les composants électroniques 6 peuvent être de différentes formes et présenter un nombre variable de broches. 3066937 3 Dans l'exemple qui suit et pour illustrer l'invention, un composant électronique complexe 8 est également soudé sur le circuit imprimé 4. Le composant électronique complexe 8 est par exemple un microcontrôleur. Préférentiellement, le composant électronique complexe 8 est doté d'une technologie à matrice de billes, ou boitier BGA de 5 l'acronyme anglais « Bali Grid Array ». En outre, un des avantages d'un tel composant équipé d'un boitier BGA est sa compacité qui lui permet de présenter une densité de plots relativement élevée, correspondant à une distance entre des billes de soudures. Par exemple, la distance entre des billes de soudures est de l'ordre 100 lm (1 lm = 1.10-6m). Sur la figure 2 est représentée schématiquement une vue en coupe du 10 composant électronique complexe 8 soudé sur le circuit imprimé 4. Le composant électronique complexe 8 présente donc une matrice de billes composée dans cet exemple d'un premier plot 8 1, d'un deuxième plot 8 2, d'un troisième plot 8_3 et d'un quatrième plot 8_4. Le nombre de plots ainsi que la disposition des plots sont donnés à titre d'exemple. En outre, le composant électronique complexe 8 présente une épaisseur de 15 composant électronique complexe e_8 et une largeur de composant électronique complexe l 8. Le circuit imprimé 4 comporte un première empreinte 4 1, une deuxième empreinte 4 2, une troisième empreinte 4_3 et enfin une quatrième empreinte 4_4. Dans un exemple de réalisation, les empreintes 4_1 à 4_4 présentent la même forme que celle 20 des plots 8_1 à 8_4. En outre, les empreintes 4_1 à 4_4 présentent d'une part le même espacement que l'espacement des plots 8_1 à 8 4,et d'autre part présentent la même disposition que celle des plots 8_1 à 8_4. Pour réaliser le contact et la continuité électrique entre le composant électronique complexe 8 et le circuit imprimé 4, des soudures électriques 20 sont 25 réalisées à l'aide d'un alliage métallique. Une soudure de type « vague », bien connue de l'homme de l'art, est par exemple réalisée. Comme mentionné plus haut dans le texte de la description, il est parfois possible que des défaillances surviennent au niveau d'un composant électronique 6 du calculateur électronique de contrôle moteur. Dans notre cas d'exemple, ce sera le 30 composant électronique complexe 8 qui présentera une défaillance. Cette défaillance peut être, par exemple, 20 un défaut sur une entrée analogique qui nécessite le démontage du composant électronique complexe 8. Dans l'exemple de la figure 2 et les figures suivantes pour illustrer l'invention et le procédé associé, il est choisi que la deuxième empreinte 4_2 du circuit imprimé 4 est 35 défectueuse. Pour identifier cette défaillance et la localiser, il est nécessaire de dessouder le composant électronique complexe 8 du circuit imprimé 4 pour savoir si la défaillance provient du circuit imprimé 4 ou du circuit électronique complexe 8. 3066937 4 Pour ce faire, la présente invention propose un dispositif de chauffe 10 adapté pour chauffer les soudures et dessouder le composant électronique complexe 8 dudit circuit imprimé 4 sans chauffer ledit circuit imprimé 4 et sans utilisation d'une cloche. Comme illustré à la figure 3, le dispositif de chauffe 10 comporte des moyens 5 de connexions électriques 12 et des moyens chauffants 14. Les moyens chauffants 14 présentent par exemple une forme parallélépipédique comme une lame. Les moyens chauffants 14 présentent une longueur de moyens chauffants L 14, une largeur de moyens chauffants l_14 et une épaisseur de moyens chauffants e_14. Avantageusement, afin de faciliter le passage des moyens chauffants 14 sous 10 le composant électronique complexe 8, il est proposé que la longueur de moyens chauffants L_14 présente une valeur légèrement supérieure à la valeur de la largeur du composant électronique complexe e 8. Ainsi, par exemple, la longueur de moyens chauffants L_14 est égale à 1,5 cm pour une largeur du composant électronique complexe e_8 égale à 1,3 cm. 15 En outre, pour permettre le passage de moyens chauffants 14 sous et entre le composant électronique complexe 8 et le circuit imprimé 4, l'épaisseur de moyens chauffants e_14 est inférieure à un espace es 8 4 séparant le composant électronique complexe 8 du circuit imprimé 4. Cet espace es 8 4 est égal et imposé par une hauteur de soudure 20 h s. Par exemple, dans le cas où la valeur de la hauteur de 20 soudure 20 h s est égale à 100 pm, alors l'épaisseur de moyens chauffants e_14 présente une valeur de 80 pm. Egalement, pour augmenter l'efficacité du dispositif de chauffe 10, il est proposé que les moyens chauffants 14 et plus particulièrement la largeur de moyens chauffants l_14 présentent une valeur supérieure à une largeur de soudure 20 I s. 25 Le dispositif de chauffe 10 présente en outre une première extrémité de moyens chauffants 16 et une seconde extrémité de moyens chauffants 18. La première extrémité de moyens chauffants 16 et la seconde extrémité de moyens chauffants 18 sont disposées de part et d'autre des moyens chauffants 14. Dans l'exemple de réalisation ici illustré, elles sont disposées de part et d'autre de la lame. 30 Ces deux extrémités 16 et 18 sont adaptées pour recevoir et/ou être couplées aux moyens de connexions électriques 12. Les moyens de connexions électriques 12 sont par exemple deux fils électriques couplés à une alimentation électrique stabilisée. Dans un autre exemple de réalisation de l'invention et comme illustré à la figure 4, les moyens chauffants 14 présentent une forme de U. Par exemple, une 35 première partie du U nommée U_1 présente une longueur au moins égale à la largeur du composant électrique complexe I 8. En outre, les deux barres du U nommées U_2 et U_3 présentent une même dimension au moins égale mais préférentiellement supérieure à 3066937 5 l'épaisseur de composant électronique complexe e 8. Dans un autre exemple de réalisation, les deux barres du U nommées U_2 et U_3 présentent une hauteur au moins égale à la somme de l'épaisseur de composant électronique complexe e_8 et de la hauteur de soudure 20 h s. 5 Dans un autre exemple de réalisation, les moyens chauffants 14 présentent une forme cylindrique dont un diamètre du cylindre est inférieur à la hauteur de soudure h s. Le dispositif de chauffe 10 est, par exemple en métal ou en alliage métallique. L'invention propose, en outre, un procédé de chauffe permettant de chauffer 10 au moins une soudure d'une matrice de billes d'un composant électronique 6 et plus particulièrement d'un composant électronique complexe 8. Dans la suite de la description, il sera considéré que la carte électronique 2 est hors du boitier du calculateur électronique de contrôle moteur. En outre, il sera considéré qu'une défaillance possible est constatée et localisée dans une zone où est présent le composant électronique complexe 8. 15 Le procédé de l'invention propose tout d'abord dans une première étape el de coupler les moyens de connexions électriques 12 à une alimentation électrique. Dans un exemple de réalisation, l'alimentation électrique est une alimentation stabilisée. Durant une seconde étape e2, le dispositif de chauffe 10 est approché du composant électronique complexe 8 à dessouder. Préférentiellement, les moyens 20 chauffants 14 sont positionnés au niveau de l'espace es 8 4 séparant le composant électronique complexe 8 du circuit imprimé 4. En outre, les moyens chauffants 14 sont positionnés contre la ou les soudures 20. Durant une troisième étape e3, l'alimentation électrique est activée. Cette dernière est adaptée pour générer une tension suffisante afin que les moyens 25 chauffants 14 atteignent une température au moins égale à une température de fusion de l'alliage métallique constituant les soudures. Dans un exemple de réalisation, la température est de 250°C. Durant une quatrième étape e4, le dispositif de chauffe 10 est déplacé de sorte à ce qu'il passe entre le composant électronique complexe 8 et le circuit imprimé 4. 30 Avantageusement, la vitesse de déplacement du dispositif de chauffe 10 est liée à la vitesse de fonte de l'alliage métallique des soudures 20 au contact des moyens chauffants 14. Dans un exemple de réalisation, le dispositif de chauffe est déplacé sur toute la largeur du composant électronique complexe 8, ce qui permet avantageusement de le dessouder du circuit imprimé 4. 35 La présente invention permet ainsi la chauffe de soudure(s) d'un composant électronique sur un circuit imprimé sans l'utilisation d'une cloche. Ainsi, avantageusement, seul le composant électronique à dessouder subit une élévation de température ce qui 3066937 6 permet une amélioration de la fiabilité de détection d'une défaillance. Ainsi, il est possible de dessouder et ôter le composant électronique du circuit imprimé sans trop chauffer les composants voisins. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas au mode de réalisation 5 préféré décrit ci-dessus et illustré sur le dessin et aux variantes de réalisation évoquées, mais s'étend à toutes les variantes à la portée de l'homme du métier. REVENDICATIONS1. Dispositif de chauffe (10) adapté pour chauffer au moins une soudure disposée entre un composant électronique (8) comportant au moins un premier plot (8 1), et un circuit imprimé (4), la soudure rendant d'une part solidaire le composant électronique (8) au circuit imprimé (4) et d'autre part assurant la continuité électrique, le composant électronique (8) présentant en outre une largeur de composant électronique (l 8), une épaisseur de composant électronique (e 8), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de connexions électriques (12) adaptés pour être couplés à une alimentation électrique et des moyens chauffants (14) adaptés pour atteindre une température au moins égale à une température de fusion de la soudure. 2. Dispositif de chauffe (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens chauffants (14) présentent une forme cylindrique. 3. Dispositif de chauffe (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens chauffants (14) présentent une forme parallélépipédique. 4. Dispositif de chauffe (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens chauffants (14) présentent une épaisseur de moyens chauffants (e 14) inférieure à un espace (es 8 4) séparant le composant électronique (8) du circuit imprimé (4). 5. Dispositif de chauffe (10) selon l'une quelconques des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens chauffants (14) présentent une longueur de moyens 20 chauffants (L 14) supérieure à la largeur du composant électronique (l 8). 6. Dispositif de chauffe (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens chauffants (14) sont adaptés pour atteindre une température au moins égale à une température de fusion de la matière constituant la soudure. 25 7. Procédé de chauffe d'au moins une soudure entre un composant électronique (8) et un circuit imprimé (4) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, le procédé de chauffe comportant les étapes suivantes - coupler le dispositif de chauffe (10) à une alimentation électrique, - disposer le dispositif de chauffe (10) entre le composant électronique (8) et le 30 circuit imprimé (4) au niveau d'un espace (es 8 4) séparant ledit composant électronique (8) du circuit imprimé (4), - activer l'alimentation électrique, et 3066937 8 - déplacer les moyens chauffant (14) sous le composant électronique (8) contre la soudure à une vitesse déterminée lorsqu'une température des moyens de chauffe (14) atteint une température de fusion de la matière constituant la soudure.