Equipements


Caractérisation thermomécanique des matériaux

Machine de traction Instron E3000 et caméra pour mesure de déformations Les circuits imprimés sont principalement soumis à des chargements thermiques et pour concevoir au mieux un circuit fiable, il convient de connaitre le plus précisément possible les comportements thermomécaniques des matériaux qui le constituent. Le LEMCI possède les équipements adéquats à la caractérisation de matériaux minces.

Comportement thermoélastique des stratifiés

Les stratifiés sont des structures composites et ont un comportement anisotrope. Des essais de traction à différentes orientations permettent d’obtenir les constantes élastiques du matériau. La machine de traction électrodynamique Instron E3000 est utilisée pour sa précision et son dimensionnement en accord avec les échelles des circuits imprimés. La machine est équipée d’une enceinte climatique permettant des essais entre -80 et 250°C et peut réaliser des essais dynamique jusque 20Hz. Les comportements des matériaux plastiques sont souvent sensibles à la température et il est important de connaitre le comportement des stratifiés sur toute leur plage d’utilisation.

Les matériaux testés étant très fins, la mesure de déformation lors des essais est délicate à réaliser sans perturber l’essai. Nous sommes équipés d’une caméra et d’un logiciel de corrélation d’images numériques nous permettant de réaliser les mesures de déformations sans contact. L’enceinte climatique est équipée d’une vitre à travers laquelle l’essai peut être filmé, les mesures de déformations peuvent donc se faire à différentes températures sans problème.Le comportement mécanique du cuivre est également étudié grâce à cette machine qui nous permet de réaliser des essais de traction cycliques, desquels nous pouvons identifier le comportement du cuivre. Ces mesures sont primordiales pour les simulations de structures le cuivre est porteur de l’information électrique et sa rupture entraîne la défaillance du circuit imprimé.

 

Eprouvette dans l’enceinte thermique et mesures de déplacement vertical par corrélation d’images
Machine de TMA Netzsch pour mesures d’expansion thermique Les coefficients d’expansion thermique (CTE) jouent un rôle clé dans la fiabilité des circuits imprimés, en effet les différences de CTE entre matériaux entrainent des contraintes dans le circuit menant à la rupture. Le LEMCI dispose d’une machine de TMA (Thermal Mechanical Analysis) permettant de mesurer l’expansion thermique des matériaux minces (moins de 100µm d’épaisseur). La machine Netzsch TMA 402 F1 permet la mesure de l’expansion dans le plan mais aussi hors-plan. Les coefficients d’expansion thermique fournis dans les datasheet des matériaux sont rarement suffisants et ces mesures sont d’une grande importance.

 

 

Comportement aux interfaces

Machine MTS équipée d’un banc de pelage Essais de pelage
Certaines défaillances viennent de problèmes de délaminage aux interfaces. Le LEMCI dispose d’une machine de traction MTS équipée d’un banc de pelage. Les mesures de délaminage permettent de caractériser les différentes interfaces que l’on peut trouver dans les circuits imprimés. Ces mesures permettront de comprendre et ainsi éviter ces problèmes. 

 

 

 

Caractérisation de la microstructure

Le LEMCI bénéficie aussi des équipements du LEM3 pour caractériser les microstructures, à savoir microscope électronique à balayage, microtomographe, rayons X, EBSD pour la mesure des textures et des orientations cristallines..