Les types de flux
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Les types de flux

Conformément à la norme IPC-J-STD-004

 

Les types de flux in accordance with IPC-J-STD-004

IPC

IPC est une association professionnelle mondiale qui s’efforce à contribuer à la compétitivité et à la réussite fi nancière de ses sociétés membres représentent toutes les facettes de l‘industrie de compo- sants électroniques, y compris la conception et la fabrication de circuits imprimés ainsi que l’assemblage et de composants électroniques.

IPC est une organisation dirigée par ses membres qui joue un rôle essentiel dans le domaine des normes, de la formation, des études de marché et de la promotion des politiques publiques de l’industrie, en soutenant des programmes pour répondre aux besoins de l’industrie électronique mondiale estimée à $1,5 trillions de $.

right arrow Fondée en 1957, en tant que l‘Institut de circuits imprimés avec 6 sociétés membres

right arrow Une organisation technique sur des bases solides pour répondre aux besoins de l’industrie

right arrow Axée sur la conception et la fabrication de circuits imprimés ainsi que sur l’assemblage de composants électroniques.

 

Les avantages des normes IPC


L’avantage des normes IPC est qu’elles sont utilisées et reconnues dans le monde entier et que les normes les plus importantes sont accessibles dans presque toutes les langues. Les normes IPC couvrent le processus complet à partir de la conception, en passant par la fabrication de circuits imprimés nus jusqu’à l’assemblage et la construction de boîtes comportant de la fibre optique.

 

Sur l‘arbre de spécifi cations suivant vous pouvez voir un aperçu des normes IPC les plus fréquemment utilisées :

IPC specifications Tree
 

La classification IPC

L’acceptation et/ou le refus des décisions doit se reposer sur un document valable tel qu’un contrat, un dessin, une spécification, une norme ou un document de référence.

 

Trois classes de produit sont définies par IPC qui sont les suivantes:


Classe n° 1 - Produits électroniques généraux Comprend des produits correspondant à des applications où l‘exigence principale est la fonction de l‘assemblage terminé.

Classe n° 2 - Produits électroniques spécifiques des différents services Comprend des produits pour lesquels la performance continue et la durée de vie prolongée sont nécessaires et pour lesquels le service ininterrompu est souhaitable, sans être essentiel. En général, l’environnement final ne provoque pas de défaillances.

Classe n° 3 - Produits électroniques de haute performance/destinés à une utilisation dans un environnement rude Comprend des produits pour lesquels la haute performance continuelle ou la performance à la demande est essentielle, l’arrêt des équipements ne peut pas être accepté, l’environnement final peut être extrêmement rude et les équipements doivent fonctionner au moment où cela est nécessaire, comme dans le cas des systèmes de support de la vie ou d’autres systèmes critiques.

C’est le client (utilisateur) qui porte la responsabilité ultime pour identifier la classe à attribuer aux produits. Si la classe n’est pas définie et documentée par l‘utilisateur ou le fabricant, ce-dernier peut effectuer cette démarche.
 

Les exigences IPC J-STD-004B pour les flux de brasage

Les exigences IPC J-STD-004B pour les flux de brasage La norme IPC J-STD-004B de décembre 2008 et l’amendement n° 1 de la norme J-STD-004B de novembre 2011.
 
Selon la norme J-STD-001 relative aux assemblages électriques et électroniques soudés, les flux doivent obligatoirement remplir les exigences contenues dans la norme J-STD-004.

La norme J-STD-004 constitue un document de classification des flux étant donné que chaque flux peut être affecté à une des 24 classes de flux.

Les flux sont classés selon la composition de leurs matières premières et leur type. Les indicateurs de flux permettent d’identifier à la fois la composition et le type des flux.

 

24 Certifications des flux

Composition Activation Classification
Colophane (RO) Faible (0%) L0 ROL0
Faible (<0,5%) L1 ROL1
Moyen (0%) M0 ROM0
Moyen (0,5%-2,0%) M1 ROM1
Élevé (0%) H0 ROH0
Élevé (<2,0%) H1 ROH1
Résine (RE) Faible (0%) L0 REL0
Faible (<0,5%) L1 REL1
Moyen (0%) REM0
Moyen (0,5%-2,0%) M1 REM1
Élevé (0%) H0 REH0
Élevé (<2,0%) H1 REH1
Organique (OR) Faible (0%) L0 ORL0
Faible (<0,5%) L1 ORL1
Moyen (0%) ORM0
Moyen (0,5%-2,0%) M1 ORM1
Élevé (0%) H0 ORH0
Élevé (<2,0%) H1 ORH1
Inorganique (IN) Faible (0%) L0 INL0
Faible (<0,5%) L1 INL1
Moyen (0%) INM0
Moyen (0,5%-2,0%) M1 INM1
Élevé (0%) H0 INH0
Élevé (<2,0%) H1 INH1
 

Flux à base de colophane (type RO):

right arrow En règle générale, la colophane est extraite de la résine de la plante d’ananas.

right arrow À la température ambiante, elle est à l’état solide.

right arrow À la température ambiante, elle est chimiquement inactive.

right arrow À température ambiante, elle est isolante.

right arrow La colophane fond à environ 72°C.

right arrow Les acides organiques deviennent actifs à environ 108°C.

right arrow  Elle atteint sa fonction optimale à environ 262°C

right arrow À des températures supérieures à 346°C, ce flux devient inactif et se polymérise, ce qui cause des problèmes quant au nettoyage des résidus.

 
Colophane (RO)
right arrow Rosin naturel (Colophane)
right arrow La norme IPC-J-STD-004
désigne ce flux en tant que – RO

Flux à base de résine (type RE):

right arrow Résine est un terme technique couramment utilisé avec un double sens.

right arrow Il comprend un certain nombre de produits résineux naturels et synthétiques.

 
Résine (RE)
right arrow La norme IPC-J-STD-004
Désigne ce flux en tant que – RE
 

Flux hydrosolubles (acides organiques):

right arrow La structure originale des acides organiques est différente de celle de la colophane ou de la résine.

right arrow Les flux organiques (OR) sont souvent appelés flux OA.
right arrow Sur le marché ils sont communément appelés FHS (flux hydrosolubles ou WSF - Water Soluble Flux).

right arrow Beaucoup de « flux peu solides » sont classés dans la catégorie OR.

right arrow Comme son nom indique, ce flux est composé de produits chimiques solubles à l’eau.

right arrow Après l’opération de brasage, les résidus de flux peuvent être nettoyés facilement avec de l’eau de robinet.

right arrow Ce flux est très populaire étant donné que son prix ne comprend pas de taxe anti-pollution qui doit être payée dans le cas des autres types de flux.

 
Organique (OR)
 
right arrow La norme IPC-J-STD-004
Désigne ce flux en tant que – OR
 

Flux inorganiques (type IN):

En général, les flux comportant des sels inorganiques ne sont pas utilisés pour le brasage des cartes électroniques à cause de leurs résidus extrêmement corrosifs, mais ils sont parfois utilisés pour le brasage de produits non-électriques (ex. : paratonnerre).
 

Inorganique (IN)
right arrow La norme IPC-J-STD-004
Désigne ce flux en tant que – IN
 

La classification de flux J-STD-004

Cette classification montre le degré d’efficacité du flux.

Un flux de faible activité sera moins efficace en brasage qu’un flux avec un degré d’activité plus élevé qui aura une meilleure mouillabilité.

Type d’activation (L = low (flux faiblement activé), M = moderate (flux moyennement activé), H = high (flux fortement activé))

Sur la base de ces informations, on aurait tendance à choisir les flux les plus actifs afin d’obtenir une bonne mouillabilité dans toute situation. En fait, le choix n’est pas si simple car avec un flux de degré d’activité élevé, il y a le risque d’apparition de problèmes liés à l’oxydation des résidus de flux.

 

La classification IPC-J-STD-004

Synthèse des flux
right arrow Colophane (RO)
right arrow REsine
right arrow ORganique
right arrow INorganique
value 4x3
Activité des flux
right arrow Faible
right arrow Moyen
right arrow Élevé
value 12x2
Sans halogène
right arrow L0
right arrow L1
 

Types de flux (activité/résidu)

Tableau 3.1 Exigences de test pour la classification des types de flux

Classification flux Test qualitatif de miroir de cuivre2 Test qualitatif de halogénure (optionnel) Test quantitatif de halogénure Test qualitatif de corrosion Critères d’exigences du test SIR 100MΩ Critères de correspondances aux exigences ECM2
Argent Chromate(Cl, Br) Spot Test(F) ((Cl, Br, F)(par poids)
L0 Aucune percée du miroir de cuivre Passé3 Passé3 0.0% 1 Aucune trace de corrosion Non nettoyé6,7 Non nettoyé6,7
L1 Passé3 Passé3 <0.5%
M0 Percée dans moins de 50% de la zone de test Passé3 Passé3 0.0% 1 Corrosion mineure acceptable Nettoyé7 or Non nettoyé8 Nettoyé7 or Non nettoyé8
M1 Échec4 Échec4 0.5% to 2.0%
H0 Percée dans moins de 50% de la zone de test Passé3 Passé3 0.0% 1 Corrosion mineure acceptable Nettoyé Nettoyé
H1 Échec4 Échec4 >2.0%

Flux à activité « L » : Test au miroir de cuivre

right arrowPlacez une plaque de cuivre de 50 nm d’épaisseur sur une plaque de verre.

right arrow Mettez une goutte de flux sur le « miroir ».

right arrow VVérifiez l’aspect de la couche de cuivre après 24 heures.

right arrow LLe flux ne peut être classé en tant que type « L » que si la couche de cuivre est resté intacte.

 

Dès lors qu’une partie de la couche de cuivre est percée, ce qui se verra à travers la vitre, le flux ne pourra pas être classé comme de type « L ».

Flux à activité « M » : Test au miroir de cuivre

right arrow Placez une plaque de cuivre de 50 nm d’épaisseur sur une plaque de verre.

right arrow Mettez une goutte de flux sur le « miroir ».

right arrow Vérifiez l’aspect de la couche de cuivre après 24 heures..

Si le cuivre a uniquement disparu sur le périmètre de la goutte (moins de 50% de percée), le flux est classé en tant que type « M »

Flux à activité « H » : Test au miroir de cuivre

right arrow Placez une plaque de cuivre de 50 nm d’épaisseur sur une plaque de verre.

right arrow Mettez une goutte de flux sur le « miroir ».

right arrow Vérifiez l’aspect de la couche de cuivre après 24 heures

Si le cuivre a disparu à plus de 50%, le flux est classé en tant que type « H ».

 

24 Certificats de flux

Classification des flux Activtation Classification
Colophane (RO) Faible (0%) L0 ROL0
Faible (<0,5%) L1 ROL1
Moyen (0%) M0 ROM0
Moyen (0,5%-2,0%) M1 ROM1
Élevé (0%) H0 ROH0
Élevé (<2,0%) H1 ROH1
Résine (RE) Faible (0%) L0 REL0
Faible (<0,5%) L1 REL1
Moyen (0%) REM0
Moyen (0,5%-2,0%) M1 REM1
Élevé (0%) H0 REH0
Élevé (<2,0%) H1 REH1
Organique (OR) Faible (0%) L0 ORL0
Faible (<0,5%) L1 ORL1
Moyen (0%) ORM0
Moyen (0,5%-2,0%) M1 ORM1
Élevé (0%) H0 ORH0
Élevé (<2,0%) H1 ORH1
Inorganique (IN) Faible (0%) L0 INL0
Faible (<0,5%) L1 INL1
Moyen (0%) INM0
Moyen (0,5%-2,0%) M1 INM1
Élevé (0%) H0 INH0
Élevé (<2,0%) H1 INH1

Types de flux (activité):

right arrow Flux de type L0 : tous les types R, quelques RMA, quelques flux sans nettoyage avec peu de matière solide

right arrow Flux de type L1 : lla plupart des RMA, quelques RA, quelques flux sans nettoyage avec peu de matière solide

right arrow Flux de type M0 : quelques RA, quelques flux sans nettoyage avec peu de matière solide

right arrow Flux de type M1 : la plupart des RA, quelques RSA

right arrow Flux de type H0 : quelques flux hydrosolubles

right arrow Flux de type H1 : quelques RSA, la plupart des flux hydrosolubles et synthétiques activés

 
arrow new
Activation des flux Types des flux
L0 Tous R
Des RMA
De ceux sans nettoyage avec peu de matière solide
L1 La plupart des RMA
Des RA
M0 Des RA
De ceux sans nettoyage avec peu de matière
M1 La plupart des  RA
Des RSA
H0 Des hydrosolubles
H1 Des RSA
La plupart des hydrosolubles
La plupart des synthétiques activés
arrow old
 
Activateurs blue arrow Accélération
 
Transporteurs blue arrow Transport
 
Solvant blue arrow Dissolution
 
Additifs spéciaux blue arrow Propriétés
 

Activateurs

Les activateurs sont des produits chimiques ajoutés au flux en petites quantités afin de supprimer les oxydes présents dans les matériaux à braser.

 

Lorsqu’un activateur agit, cela génère une action corrosive:

Flux à faible activité  = corrosifs à la température ambiante
Flux à élevée activité  = corrosifs à la température de brasage

Les composants des activateurs sont:

right arrow des acides,

right arrow des halogènes,

right arrow ou la combinaison des deux.

 

Les activateurs peuvent être:

right arrow des halogènes, des acides,

right arrow organiques/inorganiques

right arrow des activateurs synthétiques

La propriété chimique la plus caractéristique des halogènes est leur capacité à oxyder.

 

Le fluor possède cette capacité à oxyder.

Presque tous les éléments du groupe 7 du tableau périodique des éléments (fluor, chlore, brome et iode) réagissent directement avec le métal. Ils sont classés dans ce groupe dans l’ordre décroissant suivant leur taux de réactivité. Ils deviennent actifs sous l’effet de la chaleur ou de la lumière UV.

Les halogénures sont des oxydes d’halogène.

 

Les halogènes constituent le groupe VII dans le système périodique des éléments:

right arrow Fluor (F)

right arrow Chlore (Cl)

right arrow Brome (Br)

right arrow Iode (I)

right arrow Astate (At) (radioactif et instable)

L’halogène:

La présence d’halogène dans le flux est indiquée de la façon suivante:

right arrow 0 – il n’y a pas d’halogène (oxyde) dans le flux (résidu).

right arrow 1 – il y a de l’halogène (oxyde) dans le flux (résidu).

 

Le pourcentage d’halogène minimal par rapport à la masse des composants solides présent dans le flux :

right arrow L0, M0, H0 = 0,0%

 

Les activateurs sans halogène:

right arrow Compositions de chlore : chlorures d’ammonium et hydro-chlores

right arrow Acides : acides phosphoreux et acides carboxyliques

right arrow Sels

 

Le pourcentage d’halogène minimal par rapport à la masse des composants solides présent dans le flux :

right arrow L1, <0,5%

right arrow M1, 0,5% to 2,0%

right arrow H1, > 2,0%

 

Le transporteur est composé des éléments suivants:

right arrow une substance solide ou

right arrow une liquide non-volatile ou

right arrow la combinaison des deux.

 

Les trois fonctions du transporteur sont les suivantes:


1. Il est utilisé comme dissolvant pour les matières qui se forment à haute température lors de la réaction entre les oxydes et les activateurs.

2. Il empêche l’air d’entrer dans les connexions de brasage ou sur la surface de brasage.  Il fonctionne comme une couverture de protection.

3. Il assure le transfert de chaleur entre la brasure et la surface.
 

 

Les solvants:
Dans les flux liquides (ex. : pour une machine de brasage à la vague), les solvants servent essentiellement à propager les activateurs et les liants sur les surfaces à braser.
Pendant la phase de préchauffage, les solvants s’évaporent. Lors du brasage, seul les activateurs et les liants resteront.

Additifs spéciaux

Ces additifs sont ajoutés aux flux dans des quantités variées pour assurer différentes fonctions :

right arrow Stabilisateurs – assurent la stabilité thermique

right arrow Inhibiteurs – permettent de minimaliser l‘oxydation

right arrow Colorants – donnent une couleur aux flux

 

Types de flux (activité/résidu):

Exigences pour le test SIR de résistance d’isolement superficiel. Les exigences en termes de résistance d’isolement superficiel doivent être déterminées conformément à l’IPC-TM- 650 par la méthode de test 2.6.3.3.

Toutes les mesures de résistance d’isolement superficiel effectuées sur chacun des modèles doivent être supérieures à 100 MΏ lorsque la mesure est réalisée à 96 et à 168 heures.

Ceci est valable tant pour la résistance d’isolement initiale (l’IR initiale est une mesure prise après une période de stabilisation de 96 heures) que pour la résistance d’isolement finale.
 
Classificatipon des flux Test qualitatif de miroir de cuivre2 Test qualitatif de halogénure (optionnel) Test quantitatif de halogénure Critères d’exigences du test SIR 100MΩ Critères d’exigences du test SIR 100MΩ Critères de correspondances aux exigences ECM2
Argent Chromate(Cl, Br) Spot Test(F) (Cl, Br, F) (par poids)
L0 Aucune percée du miroir de cuivre Passé3 Passé3 0.0% 1 Aucune trace de corrosion Non nettoyé6,7 Non nettoyé6,7
L1 Passé3 Passé3 <0.5%
M0 Percée dans moins de 50% de la zone de test Passé3 Passé3 0.0% 1 Corrosion mineure acceptable Nettoyé7 or Non nettoyé8 Nettoyé7 or Non nettoyé8
M1 Échec4 Échec4 0.5% bis 2.0%
H0 Percée dans moins de 50% de la zone de test Passé3 Passé3 0.0% 1 Corrosion mineure acceptable Nettoyé Nettoyé
H1 Échec4 Échec4 >2.0%
 
Les critères pour passer le test de migration électrochimique (ECM Test) sont les suivants:

 

1. IR Finale3 (IR Initiale)/10 est la résistance d’isolation moyenne et la valeur obtenue ne peut être inférieure de plus d’une dixième à cette moyenne suite au biais appliqué.

2. Il n’y a aucune preuve de migration électrochimique (croissance du fil dendritique) qui réduit l‘espacement des conducteurs de plus de 20%.

3. Les conducteurs ne sont pas corrodés ; la décoloration mineure d‘une des polarités des conducteurs de forme de peigne est acceptable.

 
Types de flux Test qualitatif de miroir de cuivre2 Test qualitatif de halogénure (optionnel) Test quantitatif de halogénure Test qualitatif de corrosion Critères de correspondances 100 aux exigences MQ SIR2 Critères de correspondances aux exigences ECM2
Argent Chromate(Cl, Br) Spot Test(F) (Cl, Br, F) (par poids)
L0 Aucune trace depercée du miroir Passé3 Passé3 0.0% 1 Aucune trace de corrosion Non nettoyé6,7 Non nettoyé6,7
L1 Passé3 Passé3 <0.5%
M0 Percée dans moins de 50% de la zone de test Passé3 Passé3 0.0% 1 Corrosion mineure acceptable Nettoyé7 or Non nettoyé8 Nettoyé7 or Non nettoyé8
M1 Échec4 Échec4 0.5% bis 2.0%
H0 Percée dans moins de 50% de la zone de test Passé3 Passé3 0.0% 1 Corrosion mineure acceptable Nettoyé Nettoyé
H1 Échec4 Échec4 >2.0%
 

L’étiquetage

Le fabricant est tenu d’étiqueter chaque container de flux de brasage (J-STD-004) pour faire apparaitre les informations suivantes:

right arrow Le nom et l’adresse du fabricant.

right arrow La référence.

right arrow La conformité avec la norme J-STD-004.

right arrow La désignation du flux.

right arrow Le numéro de lot.

right arrow Le poids net du flux.

right arrow La date de fabrication et la durée de vie.

right arrow Les marquages relatifs à la santé, à la sécurité et à l’environnement.

 

Source : Présentation des flux de J-STD-004 et PIEK

 
 

Rob Walls MIT/CID+
Directeur Général

 

PIEK International Education Centre BV , Pays-Bas