FR3078497A1 - Creme a braser, procede de preparation d’une telle creme a braser et procede de brasage la mettant en œuvre - Google Patents
Creme a braser, procede de preparation d’une telle creme a braser et procede de brasage la mettant en œuvre Download PDFInfo
- Publication number
- FR3078497A1 FR3078497A1 FR1851857A FR1851857A FR3078497A1 FR 3078497 A1 FR3078497 A1 FR 3078497A1 FR 1851857 A FR1851857 A FR 1851857A FR 1851857 A FR1851857 A FR 1851857A FR 3078497 A1 FR3078497 A1 FR 3078497A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- brazing
- temperature
- metal
- cream
- soldering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005219 brazing Methods 0.000 title claims abstract description 250
- 239000006071 cream Substances 0.000 title claims abstract description 212
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 53
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 187
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 186
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims abstract description 178
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M Formate Chemical compound [O-]C=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 77
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 63
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 136
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 86
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 72
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 26
- MFBGWESXOIGYSS-UHFFFAOYSA-K bismuth;triformate Chemical compound [Bi+3].[O-]C=O.[O-]C=O.[O-]C=O MFBGWESXOIGYSS-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 24
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 21
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 18
- HFDWIMBEIXDNQS-UHFFFAOYSA-L copper;diformate Chemical compound [Cu+2].[O-]C=O.[O-]C=O HFDWIMBEIXDNQS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 7
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 claims description 4
- PFQLIVQUKOIJJD-UHFFFAOYSA-L cobalt(ii) formate Chemical compound [Co+2].[O-]C=O.[O-]C=O PFQLIVQUKOIJJD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- HZPNKQREYVVATQ-UHFFFAOYSA-L nickel(2+);diformate Chemical compound [Ni+2].[O-]C=O.[O-]C=O HZPNKQREYVVATQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- PQQAOTNUALRVTE-UHFFFAOYSA-L iron(2+);diformate Chemical compound [Fe+2].[O-]C=O.[O-]C=O PQQAOTNUALRVTE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 35
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 35
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 29
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 42
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 42
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 30
- 230000008569 process Effects 0.000 description 20
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 15
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 15
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 14
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 13
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 13
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 13
- 238000004455 differential thermal analysis Methods 0.000 description 11
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 10
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 10
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 9
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 8
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 8
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 5
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 5
- 150000004675 formic acid derivatives Chemical class 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 5
- 238000007586 pull-out test Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PQIJHIWFHSVPMH-UHFFFAOYSA-N [Cu].[Ag].[Sn] Chemical compound [Cu].[Ag].[Sn] PQIJHIWFHSVPMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- JWVAUCBYEDDGAD-UHFFFAOYSA-N bismuth tin Chemical compound [Sn].[Bi] JWVAUCBYEDDGAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 239000013528 metallic particle Substances 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 4
- 239000013008 thixotropic agent Substances 0.000 description 4
- 229910000969 tin-silver-copper Inorganic materials 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- SVTBMSDMJJWYQN-UHFFFAOYSA-N 2-methylpentane-2,4-diol Chemical compound CC(O)CC(C)(C)O SVTBMSDMJJWYQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical class [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- PAFZNILMFXTMIY-UHFFFAOYSA-N cyclohexylamine Chemical compound NC1CCCCC1 PAFZNILMFXTMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- -1 glycols Chemical class 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- SBFKENUEAOCRNR-UHFFFAOYSA-K indium(3+);triformate Chemical compound [In+3].[O-]C=O.[O-]C=O.[O-]C=O SBFKENUEAOCRNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Chemical class OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- ZUHZGEOKBKGPSW-UHFFFAOYSA-N tetraglyme Chemical compound COCCOCCOCCOCCOC ZUHZGEOKBKGPSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHVJRKBZMUDEEV-APQLOABGSA-N (+)-Pimaric acid Chemical compound [C@H]1([C@](CCC2)(C)C(O)=O)[C@@]2(C)[C@H]2CC[C@](C=C)(C)C=C2CC1 MHVJRKBZMUDEEV-APQLOABGSA-N 0.000 description 1
- MHVJRKBZMUDEEV-UHFFFAOYSA-N (-)-ent-pimara-8(14),15-dien-19-oic acid Natural products C1CCC(C(O)=O)(C)C2C1(C)C1CCC(C=C)(C)C=C1CC2 MHVJRKBZMUDEEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFSMVVDJSNMRAR-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-ethoxyethoxy)ethoxy]ethanol Chemical compound CCOCCOCCOCCO WFSMVVDJSNMRAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTXXTMOWISPQSJ-UHFFFAOYSA-N 4,4,4-trifluorobutan-2-one Chemical compound CC(=O)CC(F)(F)F BTXXTMOWISPQSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical class COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQACOLQNOUYJCE-FYZZASKESA-N Abietic acid Natural products CC(C)C1=CC2=CC[C@]3(C)[C@](C)(CCC[C@@]3(C)C(=O)O)[C@H]2CC1 BQACOLQNOUYJCE-FYZZASKESA-N 0.000 description 1
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017944 Ag—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001152 Bi alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000920340 Pion Species 0.000 description 1
- 206010063493 Premature ageing Diseases 0.000 description 1
- 208000032038 Premature aging Diseases 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020830 Sn-Bi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018728 Sn—Bi Inorganic materials 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910002065 alloy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001244 carboxylic acid anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- RYTYSMSQNNBZDP-UHFFFAOYSA-N cobalt copper Chemical compound [Co].[Cu] RYTYSMSQNNBZDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- HPDFFVBPXCTEDN-UHFFFAOYSA-N copper manganese Chemical compound [Mn].[Cu] HPDFFVBPXCTEDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XZDBFTMNRWRTIQ-UHFFFAOYSA-J copper;nickel(2+);tetraformate Chemical class [Ni+2].[Cu+2].[O-]C=O.[O-]C=O.[O-]C=O.[O-]C=O XZDBFTMNRWRTIQ-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N diethylamine Chemical compound CCNCC HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N dipropylene glycol Chemical compound OCCCOCCCO SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940051250 hexylene glycol Drugs 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000004093 laser heating Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N papa-hydroxy-benzoic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 229910002059 quaternary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 102220272160 rs768754175 Human genes 0.000 description 1
- 229960004889 salicylic acid Drugs 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
- B23K1/0016—Brazing of electronic components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/005—Soldering by means of radiant energy
- B23K1/0056—Soldering by means of radiant energy soldering by means of beams, e.g. lasers, E.B.
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/008—Soldering within a furnace
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/02—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a press ; Diffusion bonding
- B23K20/023—Thermo-compression bonding
- B23K20/026—Thermo-compression bonding with diffusion of soldering material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/16—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating with interposition of special material to facilitate connection of the parts, e.g. material for absorbing or producing gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/22—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
- B23K35/262—Sn as the principal constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/3612—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with organic compounds as principal constituents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/27—Manufacturing methods
- H01L2224/273—Manufacturing methods by local deposition of the material of the layer connector
- H01L2224/2733—Manufacturing methods by local deposition of the material of the layer connector in solid form
- H01L2224/27332—Manufacturing methods by local deposition of the material of the layer connector in solid form using a powder
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/29001—Core members of the layer connector
- H01L2224/29099—Material
- H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
- H01L2224/29298—Fillers
- H01L2224/29299—Base material
- H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/29301—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
- H01L2224/29311—Tin [Sn] as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/29001—Core members of the layer connector
- H01L2224/29099—Material
- H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
- H01L2224/29298—Fillers
- H01L2224/29299—Base material
- H01L2224/29393—Base material with a principal constituent of the material being a solid not provided for in groups H01L2224/293 - H01L2224/29391, e.g. allotropes of carbon, fullerene, graphite, carbon-nanotubes, diamond
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/83053—Bonding environment
- H01L2224/83095—Temperature settings
- H01L2224/83096—Transient conditions
- H01L2224/83097—Heating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
- H01L2224/83192—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/838—Bonding techniques
- H01L2224/83801—Soldering or alloying
- H01L2224/83815—Reflow soldering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/27—Manufacturing methods
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
Abstract
L'invention concerne une crème à braser contenant, dans un véhicule, des particules d'un alliage métallique de brasage présentant une température de fusion inférieure ou égale à 260 °C, et des partcules de formiate de métal présentant une température de décomposition inférieure ou égale à la température de fusion de l'alliage métallique de brasage majorée de 30 °C. En fonction du formiate de métal mis en œuvre, cette crème à braser peut être utilisée à une température de brasage abaissée, ou la brasure qu'elle permet de former présente une résistance accrue aux contraintes d'arrachement à la température de brasage. Cette crème à braser s'avère en particulier d'un grand intérêt pour la fabrication de cartes électroniques double-face.
Description
La présente invention s’inscrit dans le domaine de l’assemblage de pièces par brasage, et plus particulièrement par brasage dit à basse température, c’est-à-dire réalisé à une température inférieure ou égale à 260°C environ.
La présente invention concerne plus précisément une crème à braser, du type adapté à la réalisation de brasage à basse température, ainsi qu’un procédé de préparation d’une telle crème à braser. L’invention concerne également l’utilisation d’une telle crème à braser pour l’assemblage de pièces métalliques par brasage, ainsi qu’un procédé d’assemblage de deux pièces métalliques au moyen d’une telle crème à braser, et un assemblage de deux pièces métalliques obtenu par un tel procédé. L’invention concerne en outre un procédé plus global de fabrication d’une carte électronique double-face, qui met en oeuvre un procédé d’assemblage de deux pièces métalliques selon l’invention.
La présente invention trouve tout particulièrement, mais non limitativement, application dans le domaine de l’électronique, pour l’assemblage les uns aux autres de différents composants métalliques, par exemple de composants électriques ou électroniques sur des cartes de circuits imprimés.
Le brasage est une technique couramment mise en oeuvre pour réaliser des joints d’assemblage, également nommés brasures ou joints brasés, entre les pièces métalliques à assembler. La brasure vise à assurer trois fonctions principales : l’interconnexion électrique entre les pièces, leur assemblage mécanique et le transfert de chaleur d’un composant à l’autre, par exemple entre un composant électrique ou électronique et un circuit imprimé.
Le matériau utilisé pour la réalisation de la brasure est communément nommé crème à braser. Il s’agit d’un matériau contenant des particules métalliques, typiquement de taille inférieure à 100 pm, qui fondent à une température inférieure à celle des matériaux constituant les pièces à assembler.
Afin de réaliser l’assemblage des pièces métalliques, la crème à braser est déposée entre les pièces, et l’ensemble est soumis à un traitement thermique à une température supérieure à la température de fusion des particules métalliques. Le métal en fusion mouille alors localement les pièces. Après la solidification qui intervient lors du retour à la température ambiante, la brasure solide ainsi formée assure la connexion électrique entre les pièces, ainsi que leur liaison mécanique.
De manière classique, la composition de la crème à braser est choisie pour que la brasure formée possède de bonnes propriétés de tenue mécanique et de conduction thermique et électrique. Elle est typiquement formée à base de métal ou d’alliage métallique, le plus souvent à base d’étain, sous forme d’alliage avec un ou plusieurs métaux parmi l’argent, le cuivre, le fer, le bismuth, l’indium, l’antimoine, le nickel, le zinc, etc. La plupart des alliages couramment utilisés sont des eutectiques ou sont de composition proche. Dans la pratique, les alliages de composition proche de l’eutectique étain-argentcuivre (Sn-Ag-Cu, désigné par l’abréviation SAC, de température de fusion d’environ 217 °C) ou les alliages contenant du bismuth, comme l’eutectique étain-bismuth SnBi, de température de fusion d’environ 139 °C, sont fréquemment utilisés dans l’industrie électronique.
La crème à braser peut également contenir, outre la poudre métallique, un ou plusieurs composés que l’on désigne collectivement sous le terme de flux, qui permet d’éliminer les oxydes des surfaces métalliques et de la brasure fondue, pour réduire la tension de surface et améliorer l’écoulement, de prévenir une oxydation potentielle pendant le brasage, et de favoriser le transfert de chaleur vers la brasure pendant le brasage.
Elle contient en outre de manière classique un véhicule, qui sert d’agent de transport aux particules métalliques et au flux, et donne à la crème à braser les propriétés de rhéologie adéquates.
La crème à braser se caractérise notamment par sa température de fusion, lorsque la substance métallique de brasage mise en oeuvre est un métal ou un alliage métallique eutectique ; ou, lorsqu’il s’agit d’un alliage métallique qui n’est pas un eutectique, elle se caractérise par sa température de solidus, en-dessous de laquelle l’alliage métallique se trouve entièrement en phase solide, et sa température de liquidus, en-dessus de laquelle l’alliage métallique se trouve entièrement en phase liquide. Ces températures sont usuellement déterminées par analyse thermique différentielle, généralement à pression atmosphérique et sous atmosphère neutre ou réductrice pour ne pas oxyder le métal.
Parmi les multiples domaines d’application de l’assemblage par brasage, celui de la fabrication des cartes électroniques double-face a fait l’objet de recherches plus particulières.
Comme illustré sur la figure 1, la fabrication d’une carte électronique double-face s’effectue classiquement, lors d’une première étape, en positionnant des composants 11 sur une première face 101 d’une carte 10 à circuits imprimés placée à l’horizontale. En vue de l’établissement ultérieur d’un bon contact électrique et d’une fixation mécanique solide entre le composant 11 et le circuit imprimé sur la carte 10, une crème à braser 12, à base de particules d’alliage métallique de brasage, est déposée sur la première face 101 de la carte 10, et le composant 11 est positionné sur la crème à braser 12, qui forme alors une interface entre ce composant 11 et la carte 10. L’ensemble est soumis à un traitement thermique 15, qui comprend le chauffage de l’ensemble à une température supérieure à la température de fusion de l’alliage métallique de brasage, puis un refroidissement à température ambiante. Sous l’effet du chauffage la matière organique de la crème à braser 12 se décompose et les particules métalliques fondent. Le métal en fusion mouille alors localement le composant 11 et le circuit électrique situé sur la première face 101 de la carte 10. Il se solidifie ensuite lors du retour à la température ambiante. On obtient alors, entre le composant 11 et la première face 101 de la carte 10, une brasure 13 qui assure leur contact électrique et leur liaison mécanique.
Lors d’une deuxième étape 16, la carte 10 est retournée de manière à pouvoir effectuer les mêmes opérations sur sa deuxième face 102, opposée à la précédente. Tout d’abord, lors d’une troisième étape 17, des composants 14 sont positionnés sur la deuxième face 102 de la carte 10, sur de la crème à braser 12’ qui a été préalablement déposée sur cette deuxième face 102 et qui est de ce fait insérée entre les composants 14 et cette deuxième face 102. L’ensemble est soumis à un traitement thermique 18, qui comprend, comme le précédent, le chauffage de l’ensemble à une température supérieure à la température de fusion de l’alliage métallique de brasage, puis un refroidissement à température ambiante. On obtient ainsi, entre le composant 14 et la deuxième face 102 de la carte 10, une brasure solide 13’ qui assure leur contact électrique et leur liaison mécanique. Cependant, le second traitement thermique provoque également la fusion des particules métalliques formant la brasure 13 sur la première face 101 de la carte 10. Sous l’effet de son poids, le composant 11, qui avait précédemment été fixé par brasage sur la première face 101 de la carte 10, se détache de cette dernière, comme illustré en 19 sur la figure 1.
Trois alternatives ont été proposées par l’art antérieur pour éviter que la gravité n’engendre ainsi la chute des composants fixés sur la première face de la carte électronique. Ces trois alternatives présentent cependant toutes des inconvénients.
Selon une première alternative, la crème à braser utilisée pour le brasage des composants sur la deuxième face de la carte est différente de celle utilisée pour la première face, et est choisie de sorte que le point de fusion des particules qu’elle contient soit inférieur à celui des particules que renferme la crème mise en oeuvre pour la première face. Ce choix permet d’effectuer le deuxième traitement de brasage à une température inférieure à la température du premier traitement de brasage, et d’éviter ainsi lors du deuxième traitement de brasage la fusion des brasures formées sur la première face de la carte. Dans ce cas, la fabrication d’une carte double-face complète requiert impérativement l’utilisation de deux crèmes à braser différentes, et donc le nettoyage du dispositif de dispense de la crème entre les deux étapes de brasage ou le recours à deux dispositifs de dispense indépendants. La température maximale que peut atteindre la carte sans risque de dommages irréversibles lors de son utilisation est par ailleurs diminuée. La fiabilité des cartes soumises à des augmentations accidentelles de température se trouve donc réduite du fait de leur procédé de fabrication.
Selon une deuxième alternative proposée par l’art antérieur, la même crème à braser est utilisée pour les deux faces de la carte. En revanche, ne sont fixés sur la première face que les composants de faible masse. Plus précisément, les composants sélectionnés sont ceux dont le rapport « poids / surface par laquelle ils sont liés à la carte >> est faible. Lors du retournement de la carte et du chauffage pour le deuxième brasage, ces composants restent dans leur position sous l’effet des forces de capillarité entre la brasure fondue et le composant d’un côté, et entre la brasure fondue et la carte de l’autre. La limitation liée au rapport poids/surface défini ci-dessus contraint toutefois la conception globale de la carte, en interdisant le choix de certains composants pour la première face.
Le recours temporaire à des adhésifs destinés au maintien des composants sur la carte est une troisième alternative proposée par l’art antérieur. L’allongement du temps de manipulation et les coûts associés pénalisent toutefois fortement ce procédé.
Les trois alternatives décrites ci-avant présentent donc des inconvénients qui ne peuvent être évités si on utilise uniquement des crèmes à braser conventionnelles, telles que décrites ci-avant.
Il a autrement été proposé par l’art antérieur, illustré par exemple par le document US 2015/0008253, d’ajouter dans la crème à braser, en quantité minoritaire, une deuxième poudre métallique susceptible de diffuser dans l’alliage métallique de brasage en fusion lors de l’opération de brasage. Cette diffusion en cours de brasage peut en effet modifier la composition de l’alliage métallique dans la brasure formée, et peut de ce fait augmenter la température permettant d’atteindre la fusion complète de cet alliage. La brasure ainsi formée devient alors plus résistante à la température appliquée lors de la mise en oeuvre de la seconde étape de brasage. Toutefois, les principales difficultés rencontrées pour les solutions de ce type sont liées aux temps de diffusion nécessaires à la modification de la composition de l’alliage métallique de brasage. Le brasage n’apporte en effet qu’une faible énergie thermique, qui ne facilite pas la diffusion dans l’eutectique liquide des éléments contenus dans les particules métalliques ajoutées. Des temps de diffusion longs sont donc nécessaires pour obtenir une réelle efficacité de modification des propriétés de la brasure, et leur durée est à la fois peu compatible avec la productivité industrielle requise lors de la fabrication des cartes électroniques et avec la préservation des composants contre un vieillissement prématuré.
Il existe ainsi toujours à l’heure actuelle un besoin pour un procédé de fabrication de cartes électroniques double-faces qui permette de fabriquer de telles cartes de manière simple, rapide et économique.
Visant à développer un tel procédé, les présents inventeurs ont découvert que, de manière tout à fait surprenante, l’ajout d’un composé métallique particulier dans une crème à braser de composition conventionnelle permet de modifier efficacement et de manière contrôlée le comportement de cette crème à braser, ou de la brasure qu’elle permet d’obtenir, lors de leur exposition à une élévation de température, sans pour autant diminuer de manière significative les performances de la brasure formée en termes de conductivité électrique, conductivité thermique et résistance mécanique.
Selon le choix du métal entrant dans la constitution de ce composé, son ajout dans une crème à braser conventionnelle permet efficacement et rapidement, soit de diminuer la température de fusion du métal ou de l’alliage métallique classiquement contenu dans la crème à braser, si bien que cette crème à braser peut être mise en oeuvre à des températures de brasage plus basses, soit d’augmenter la température de refusion de la brasure formée à partir de cette crème à braser, si bien que cette brasure peut non seulement supporter des températures plus élevées que les brasures obtenues à partir de la crème à braser conventionnelle correspondante, mais qu’elle résiste en outre à des contraintes d’arrachement plus élevées au voisinage de la température de brasage recommandée pour cette crème à braser conventionnelle.
Ainsi, la présente invention vise à proposer une crème à braser, ainsi qu’un procédé de brasage qui la met en oeuvre, qui permette de réaliser des brasures résistant à des contraintes d’arrachement élevées au voisinage de leur température de brasage et/ou conservant leurs fonctionnalités, notamment en terme de liaison mécanique des pièces assemblées, au-delà de cette température. De manière plus générale, la présente invention vise à proposer une crème à braser dont le comportement sous élévation de température est modifié par rapport à une crème à braser classique à base du même métal ou alliage métallique de brasage, cette modification ayant lieu rapidement dans les conditions thermiques classiquement mises en oeuvre pour les brasages à basse température. Plus particulièrement, l’invention vise à proposer une crème à braser dont la température de fusion est plus basse, ou dont la température de refusion est plus élevée, que celle de la crème à braser conventionnelle correspondante, lorsque cette crème à braser est utilisée dans un procédé de brasage à basse température conventionnel.
Un objectif supplémentaire de l’invention est que la brasure formée à partir de la crème à braser selon l’invention présente des propriétés mécaniques et des propriétés de conductivité électrique et thermique voisines de celles des brasures formées avec la crème à braser conventionnelle correspondante, de préférence au moins aussi bonnes.
A cet effet, selon un premier aspect, il est proposé par la présente invention une crème à braser contenant, dans un véhicule, en particulier sous forme dispersée de manière sensiblement homogène, des particules d’une substance métallique de brasage, cette substance métallique de brasage présentant une température de solidus et une température de liquidus.
La substance métallique de brasage, classique en elle-même, peut aussi bien consister en un métal pur, par exemple en étain ou en indium, qu’en un alliage métallique, cet alliage métallique étant de préférence un eutectique ou de composition proche d’un eutectique. Dans les cas particuliers où la substance métallique de brasage est un métal pur ou un alliage métallique eutectique, la température de solidus et la température de liquidus sont égales, et peuvent alors être qualifiées par le même terme de température de fusion.
La température de solidus et la température de liquidus de la substance métallique de brasage, mesurées à pression atmosphérique, sont de préférence inférieures ou égales à 260 °C, et compatibles avec une mise en œuvre dans le domaine du brasage à basse température.
La crème à braser selon l’invention contient en outre des particules de formiate de métal, ledit métal étant désigné dans la présente description par les termes « métal additionnel >>. Ce formiate de métal présente une température de décomposition, conduisant à la libération du métal additionnel sous forme de particules métalliques, qui est inférieure ou égale à « la température de liquidus de la substance métallique de brasage majorée de 30 °C », et de préférence inférieure ou égale à 260 °C. Les particules de formiate de métal sont de préférence elles aussi dispersées de manière sensiblement homogène dans le véhicule de la crème à braser.
On englobe dans la présente description, dans l’expression « formiate de métal >>, aussi bien un formiate d’un métal unique qu’un formiate mixte, c’est-à-dire un formiate de plusieurs métaux présents dans la même structure cristalline de formiate, ou encore tout mélange de tels formiates, chacun répondant alors aux caractéristiques préconisées par la présente invention pour le formiate de métal. De même, dans l’expression « métal additionnel >>, on englobe les métaux uniques et les ensembles de métaux entrant dans la constitution du ou des formiates, au moins un, et de préférence chacun, desdits métaux répondant alors aux caractéristiques préconisées par la présente invention pour le métal additionnel.
La température de solidus et la température de liquidus de la substance métallique de brasage mise en œuvre dans la crème à braser selon l’invention peuvent être déterminées selon toute méthode classique en ellemême pour l’homme du métier. Elles peuvent notamment être déterminées par analyse thermique différentielle, dans une atmosphère neutre ou réductrice afin de ne pas oxyder l’alliage métallique, et notamment en appliquant une rampe de température égale, ou proche, de celle qui sera appliquée pour la réalisation du brasage.
Le métal additionnel est de préférence choisi pour être soluble avec la substance métallique de brasage, c’est-à-dire apte à former une solution solide avec ladite substance métallique de brasage, à une température inférieure ou égale à « la température de liquidus de la substance métallique de brasage majorée de 30 °C », de préférence à une température inférieure ou égale à 260 °C. Le métal additionnel est alors apte à diffiser dans la substance métallique de brasage, et à en modifier la composition, à une température inférieure ou égale à « la température de liquidus de la substance métallique de brasage majorée de 30 °C ».
Pour une substance métallique de brasage donnée, le métal additionnel répondant à la caractéristique ci-avant peut être choisi à partir des diagrammes de phases disponibles dans la littérature scientifique ou les bases de données, ou à partir des diagrammes de phases calculés à partir de données thermodynamiques via des logiciels dédiés tels Factsage, Thermocalc etc. En l’absence de diagramme de phase pertinent ou des données permettant le calcul, des expériences préliminaires testant l’effet du métal additionnel sur la substance métallique de brasage, dans les conditions envisagées pour le brasage, peuvent être menées. Ces expériences préliminaires peuvent notamment consister à mélanger le métal additionnel à la substance métallique de brasage à la température désirée pour le brasage et à maintenir l’ensemble à cette température pendant plusieurs heures pour donner les meilleures chances à la diffusion d’avoir lieu. Au terme de ce traitement, le matériau métallique obtenu est refroidi à la température ambiante et analysé selon les techniques de l’homme de l’art, pour déterminer notamment sa température de fusion ou ses températures de solidus et de liquidus.
Le métal additionnel est en outre de préférence choisi parmi les métaux figurant en partie haute du diagramme d’Ellingham, c’est-à-dire parmi les métaux difficilement oxydables, et dont les oxydes sont facilement réductibles, de sorte que sa diffusion dans la substance métallique de brasage n’est en particulier avantageusement pas gênée par une couche d’oxyde qui serait susceptible de se former à sa surface lors de la mise en oeuvre de la crème à braser selon l’invention. Ces métaux se caractérisent notamment par une enthalpie libre de réaction pour la formation de l’oxyde à partir du métal, à la température de brasage, typiquement inférieure ou égale à 260 °C pour les brasages à basse température, qui est inférieure en valeur absolue à 500 k.J/mole d’oxygène.
La crème à braser selon l’invention utilise avantageusement le principe de l’interdiffusion d’un métal avec un autre métal ou avec un alliage métallique, notamment eutectique ou proche d’un eutectique.
Pour la réalisation du brasage, la crème à braser selon l’invention est en effet soumise à chauffage à une température dite de brasage, qui est typiquement supérieure d’au moins 20°C à la tempérdure de solidus de la substance métallique de brasage. Lors de la montée en température pour atteindre la température de brasage, les particules de formiate de métal se décomposent, et le métal additionnel ainsi libéré se retrouve dans le milieu sous la forme de particules métalliques de taille nanométrique. Ce métal additionnel diffuse dans la substance métallique de brasage fondue ou en cours de fusion. Il a été découvert par les présents inventeurs que, non seulement, la diffusion, dans les substances métalliques de brasage, des particules de taille nanométrique de métal additionnel libérées à partir d’une forme initiale de formiate de métal, se déroule à une vitesse particulièrement rapide, au cours de la formation de la brasure, mais que la réactivité de ces particules par rapport à la substance métallique de brasage est en outre particulièrement élevée. Cette diffusion permet de modifier le comportement sous élévation de température de la substance métallique de brasage, sans pour autant nécessiter un allongement du temps nécessaire à la réalisation du procédé de brasage, contrairement aux solutions proposées par l’art antérieur et exposées ci-avant. La diffusion du métal additionnel, libéré par le formiate de métal, dans la substance de brasage, peut être vérifiée par analyse de la brasure formée par diffraction des rayons X en température et par analyse thermique différentielle.
La crème à braser selon l’invention, comprenant une poudre de substance métallique de brasage, sous forme d’un métal ou d’un alliage métallique eutectique ou proche de l’eutectique, et une quantité même faible d’un formiate de métal, de préférence soluble dans cette substance métallique de brasage, peut ainsi, en fonction du choix particulier du métal additionnel, en particulier de la température de décomposition de son formiate, et de la substance métallique de brasage mise en oeuvre :
- soit, diminuer la température de fusion de cette substance métallique de brasage, si bien que le brasage peut être réalisé à une température moins élevée que dans le cas de la crème à braser conventionnelle correspondante (c’est-à-dire comprenant les mêmes ingrédients, à l’exception du formiate de métal) ;
- soit, augmenter la température de refusion de la brasure obtenue à partir de la crème à braser selon l’invention, par rapport à la température de refusion de la brasure obtenue par la crème à braser conventionnelle correspondante. Il est alors notamment possible de réaliser le brasage d’un composant sur une première face d’une carte électronique à une température de brasage classique, fixée notamment par la température de fusion de la substance métallique de brasage, pour former après refroidissement, une brasure qui, soumise à une nouvelle élévation de température pour l’assemblage par brasage d’un composant sur une deuxième face opposée de la carte électronique, restera en partie solide au-delà de la même température de brasage, et résistera à des contraintes d’arrachement plus élevées à cette température.
A cet égard, le métal additionnel mis en oeuvre selon l’invention, et la teneur en formiate de ce métal, sont de préférence choisi pour modifier d’une valeur supérieure ou égale à 2 °C la température defusion ou de refusion de la composition métallique de brasage.
Pour une substance métallique de brasage donnée, et une température de brasage recommandée correspondante, le métal additionnel qui sera ajouté à la substance métallique de brasage, et les proportions respectives de chacun de ces éléments dans la crème à braser, seront choisis en fonction de la modification souhaitée des propriétés de la crème à braser selon l’invention et de la brasure qu’elle permet d’obtenir (diminution de la température de fusion, ou augmentation de la température de refusion), et de l’amplitude souhaitée pour cette modification. Il entre dans les compétences de l’homme du métier d’effectuer un tel choix. A cet effet, l’homme du métier pourra se référer à ses connaissances théoriques en termes de propriétés thermiques des mélanges binaires, ternaires, quaternaires, etc., et aux diagrammes de phase préexistant ou pouvant être calculés à partir de données thermodynamiques, pour de tels mélanges. Il pourra autrement procéder à des essais expérimentaux, comme exposé notamment de manière détaillée ciaprès dans la présente description.
La température de décomposition du formiate de métal mis en oeuvre dans la crème à braser selon l’invention peut être déterminée par analyse thermogravimétrique, de manière classique en elle-même. La vitesse de chauffe appliquée pour cette analyse est de préférence sensiblement égale à la vitesse de montée en température qui sera appliquée lors du brasage, et qui est généralement celle appliquée pour la détermination, par analyse thermique différentielle, des températures de solidus et de liquidus de la substance métallique de brasage. Il entre dans les compétences de l’homme du métier de déterminer cette vitesse de montée en température pour le brasage, en fonction notamment de la substance métallique de brasage mise en oeuvre et des propriétés souhaitées pour la brasure formée. Les vitesses de montée en température préconisées pour le brasage sont notamment indiquées par les fournisseurs des crèmes à braser commerciales. Typiquement, cette vitesse de montée en température est comprise entre 150 °C/h et7200 °C/h et de préférence entre 300 °C/h et 1200 °C/h.
Lorsque, dans les conditions d’analyse appliquées, la décomposition du formiate de métal se déroule sur une plage de température, c’est-à-dire lorsque la température mesurée pour le début de la perte de masse et la température mesurée pour la fin de la perte de masse sont séparées l’une de l’autre de quelques degrés Celsius, on considère selon la présente invention, en tant que température de décomposition du formiate de métal, la moyenne entre la température de début de la perte de masse et la température de fin de la perte de masse.
Outre le fait de permettre la libération de particules métalliques et des temps de diffusion très courts dans la substance métallique de brasage, l’utilisation dans la composition selon l’invention de formiate de métal offre de nombreux avantages.
Le formiate de métal ne comporte en effet qu’une faible proportion organique, et sa décomposition ne génère pas de résidus solides, mais des oxydes de carbone et de l’eau sous forme gazeuse à la température de brasage.
Les formiates de métal se présentent sous forme de poudre, et peuvent de ce fait être facilement mélangés aux autres ingrédients de la crème à braser selon l’invention, par action mécanique telle que par malaxage ou broyage. De nombreux formiates de métal sont en outre couramment disponibles dans le commerce, et ce à faible coût.
La crème à braser selon l’invention peut être mise en oeuvre dans des procédés de brasage à basse température conventionnels. Elle ne nécessite pas d’adaptation substantielle des paramètres opératoires de ces procédés, en particulier quant aux profils de température appliqués et à la durée de mise en oeuvre.
La conductivité électrique, la conductivité thermique et les propriétés de liaison mécanique des brasures formées au moyen de la crème à braser selon l’invention sont voisines de celles formées par les crèmes à braser conventionnelles, ne comprenant pas de formiate de métal.
La crème à braser selon l’invention peut en outre répondre à l’une ou plusieurs des caractéristiques décrites ci-après, mises en œuvre isolément ou en chacune de leurs combinaisons techniquement opérantes.
La substance métallique de brasage mise en œuvre dans la crème à braser selon l’invention peut être de tout type classique en lui-même.
Il peut par exemple s’agir de métal pur, par exemple d’étain ou d’indium.
Il peut autrement s’agir d’un alliage métallique, par exemple un alliage à base d’étain, notamment un alliage étain-argent-cuivre, désigné par l’abréviation SAC, tel que l’alliage SAC305, comprenant 96,5 % d’étain, 3 % d’argent et 0,5 % de cuivre. Cet alliage présente une température de solidus de 217 °C et une température de liquidus de 220 °C.
Plus généralement, à titre d’alliages métalliques de brasage pouvant être mis en œuvre dans la crème à braser selon l’invention, on peut notamment citer les alliages de l’étain (Sn) avec l’un ou plusieurs des métaux suivants : argent (Ag), cuivre (Cu), bismuth (Bi), fer (Fe), antimoine (Sb), zinc (Zn), indium (In), nickel (Ni), etc.
Des exemples particuliers d’alliages métalliques de brasage pouvant entrer dans la composition de la crème à braser selon l’invention sont les suivants: Sn-3,0Ag-0,5Cu, Sn-0,3Ag-0,7Cu-2,0Bi-0,01 Fe, Sn-3,0Ag-2,0Bi1,0Sb, Sn-3,5Ag-2,0Bi, Sn-4,0Ag-2,0Bi-3,0Sb, Sn-3,0Bi-8,0Zn, Sn-58Bi, Sn3,5Ag-0,5Bi-8,0ln, Sn-10,0Sb, Sn-3,5Ag-0,5Bi-6,0ln, Sn-3,8Ag-0,7Cu, Sn8,5Sb, Sn99,3CuO,7 dopé, Sn-Ag-Cu-0,5Ni, Sn-3Ag-0,5Cu, Sn-4Ag-0,5Cu, SnAg-4,15Cu-0,5Ni, Sn-Ag-4,15Cu-0,5Ni+dopant, Sn96,5-Ag3,5, Sn42-Bi57,6Ag0,4, etc.
Le formiate de métal mis en œuvre dans la crème à braser selon l’invention est quant à lui de préférence choisi dans le groupe constitué du formiate de cuivre Cu(HCO2)2, du formiate de bismuth Bi(HCO2)3, du formiate de nickel Ni(HCO2)2, du formiate de cobalt Co(HC02)2, du formiate de fer Fe(HCO2)2 et du formiate d’indium ln(HCO2)3, sous forme anhydre ou sous toute forme hydratée, et l’un quelconque de leurs mélanges.
Le formiate de métal peut autrement être choisi parmi les formiates mixtes, par exemples les formiates de cuivre-cobalt, cuivre-manganèse, cuivrenickel.
Des couples alliage métallique de brasage / formiate de métal particuliers pouvant entrer dans la composition de la crème à braser selon l’invention sont notamment les couples :
- Sn-3,0Ag-0,5Cu / Formiate de cuivre
- Sn-3,0Ag-0,5Cu / Formiate de bismuth
- Sn-3,0Ag-0,5Cu / Formiate de nickel
- Sn-58Bi / Formiate de bismuth
- Sn-3,0Bi-8,0Zn / Formiate de cuivre
- Sn-8,5Sb / Formiate de nickel
- Sn-8,5Sb/ Formiate de cobalt
- Sn-8,5Sb/ Formiate d’indium.
Les particules de substance métallique de brasage incluses dans la crème à braser selon l’invention présentent une taille classique en elle-même, notamment des dimensions moyennes dans la plage de 10 à 45 μιτι.
Les particules de formiate de métal présentent quant à elles une taille, exprimée en moyenne de la plus grande dimension, inférieure ou égale à 50 μιτι, de préférence inférieure ou égale à 20 μιτι, de préférence encore comprise entre 0,3 et 10 μιτι, et notamment comprise entre 0,3 et 5 μιτι. Une taille dans de telles plages de valeurs facilite avantageusement le mélange homogène des particules de formiate de métal et des particules de substance métallique de brasage lors de la fabrication de la crème à braser selon l’invention.
Le rapport de la masse de particules de formiate de métal contenues dans la crème à braser selon l’invention, sur la masse de particules de substance métallique de brasage contenues dans cette crème à braser, est de préférence compris entre 1 et 20 %, préférentiellement compris entre 1 et 10%, et notamment compris entre 1 et 5%. Une teneur aussi faible en particules de formiate de métal permet avantageusement de modifier efficacement et rapidement le comportement sous élévation thermique de la crème à braser selon l’invention et/ou de la brasure qu’elle permet de former.
Le véhicule dans lequel sont dispersées les particules de substance métallique de brasage et les particules de formiate de métal est un milieu liquide ou un gel, classique en lui-même pour ce type d’application, et choisi pour être chimiquement inerte vis-à-vis des ingrédients de la crème à braser selon l’invention.
A titre d’exemples non limitatifs, le véhicule peut être choisi parmi les alcools de haut poids moléculaire, les polyols, tels que les glycols, notamment le diéthylène glycol, le dipropylène glycol ou l’hexylène glycol, les éthers, tels que l’éther de triéthylène glycol et de monoéthyle, l’éther de tétraéthylène glycol et de diméthyle, etc., ou l’un quelconque de leurs mélanges.
Dans des modes de mise en oeuvre particuliers de l’invention, la crème à braser contient un flux de brasage.
Ce flux de brasage est classique en lui-même. Il peut être de type organique et/ou inorganique, et consister en un ou plusieurs agents de flux.
Ce flux de brasage est avantageusement choisi pour éliminer les oxydes de surface des particules de brasage et des surfaces à assembler durant le brasage, ainsi qu’abaisser la tension superficielle de la crème à braser fondue pour améliorer la mouillabilité.
Le flux de brasage peut notamment comprendre un activateur, en particulier un ou plusieurs acides organiques, qui réagissent avec les oxydes métalliques présents à la surface des particules de substance métallique de brasage, pour permettre leur dissolution et leur élimination. Ces acides organiques peuvent être choisis parmi les acides carboxyliques, tels que les acides résiniques, par exemple l’acide abiétique, l’acide pimarique et leurs dérivés, l’acide malonique, l’acide salicylique, l’acide adipique, l’acide succinique, etc., et les anhydrides carboxyliques. Des activateurs peuvent autrement être choisis parmi la diéthylamine, la triéthanolamine, la cyclohexylamine, etc.
Le flux de brasage peut en outre contenir un ou plusieurs agents thixotropes, agents gélifiants, agents tensioactifs, agents antioxydants, etc.
Le rapport en poids de flux de brasage dans la crème à braser selon l’invention, par rapport au poids de particules d’alliage métallique de brasage, est classique en lui-même, et notamment compris entre 5 % et 20 %.
La crème à braser selon l’invention peut également contenir tout additif classique en lui-même, avec la limite que ces additifs, tout comme les autres ingrédients de la crème à braser selon l’invention, doivent être chimiquement inertes vis-à-vis du formiate de métal, de sorte à ne pas provoquer la décomposition de ce formiate de métal avant le chauffage de la crème à braser à une température proche de la température de brasage.
Comme explicité ci-avant, pour une substance métallique de brasage donnée, le choix du métal additionnel particulier, et de la teneur du formiate de ce métal, dans la crème à braser selon l’invention, dépend le type et l'amplitude de la modification souhaitée quant au comportement de cette crème à braser, et/ou de la brasure qu’elle permet de former, sous l’effet d’une élévation de température jusqu’à une température proche de la température de brasage.
Dans une première variante de l’invention, le formiate de métal mis en oeuvre dans la crème à braser selon l’invention présente une température de décomposition supérieure ou égale à « la température de solidus de la substance métallique de brasage moins 60 °C », et inférieure ou égale à « la température de liquidus de la substance métallique de brasage majorée de 30 °C >>. Le métal additionnel est de préférence choisi pour être soluble dans la substance métallique de brasage dans cette plage de température.
Dans une telle configuration, par un choix adéquat du métal additionnel et de sa proportion par rapport à la substance métallique de brasage, il est possible d’augmenter la température de liquidus de la composition métallique contenue dans la brasure formée à partir de la crème à braser selon l’invention, par rapport à celle obtenue à partir de la crème à braser conventionnelle correspondante. Alors, la présence dans la crème à braser selon l’invention des particules de formiate de métal ne modifie pas la température de brasage à appliquer et les conditions générales de mise en oeuvre du procédé de brasage. Lors du brasage, les particules de formiate de métal donnent par décomposition des particules métalliques réactives. Les atomes du métal additionnel diffusent dans la substance métallique de brasage en fusion. Après refroidissement, la composition métallique entrant dans la constitution de la brasure obtenue, cette composition métallique étant formée du mélange de la substance métallique de brasage et du métal additionnel, est telle que la brasure peut avantageusement subir un nouveau chauffage jusqu’à la température de brasage tout en conservant ses fonctionnalités, en particulier de liaison avec les pièces assemblées, de connexion électrique et de transfert thermique.
En d’autres termes, la température de refusion (température de liquidus) de la composition métallique entrant dans la constitution de la brasure est avantageusement supérieure à la température de liquidus de la substance métallique de brasage de la crème à braser qui a permis de former cette brasure. Il a été observé par les présents inventeurs que le gain en température peut atteindre une dizaine de degrés Celsius, et être compris entre 5 et 10 °C pour un rapport en poids particules de brmiate de métal / particules de substance métallique de brasage dans la crème à braser compris entre 5 et 10 % seulement.
En outre, lorsque la brasure est soumise à une température qui est supérieure à la température de liquidus de la substance métallique de brasage initialement contenue dans la crème à braser selon l’invention, cette brasure peut avantageusement résister à une contrainte d’arrachement qui peut dépasser une valeur quatre fois supérieure à la contrainte d’arrachement mesurée pour une brasure obtenue à partir d’une crème à braser conventionnelle correspondante, c’est-à-dire comportant les mêmes ingrédients à l’exclusion du formiate de métal.
A titre d’exemple, pour une brasure obtenue à partir d’une crème à braser conventionnelle de type SAC305, la contrainte critique à laquelle se détache un composant dont la surface brasée est égale 12,6 mm2, à une température de brasage de 217°C, est de 0.71 k.Pa. Un ajout de 5 % en poids de particules de formiate de cuivre, par rapport au poids de substance métallique de brasage, à cette crème à braser conventionnelle permet d’atteindre, pour le même composant, la même surface brasée et la même température de brasage, une contrainte critique supérieure à 3,1 k.Pa. Pour une surface de brasage donnée, la crème à braser selon l’invention permet ainsi de mettre en œuvre sur la première face d’une carte électronique doubleface, des composants de masse au moins quatre fois supérieure à celle permise actuellement.
On ne préjugera pas ici des mécanismes sous-tendant l’obtention d’un tel résultat avantageux. On peut cependant supposer qu’il est lié, au moins en partie, à l’augmentation de la tension superficielle à l’interface des pièces assemblées et de la brasure formée, la rugosité de surface de cette dernière et sa viscosité étant augmentées par la présence dans la brasure des nanoparticules de métal additionnel après décomposition des particules de formiate de métal.
Dans une deuxième variante de l’invention, le formiate de métal présente une température de décomposition inférieure ou égale à la température de solidus de la substance métallique de brasage moins 20 °C, et de préférence supérieure ou égale à la température de solidus de la substance métallique de brasage moins 100 °C. Le métal additbnnel est de préférence choisi pour être soluble dans la substance métallique de brasage dans cette plage de température.
Dans une telle configuration, par un choix adéquat du métal additionnel et de sa proportion par rapport à la substance métallique de brasage, il est possible de diminuer la température de solidus de la substance métallique de brasage de la crème à braser selon l’invention. La décomposition du formiate de métal intervient très tôt, à une température relativement basse, lors de la mise en œuvre du brasage. Les particules du métal additionnel diffusent ainsi très tôt dans la substance métallique de brasage, et elles en modifient la température de solidus avant que cette température de solidus ne soit atteinte.
Une telle configuration permet avantageusement de réaliser le brasage à une température de brasage inférieure à celle qui aurait été nécessaire lors de la mise en œuvre de la crème à braser conventionnelle correspondante. II en résulte un gain de temps et un gain économique. Un tel mode de réalisation est en outre notamment particulièrement avantageux lorsque les pièces à assembler sont thermosensibles.
Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne un procédé de préparation d’une crème à braser selon l’invention, répondant à l’une ou plusieurs des caractéristiques décrites ci-avant et ci-après. Ce procédé comprend le mélange de particules du formiate de métal avec des particules de la substance métallique de brasage.
Dans une première variante de l’invention, le procédé comprend plus précisément l’incorporation des particules de formiate de métal dans une composition contenant déjà les particules de la substance métallique de brasage dans un véhicule, notamment sous forme dispersée, et contenant le cas échéant un flux de brasage.
Les particules de formiate de métal peuvent ainsi notamment être incorporées dans une crème à braser d’origine commerciale, pour former la crème à braser selon l’invention.
Cette incorporation peut être réalisée par toute action mécanique classique en elle-même, notamment par malaxage ou broyage, par exemple au moyen d’un malaxeur mécanique à pales ou à billes, ou encore d’un broyeurmélangeur, pour disperser, de préférence de manière homogène, les particules de formiate de métal dans la crème à braser.
Au cours de cette opération, des ingrédients supplémentaires peuvent également être incorporés dans la crème à braser.
Dans une autre variante de l’invention, le procédé comprend le mélange des particules de formiate de métal et des particules de substance métallique de brasage préalablement à l’incorporation des particules de substance métallique de brasage dans un véhicule, ou concomitamment à cette incorporation.
Le mélange des particules de formiate de métal et des particules de substance métallique de brasage s’intégre alors dans un procédé de fabrication complet d’une crème à braser selon l’invention, au cours duquel l’ensemble des ingrédients individuels sont mélangés les uns avec les autres, pour former la crème à braser.
Dans ce cas, le mélange de la poudre de substance métallique de brasage et des particules de formiate de métal peut être réalisé à sec, en toute première étape du procédé, à l’aide d’un broyeur à boulets par exemple. A ce mélange pulvérulent peuvent alors être ajoutés, outre le véhicule, des agents de flux et tout autre additif classique en lui-même. L’ordre exact des opérations de broyage ou de mélange peut être choisi en fonction des contraintes de préparation particulières rencontrées, et pour parvenir à la crème à braser présentant les meilleures caractéristiques pour une méthode de dispense donnée.
A titre d’exemple, pour la préparation d’une crème à braser selon l’invention, on pourra mettre en oeuvre l’un quelconque des procédés décrits dans les documents suivants, en appliquant l’enseignement, qui y est décrit pour les particules de substance métallique de brasage, au mélange obtenu conformément à la présente invention des particules de substance métallique de brasage et des particules de formiate de métal: US 6 402 013, US 6 554 180, US 6 592 020, publication de Jiang et al., 2013, dans Microelectronics Reliability, 53, 1968-1978.
Selon un troisième aspect, la présente invention concerne l’utilisation d’une crème à braser selon l’invention pour l’assemblage de deux pièces métalliques par brasage. Ces pièces métalliques peuvent notamment consister en un composant électrique ou électronique et en une carte électronique à circuit imprimé, le composant électrique ou électronique devant être fixé sur la carte en assurant sa connexion électrique avec une zone prédéterminée du circuit imprimé.
Un autre aspect de l’invention concerne un procédé d’assemblage de deux pièces métalliques par brasage mettant en oeuvre une crème à braser selon l’invention. Ce procédé comprend :
- l’application de la crème à braser entre les deux pièces à assembler,
- l’application à l’ensemble ainsi obtenu d’un profil thermique comprenant une phase de montée progressive en température, de préférence à une vitesse comprise entre 150 °C/h et7200 °C/het notamment entre 300 °C/h et 1200 °C/h, jusqu’à une température ditede brasage, et une phase de maintien à cette température de brasage pendant une durée dite de brasage, la température de brasage étant suffisamment haute et la durée de brasage étant suffisamment longue pour provoquer la fusion des particules de substance métallique de brasage contenues dans la crème à braser ;
- et le refroidissement de l’ensemble jusqu’à solidification de la crème à braser en une brasure assemblant les deux pièces métalliques.
La température de brasage et la durée de brasage sont classiques en elles-mêmes. Comme explicité ci-avant, en fonction de la substance métallique de brasage et du métal additionnel mis en oeuvre, ainsi que de leurs proportions respectives, la température de brasage mise en oeuvre selon l’invention est ou non influencée par la présence du formiate de métal dans la crème à braser selon l’invention.
De manière générale, la température de brasage est supérieure à la température de solidus de la substance métallique de brasage ou du mélange de la substance métallique de brasage et du métal additionnel qui a diffusé dans cette substance, en fonction des configurations. La température de solidus de ce mélange peut être déterminée par l’homme du métier, tout comme celle de la substance métallique de brasage, par analyse thermique différentielle, notamment réalisée à pression atmosphérique et avec une rampe de température similaire à celle qui sera appliquée pour le brasage, et qui est avantageusement classique en elle-même.
Ainsi, pour une substance métallique de brasage donnée, dont le choix est sous-tendu par des considérations habituelles dans le domaine, notamment par les matériaux constituant les pièces à assembler et les propriétés souhaitées pour les brasures, le procédé selon l’invention peut comprendre une étape préalable de sélection du métal additionnel adéquat, et de sa teneur à prévoir dans la crème à braser, pour obtenir la modification souhaitée du comportement thermique de la crème à braser et/ou de la brasure qu’elle permet de former. A cet effet, l’homme du métier pourra utiliser les informations théoriques à sa disposition (notamment diagrammes de phase pour les différents systèmes binaires, ternaires, quaternaires, etc., possibles), et/ou réaliser des essais expérimentaux préalables.
Le procédé selon l’invention peut également comprendre, en étape initiale, pour un formiate de métal particulier ainsi sélectionné : la détermination de sa température de décomposition exacte, par analyse thermique différentielle en appliquant une montée en température sensiblement égale à la montée en température qui sera appliquée pour le brasage (et qui est notamment déterminée en fonction de la substance métallique de brasage particulière mise en œuvre) ; la comparaison de cette température de décomposition avec les températures de solidus, et le cas échéant de liquidus, de la substance métallique de brasage ; et la vérification que cette température de décomposition est bien conforme à l’objectif fixé, à savoir diminuer la température de fusion de la substance métallique de brasage dans les conditions du brasage, ou augmenter la température de refusion de la brasure formée.
Il entre alors dans les compétences de l’homme du métier de déterminer, pour la crème à braser selon l’invention, la température de brasage adéquate.
Typiquement, la durée de brasage, c’est-à-dire la durée de maintien de la température à la température de brasage, est supérieure ou égale à 60 secondes, notamment supérieure ou égale à 90 secondes.
Les différentes autres conditions opératoires du procédé de brasage sont classiques en elles-mêmes.
La crème à braser selon l’invention peut être appliquée sur une des pièces à assembler selon toute méthode classique en elle-même, par exemple par dépôt par dispense ou sérigraphie.
Le procédé de brasage peut être mis en oeuvre à pression atmosphérique ou sous vide, et aussi bien sous atmosphère oxydante, par exemple sous air, que sous atmosphère inerte, notamment sous azote, argon, hélium, vide, vapeur de polymère fluoré ou encore sous atmosphère réductrice, notamment sous hydrogène, monoxyde de carbone, composé halogéné ou vapeur d’acide formique.
Le chauffage de l’ensemble peut par exemple être réalisé dans un four, un dispositif de chauffage au laser ou tout autre dispositif de chauffage classique en lui-même.
Ainsi, la crème à braser selon l’invention ne requiert avantageusement aucun équipement spécifique pour sa mise en oeuvre.
Dans une variante de l’invention, le métal additionnel est choisi pour diminuer la température de solidus de la substance métallique de brasage, dans les proportions respectives « substance métallique de brasage / métal additionnel >> données lorsque le métal additionnel a diffusé dans la substance métallique de brasage, et la température de décomposition du formiate de métal est inférieure ou égale à « la température de solidus de la substance métallique de brasage moins 20 °C ». Le procédé d’assemblage de deux pièces métalliques selon l’invention est alors tel que la température de brasage est supérieure, notamment d’au moins 20 °C et de péférence au maximum de 50 °C, à la température de solidus du mélange de la substance métallique de brasage et du métal additionnel ; la durée de brasage est supérieure ou égale à 60 secondes, notamment supérieure ou égale à 90 secondes ; et le refroidissement de l’ensemble est réalisé jusqu’à une température inférieure, notamment d’au moins 40 °C, à la température de soldus dudit mélange.
Dans une autre variante de l’invention, le métal additionnel est choisi pour augmenter la température de liquidus de la composition métallique contenue dans la brasure formée à partir de la crème à braser, dans les proportions respectives « substance métallique de brasage / métal additionnel >> données lorsque le métal additionnel a diffusé dans la substance métallique de brasage, et la température de décomposition du formiate de métal est supérieure ou égale à « la température de solidus de la substance métallique de brasage moins 60 °C », et inférieure ou égale à « la température de liquidus de la substance métallique de brasage majorée de 30 °C ». Le procédé d’assemblage de deux pièces métalliques selon l’invention est alors tel que la température de brasage est supérieure, notamment d’au moins 20 °C et de préférence au maximum de 50 °C, à la température de solidus de la substance métallique de brasage ; la durée de brasage est supérieure ou égale à 60 secondes, notamment supérieure ou égale à 90 secondes ; et le refroidissement de l’ensemble est réalisé jusqu’à une température inférieure, notamment d’au moins 40 °C, à la température de soldus du mélange de la substance métallique de brasage et du métal additionnel.
Le procédé d’assemblage de deux pièces métalliques selon l’invention peut notamment, mais non limitativement, être mis en oeuvre pour l’assemblage d’un composant électrique ou électronique sur une carte électronique à circuit imprimé.
Un autre aspect de l’invention concerne un assemblage de deux pièces métalliques obtenu par un procédé d’assemblage de deux pièces métalliques selon l’invention. Dans cet assemblage, les deux pièces métalliques sont fixées l’une à l’autre, et électriquement et thermiquement connectées l’une à l’autre, par une brasure. Cette brasure est en particulier plus rugueuse, et moins brillante, que les brasures obtenues au moyen des crèmes à braser de l’art antérieur.
Dans l’assemblage selon l’invention les deux pièces métalliques peuvent par exemple être une carte électronique à circuit imprimé et un composant électrique ou électronique.
Selon un aspect supplémentaire, la présente invention concerne un procédé de fabrication d’une carte électronique double-face, à partir d’une carte comportant une première face et une deuxième face opposées, un circuit électrique ou électronique étant imprimé sur chacune de cette première face et de cette deuxième face.
Ce procédé met en oeuvre une unique crème à braser conforme à la présente invention, dans laquelle la présence du formiate de métal permet d’augmenter la température de liquidus de la composition métallique contenue dans la brasure formée à partir de la crème à braser. La température de décomposition de ce formiate de métal est supérieure ou égale à « la température de solidus de la substance métallique de brasage moins 60 °C », et inférieure ou égale à « la température de liquidus de la substance métallique de brasage majorée de 30 °C ».
Le procédé de fabrication d’une carte électronique double-face selon l’invention comprend :
- une première étape, de mise en oeuvre d’un procédé d’assemblage de deux pièces métalliques selon l’invention, pour l’assemblage d’un composant électrique ou électronique sur le circuit électrique ou électronique de la première face de la carte, à une température de brasage donnée, cette température de brasage étant établie, de manière classique en elle-même, en fonction de la substance métallique de brasage mis en oeuvre. La température de refroidissement est quant à elle de préférence choisie pour être inférieure à la température de solidus du mélange de la substance métallique de brasage et du métal additionnel, dans leurs proportions respectives dans la brasure formée ;
- le retournement de la carte ;
- et une troisième étape, de mise en oeuvre d’un procédé d’assemblage de deux pièces métalliques selon l’invention, avec la même crème à braser que lors de la première étape, pour l’assemblage d’un composant électrique ou électronique sur le circuit électrique ou électronique de la deuxième face de la carte, ceci étant réalisé à la même température de brasage que lors de la première étape.
De manière tout à fait avantageuse, le composant électrique ou électronique qui a été assemblé sur la première face de la carte lors de la première étape, reste en place lors de la réalisation de la troisième étape.
Les caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lumière des exemples de mise en oeuvre ci-après, fournis à simple titre illustratif et nullement limitatifs de l’invention, avec l’appui des figures 1 à 6, dans lesquelles :
- la figure 1 illustre les étapes d’un procédé de fabrication d’une carte électronique double-face mettant en oeuvre une crème à braser de l’art antérieur ;
- la figure 2 illustre les étapes d’un procédé de fabrication d’une carte électronique double-face mettant en oeuvre une crème à braser conforme à la présente invention ;
- la figure 3 montre un graphe représentant le flux de chaleur en fonction de la température, mesuré par analyse thermique différentielle pour des brasures obtenues à partir respectivement d’une crème à braser conventionnelle à base d’alliage métallique de brasage étain-bismuth (SnBi) et d’une crème à braser conforme à la présente invention comprenant le même alliage métallique de brasage additionné de formiate de bismuth (Sn-Bi + ForBi) ;
- la figure 4 montre les diagrammes obtenus par diffraction des rayons X, à différentes températures, pour des brasures formées à partir d’une crème à braser conforme à la présente invention comprenant un alliage métallique de brasage étain-bismuth additionné de formiate de bismuth ;
- la figure 5 montre un graphe représentant le flux de chaleur en fonction de la température, mesuré par analyse thermique différentielle pour des brasures obtenues à partir respectivement d’une crème à braser conventionnelle à base d’alliage métallique de brasage étain-argent-cuivre (SAC) et d’une crème à braser conforme à la présente invention comprenant le même alliage métallique de brasage additionné de formiate de cuivre (SAC + ForCu) ;
- et la figure 6 représente les courbes obtenues par analyse thermogravimétrique et thermique différentielle d’un mélange de poudre d’alliage métallique de brasage étain-argent-cuivre et de poudre de formiate de bismuth.
Les étapes d’un procédé de fabrication d’une carte électronique double-face selon l’invention sont illustrées de manière schématique sur la figure 2.
Ce procédé met en oeuvre une crème à braser conventionnelle adaptée au brasage à basse température, à base d’une substance métallique de brasage, en particulier d’un alliage métallique de brasage, à laquelle sont ajoutées des particules de formiate de métal, ce formiate de métal présentant une température de décomposition supérieure ou égale à « la température de solidus de la substance métallique de brasage moins 60 °C », et inférieure ou égale à « la température de liquidus de la substance métallique de brasage majorée de 30 °C », pour obtenir une crème à braser conforme à l’invention.
Cette crème à braser selon l’invention peut notamment consister en l’une des crèmes à braser décrites dans les exemples 1 et 2 ci-après.
Le métal additionnel, et sa teneur par rapport à la teneur de la substance métallique de brasage dans la crème à braser, sont choisis de sorte à augmenter la température de liquidus de la composition métallique contenue dans la brasure formée à partir de la crème à braser.
Comme illustré sur la figure 2, le procédé selon l’invention comprend une première étape de positionnement d’un composant 21 sur une première face 201 d’une carte 20 à circuits imprimés placée à l’horizontale. En vue de l’établissement ultérieur d’un bon contact électrique et d’une fixation mécanique solide entre le composant 21 et le circuit imprimé sur la première face 201 de la carte 20, la crème à braser 22 conforme à l’invention est tout d’abord déposée sur la première face 201 de la carte 20, puis le composant 21 est positionné sur la crème à braser 22, qui forme alors une interface entre ce composant 21 et la carte 20. L’ensemble est soumis à un traitement thermique 25, qui comprend le chauffage de l’ensemble jusqu’à une température de brasage supérieure à la température de fusion de la substance métallique de brasage, et le maintien à cette température de brasage pendant une durée supérieure ou égale à 60 secondes, puis un refroidissement à température ambiante.
Sous l’effet du chauffage la matière organique de la crème à braser 22 se décompose et les particules de la substance métallique de brasage fondent. Par ailleurs, au cours de l’élévation de température, le formiate de métal se décompose et libère des particules de métal qui diffusent dans la substance métallique de brasage en fusion, de manière sensiblement homogène, comme illustré par les hachures sur la figure 2, modifiant ainsi les propriétés de cette substance.
Le métal en fusion se solidifie lors du retour à la température ambiante. On obtient alors, entre le composant 21 et la première face 201 de la carte 20, une brasure 23 qui assure leur contact électrique et leur liaison mécanique.
Lors d’une deuxième étape 26, la carte 20 est retournée de manière à pouvoir effectuer les mêmes opérations sur sa deuxième face 202, opposée à la première face 201.
Lors d’une étape suivante 27, des composants 24 sont positionnés sur la deuxième face 202 de la carte 20, après que de la crème à braser 22’ conforme à l’invention ait été déposée sur cette deuxième face 202. L’ensemble est soumis à un nouveau traitement thermique 28, qui est réalisé selon le même profil thermique que le premier traitement thermique 25. On obtient, entre le composant 24 et la deuxième face 202 de la carte 20, une brasure solide 23’ qui assure leur contact électrique et leur liaison mécanique. Au cours du second traitement thermique, la brasure 23 formée sur la première face 201 de la carte 20 conserve ses propriétés mécaniques, et le composant 21 reste avantageusement en place.
Le procédé selon l’invention permet ainsi d’obtenir, rapidement et facilement, une carte électronique sur les deux faces de laquelle sont assemblés des composants. Ce procédé n’est pas ou peu limité par le rapport « poids / surface brasée >> des composants 21 fixés sur la première face 201 de la carte électronique 20.
Des exemples de crèmes à braser selon l’invention, et de procédés de brasage les mettant en œuvre, sont décrits ci-après.
Matériels et produits
- Plaque en laiton de dimensions 65mm x 15mm, épaisseur 1,5mm
- Pions en laiton diamètre 4mm
- Support pour fixer la plaque
- Guide de pion
- Nacelle en alumine
- Thermocouple type N,-40°C /+400°C
- Four à moufle sous air 1500°C
- Etuve sous air 300°C
- Mortier en agate
- Formiate de bismuth, de formule Bi(HCO2)3, température de décomposition, mesurée par analyse thermique différentielle, avec une rampe de 300 °C/h, de 160 °C ; dimensions moyeimes des particules 3 pm x 30 pm
- Formiate de cuivre, de formule Cu(HCO2)2,4H2O, température de décomposition, mesurée par analyse thermique différentielle, avec une rampe de 300 °C/h, de 190 °C ; dimensions moyeimes des particules entre 10 pm et 20 pm
- Crème à braser Sn42Bi58 (42% Sn et 58% Bi en masse), alliage métallique eutectique de brasage de température de fusion 140°C, taille de particules 20-38 pm, type 4, 11% flux, 89% d’alliage (commercialisée par la société ALMIT sous la référence LFM 65 A75C)
- Crème à braser Sn96,5Ag3,0Cu0,5 (SAC305) (96,5% Sn, 3,0% Ag et 0,5% Cu en masse), alliage métallique de brasage de température de solidus 217°C et température de liqiidus 220°C, taille de particules 20-38 pm, type 4, 14% flux, 86% alliage (commercialisée par la société ALMIT sous la référence LFM 48X TM-HP).
Exemple 1 - crème à braser à base d’alliage Sn42Bi58 et de formiate de bismuth - amélioration de la tenue en température de la brasure à la température de brasage initiale
A/ Détermination de la contrainte d’arrachement de la crème à braser Sn42Bi58 commerciale
Pour la réalisation des brasures, des pions cylindriques en laiton de diamètre 4 mm (soit une surface à braser de 12,6 mm2) sont découpés de façon à ce qu’ils possèdent les masses suivantes : 0,3g ; 0,5g ; 1,0g et 2,0g.
La crème à braser SnBi58 est déposée sur une des surfaces circulaires des pions.
Les pions sont reportés sur une plaque en laiton en mettant en contact les faces recouvertes de crème à braser avec la plaque.
Un thermocouple est placé au contact de la plaque.
Le système est placé dans un four pour la réalisation des brasures.
Le profil de température suivant est appliqué :
- chauffage de 30°C à 180°C à 1200°C/h ;
- palier à 180 °C de 2 min,
- refroidissement de 180°C à 30°C à 1200°C/min
Le traitement thermique mis en oeuvre permet le brasage des pions sur la plaque.
Afin d’évaluer les paramètres d’arrachement par gravité, le système est retourné, de sorte que les pions brasés soient orientés vers le bas, puis placé sur un support.
Le système est replacé dans un four et chauffé en appliquant le même profil de température que celui appliqué précédemment et décrit ci-dessus.
On observe la chute des pions ayant une masse de 1,0g et de 2,0g respectivement, lorsque la température du système atteint 140°C.
La masse d’arrachement de la brasure SnBi58 est donc comprise entre 0,5 et 1,0 g, soit une force d’arrachement comprise entre 4,9 et 9,81 N pour une surface brasée de 12,6mm2. La valeur de la contrainte d’arrachement σ peut alors être estimée. Elle est telle que : 0,39 kPa < σ < 0,78 kPa.
B/ Modification de la tenue en température de la brasure par utilisation de formiate de bismuth dans la crème à braser
Préparation des crèmes à braser selon l’invention
Mode de réalisation 1 : Modification de crème à braser commerciale
Formule 1 : On ajoute 0,5% en masse de formiate de bismuth à la crème à braser SnBi58 commerciale. Pour cela on effectue un mélange dans un mortier en agate de 10,00 g de crème à braser SnBi58 avec 0,0467g de formiate de bismuth, de formule Bi(HCO2)3, visant une composition d’alliage finale de SnBi58,13 (Sn 41,87% et Bi 58,13% en masse).
Formule 2 : On ajoute 1,0% en masse de formiate de bismuth à la crème à braser SnBi58. Le mélange est réalisé comme précédemment dans un mortier en agate contenant 10,00 g de crème à braser SnBi58 et 0,0934g de formiate de bismuth de formule Bi(HCO2)3, visant une composition d’alliage finale de SnBi58,27 (Sn 41,73% et Bi 58,27% en masse).
Formule 3 : On ajoute 2,6% en masse de formiate de bismuth à la crème à braser SnBi58. Le mélange est réalisé comme précédemment dans un mortier en agate contenant 10,00 g de crème à braser SnBi58 et 0,2336 g de formiate de bismuth de formule Bi(HCO2)3, visant une composition d’alliage finale de SnBi58,66 (Sn 41,87% et Bi 58,66% en masse).
Mode de réalisation 2 : Formulation de crème à braser
On se base sur les mêmes pourcentages de formiate de métal que ceux décrits dans le mode de réalisation 1 (le pourcentage est calculé par rapport à la masse d’alliage).
On effectue un mélange dans un mortier en agate de 8,9g d’alliage SnBi58 et des quantités de formiate de bismuth équivalentes aux formules 1 à 3 dans le mode de réalisation précédent.
Pour obtenir une crème, on ajoute à ce mélange 1,1g de flux. Le flux contient un acide organique, un solvant (véhicule), un activateur et un agent thixotropique.
Réalisation des brasures pions cylindriques en laiton de diamètre 4mm sont découpés de sorte qu’ils possèdent une masse identique de 2,0g.
Pour chacune des formules décrites précédemment : la crème à braser SnBi58 commerciale (référence) est déposée sur la surface d’un pion et la crème à braser selon l’invention est déposée sur la totalité de la surface d’une extrémité des trois autres pions.
Les pions sont reportés sur une plaque en laiton.
Un thermocouple est placé au contact de la plaque en laiton.
Le système est placé dans un four pour la réalisation des brasures.
Le profil de température suivant est appliqué :
- chauffage de 30°C à 180°C à 1200°C/h ;
- palier à 180 °C de 2 min,
- refroidissement de 180°C à 30°C à 1200°C/min.
Au terme du traitement thermique, chaque pion se trouve fixé à la plaque par une brasure.
Essais d’arrachement par gravité
Une charge de 2,0g est ajoutée sur chaque pion et le système est retourné vers le bas. Cela signifie qu’une charge totale de 4,0g est subie par la brasure (cette charge est équivalente à une contrainte 4 à 8 fois plus grande que la contrainte critique mesurée précédemment pour une brasure SnBi commerciale, communément utilisée dans l’industrie).
Le système est retourné, de sorte que les pions brasés soient orientés vers le bas, puis placés sur un support.
Le système est replacé dans un four pour réaliser un essai d’arrachement du même type que celui décrit précédemment et en appliquant le même profil de température.
On observe que le pion brasé avec la brasure obtenue avec la crème de référence tombe en premier, lorsque la température du système atteint le point de fusion de la brasure SnBi58.
Pour ce qui concerne les crèmes à braser selon l’invention, des résultats similaires sont obtenus pour les deux modes de réalisation ci-dessus.
Le pion brasé avec la formule 1 se décroche de son support à une température de 2°C supérieure à celle mesurée pourla référence.
Les pions brasés avec les formules 2 et 3 se décrochent de leur support à une température d’au moins 5°C supérieureà celle mesurée pour la référence.
L’ajout de formiate de bismuth à la crème à braser permet donc de conserver avantageusement la liaison pion-plaque à des températures de 2 à 5°C supérieures à celle de la référence, pour des feneurs en formiate de 0,5 à 2,6% en poids et une contrainte 4 à 8 fois supérieure à la contrainte d’arrachement.
Analyses thermiques
Une crème à braser répondant à la formule 3 décrite ci-avant est soumise à analyses thermiques. 1g de crème à braser est placé dans une nacelle et subit un traitement thermique dans un four similaire à celui décrit précédemment.
Une analyse thermogravimétrique thermodifférentielle ATD/ATG d’une bille de brasure formée à l’issue de ce traitement thermique est réalisée pour mesurer la nouvelle température de fusion du matériau. Le profil de température suivant est appliqué :
- chauffage de 30 °C à 250 °C à 150°C/h,
- palier à 250°C de 30 min,
- refroidissement de 250°C à 30°C à 150°C/min
La comparaison du résultat obtenu avec le résultat obtenu par la même analyse pour un échantillon de brasure obtenu à partir de la crème à braser SnBi58 de référence montre un décalage de +2°C de la température du pic endothermique de fusion, comme on peut le voir sur le graphe représenté sur la figure 3. Aucun pic de fusion n’est par ailleurs visible à 271 °C, point de fusion du bismuth métallique pur, ce qui confirme qu’une diffusion a eu lieu entre le bismuth issu de la décomposition du formiate de bismuth et l’alliage métallique de la crème à braser.
La fusion de la brasure réalisée à partir de la formule 3 décrite cidessus, a également été suivie par Diffraction des Rayons X (DRX) à différentes températures. Les spectres obtenus sont montrés sur la figure 4. A température ambiante et jusqu’à la température eutectique (140°C), les pics de diffraction de l’étain et du bismuth caractéristiques de la brasure SnBi sont visibles. A 140°C, la présence des seuls pics de dffraction du bismuth confirme que la composition globale du mélange étain/bismuth a été décalée vers la partie riche en bismuth du diagramme binaire. Ces pics disparaissent avant la température de fusion du bismuth pur (271 °C), ce qii prouve qu’une diffusion totale entre le bismuth et l’alliage étain-bismuth a eu lieu.
Exemple 2 - crème à braser à base d’alliage Sn3.0Ag0.5Cu (SAC305) et de formiate de cuivre - amélioration de la tenue en température de la brasure à la température de brasage initiale
A/ Détermination de la masse d’arrachement de la crème à braser SAC305 commerciale
La réalisation des brasures est réalisée suivant un protocole similaire à celui décrit dans l’Exemple 1 ci-avant.
Des pions cylindriques en laiton de diamètre 4mm (soit une surface de 12,6mm2) sont découpés de façon à ce qu’ils possèdent les masses suivantes : 0,3g ; 0,5g ; 1,0g et 2,0g.
La crème à braser SAC305 renfermant une partie métallique ayant pour composition globale Sn3,0Ag0,5Cu est déposée sur la surface des pions.
Les pions sont reportés sur une plaque en laiton.
Un thermocouple est placé au contact de la plaque en laiton.
Le système est placé dans un four pour la réalisation des brasures.
Le profil de température suivant est appliqué :
- chauffage de 30 ° C à 250 ° C à 1200 ° C/h ;
- palier à 250 °C de 2 min,
- refroidissement de 250°C à 30°C à 1200°C/min
Le brasage des pions sur la plaque est alors réalisé.
Le système est retourné, de sorte que les pions brasés soient orientés vers le bas, puis placé sur un support.
Le système est replacé dans un four pour réaliser un essai d’arrachement en appliquant le même profil de température que celui décrit cidessus pour la réalisation des brasures.
On observe que le pion avec une masse de 2,0g tombe lorsque la température du système atteint 217°C.
La masse d’arrachement de la brasure SAC305 est donc comprise entre 1,0g et 2,0g pour une surface brasée de 12,6mm2. La valeur de la contrainte d’arrachement σ peut être déduite : 0,78 kPa < σ < 1,56 kPa.
B/ Modification de la tenue en température de la brasure par utilisation de formiate de cuivre dans la crème à braser
Préparation des crèmes à braser selon l’invention
Mode de réalisation 1 : Modification de crème à braser commerciale
Formule 1 : crème à braser SAC305 à laquelle on ajoute 0,3% en masse de formiate de cuivre
Mélange dans un mortier en agate de 10,00g de crème à braser SAC305 avec 0,027g de formiate de cuivre, de formule Cu(HCOO)2,4H2O, visant une composition d’alliage finale de Sn96,41Ag3,0Cu0,59 (Sn 96,41%, Ag 3,0% et Cu 0,59% en masse).
Formule 2 : crème à braser SAC305 à laquelle on ajoute 1,5% en masse de formiate de cuivre
Mélange dans un mortier en agate de 10,00g de crème à braser SAC305 avec 0,135g de formiate de cuivre, Cu(HCOO)2,4H2O, visant une composition d’alliage finale de Sn96,08Ag2,99Cu0,94 (Sn 96,08%, Ag 2,99% et Cu 0,94% en masse).
Formule 3 : crème à braser SAC305 à laquelle on ajoute 3,0% en masse de formiate de cuivre
Mélange dans un mortier en agate de 10,00g de crème à braser SAC305 avec 0,27g de formiate de cuivre, de formule Cu(HCOO)2,4H2O, visant une composition d’alliage finale de Sn95,65Ag2,97Cu1,37 (Sn 95,65%, Ag 2,97% et Cu 1,37% en masse).
Mode de réalisation 2 : Formulation de crème à braser
On se base sur les mêmes pourcentages de formiate de métal que ceux décrits dans le mode de réalisation 1 ci-dessus (le pourcentage est calculé par rapport à la masse d’alliage).
On effectue un mélange dans un mortier en agate de 8,6g d’alliage SAC305 et de quantités de formiate de cuivres équivalentes aux formules 1 à 3 dans le mode de réalisation précédent.
Pour obtenir une crème, on ajoute à ce mélange 1,4g de flux. Le flux contient un acide organique, un solvant (véhicule), un activateur, un agent thixotropique.
Réalisation des brasures
Pour chacune des formules ci-dessus :
pions cylindriques en laiton de diamètre 4mm sont découpés de sorte qu’ils possèdent la même masse de 2,0g.
La crème à braser SAC305 (référence) est déposée sur la surface à l’extrémité d’un pion et la crème à braser selon l’invention est déposée de la même manière aux extrémités des trois autres pions.
Les pions sont reportés sur une plaque en laiton.
Un thermocouple est placé au contact de la plaque en laiton.
Le système est placé dans un four pour la réalisation des brasures.
Le profil de température suivant est appliqué :
- chauffage de 30 ° C à 250 ° C à 1200 ° C/h ;
- palier à 250 °C de 2 min,
- refroidissement de 250°C à 30°C à 1200°C/min.
Le brasage des pions sur la plaque est alors réalisé.
Essai d’arrachement par gravité
Une charge de 2,0g est ajoutée sur les pions. Cela signifie qu’une charge totale de 4,0g est subie par la brasure (cette charge est équivalente à une contrainte 2 à 4 fois plus grande que la contrainte critique mesurée précédemment pour une brasure obtenue à partir de crème à braser commerciale SAC305 communément utilisée dans l’industrie).
Le système est retourné, de sorte que les pions brasés soient orientés vers le bas, puis placé sur un support.
Le système est replacé dans un four pour réaliser un essai d’arrachement en appliquant le même profil de température que celui décrit cidessus pour la réalisation des brasures.
On observe que le pion brasé avec la crème de référence tombe en premier, lorsque la température du système atteint 217°C.
Pour ce qui concerne les crèmes à braser selon l’invention, des résultats similaires sont obtenus pour les deux modes de réalisation ci-dessus.
Le pion brasé avec la formule 1 décrite ci-dessus se décroche de son support à une température de 1°C supérieure à celle mesurée pour la référence.
Les pions brasés avec les formules 2 et 3 décrites ci-dessus se décrochent de leur support à une température d’au moins 5°C supérieure à celle mesurée pour la référence.
L’ajout de formiate de cuivre à la crème à braser permet donc de conserver avantageusement la liaison pion-plaque à des températures de 1 à 5°C supérieures à celle de la référence pour des teneurs en formiate de 0,3 à 3,0% et une contrainte 2 à 4 fois supérieure à la contrainte d’arrachement.
Analyses thermiques
Les phases métalliques issues d’1 g de la crème de la formule 2 décrite ci-dessus et traitée selon le profil de température décrit ci-dessus, font l’objet d’une analyse thermique.
Une analyse ATD/ATG d’une bille de brasure formée à l’issue de ce traitement thermique est effectuée pour mesurer la nouvelle température de fusion du matériau. Le profil de température suivant est appliqué :
- chauffage de 30 °C à 250 °C à 150°C/h,
- palier à 250 °C de 30 min,
- refroidissement de 250°C à 30°C à 150°C/min
La comparaison du résultat avec un échantillon de brasure obtenu à partir de la crème à braser SAC305 de référence montre un décalage de la température du pic endothermique de fusion de + 2°C
La comparaison du résultat obtenu avec le résultat obtenu par la même analyse pour un échantillon de brasure obtenu à partir de la crème à braser SAC305 de référence montre un décalage de +2°C de la température du pic endothermique de fusion, comme on peut le voir sur le graphe représenté sur la figure 5.
Exemple 3 - crème à braser à base d’alliage SAC305 et de formiate de bismuth - abaissement de la température de brasage de l’alliage
Mesure du point de fusion de la crème à braser
La crème à braser SAC305 est lavée à l’acétone puis à l’éthanol comme suit, pour éliminer la totalité du flux qui la constitue. La poudre issue du lavage est nommée « alliage SAC305 >>.
Protocole de lavage:
- mettre 20g de crème à braser dans un bêcher puis remplir avec 30mL d’acétone, agiter le mélange et mettre dans un bain à ultrasons pendant 5 min puis laisser décanter la poudre d’alliage,
- éliminer le liquide surnageant et garder la poudre d’alliage SAC305,
- rajouter 30ml_ d’acétone puis répéter les étapes de lavage 3 fois.
- refaire la même opération avec l’éthanol.
- centrifuger pour éliminer complètement l’éthanol puis sécher sous vide à température ambiante.
L’alliage SAC305 ainsi obtenu est mélangé à de la poudre de formiate de bismuth, dans un rapport en masse 95/5.
Le mélange obtenu est analysé par ATG/ATD sous azote. A cet effet, le profil de température appliqué est le suivant :
- chauffage de 30 °C à 250 °C à 300°C/h ;
- palier à 250 °C de 30 min,
- refroidissement de 250°C à 30°C à 300°C/h
- palier à 30 °C de 30 min.
La courbe obtenue, reportée sur la figure 6, montre la décomposition du formiate de bismuth dès 163°C (pic exothermique accompagné d’une perte de masse). Un pic endothermique de fusion est enregistré à 211°C. Ce pic, inférieur à 217°C, qui est la température de fusion de l’alliage SAC305, confirme qu’une diffusion entre le bismuth et l’alliage SAC305 a eu lieu, et que la température de fusion du mélange alliage SAC305 / formiate de bismuth est inférieure à celle de l’alliage SAC305 seul. On en déduit un abaissement équivalent sur la température de brasage de la crème à braser SAC305 majorée de formiate de bismuth conformément à la présente invention.
Préparation des crèmes à braser selon l’invention
Mode de réalisation 1 : Modification de crème à braser commerciale
Formule : crème à braser SAC305 à laquelle on ajoute 5% en masse de formiate de Bi
Mélange dans un mortier en agate de 10,00g de crème à braser SAC305 avec 0,45g de formiate de bismuth, de formule Bi(HCO2)3, visant une composition d’alliage finale de Sn93,69Ag2,91Cu0,49Bi2,91 (Sn 93,69%, Ag 2,91%, Cu 0,49% et Bi 2,91% en masse).
Mode de réalisation 2 : Formulation de crème à braser
On se base sur le même pourcentage d’additif que celui décrit dans le mode de réalisation 1 (le pourcentage est calculé par rapport à la masse d’alliage).
On effectue un mélange dans un mortier en agate de 8,6g d’alliage SAC305 et de 0,45g de formiate de bismuth.
Pour obtenir une crème, on ajoute à ce mélange 1,4g de flux. Le flux contient un acide organique, un solvant (véhicule), un activateur, un agent thixotropique.
Réalisation des brasures
La formule décrite ci-dessus pour chacun des deux modes de réalisation est utilisée pour réaliser des brasures avec une température d’assemblage inférieure de 6°C à la température d'usage pour la réalisation de brasures avec un profil caractéristique d’une crème à braser SAC305 conventionnelle.
Claims (19)
- REVENDICATIONS1. Crème à braser contenant, dans un véhicule, des particules d’une substance métallique de brasage, ladite substance métallique de brasage présentant une température de solidus et une température de liquidus, caractérisée en ce que ladite crème à braser contient des particules de formiate de métal, dit métal additionnel, ledit formiate de métal présentant une température de décomposition inférieure ou égale à « la température de liquidus de la substance métallique de brasage majorée de 30 °C ».
- 2. Crème à braser selon la revendication 1, dans laquelle le formiate de métal est choisi dans le groupe constitué du formiate de cuivre, du formiate de bismuth, du formiate de nickel, du formiate de cobalt, du formiate de fer et du formiate d’indium, ou l’un quelconque de leurs mélanges.
- 3. Crème à braser selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, dans laquelle les particules de formiate de métal présentent une taille inférieure ou égale à 50 μιτι, de préférence inférieure ou égale à 20 μιτι.
- 4. Crème à braser selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle le rapport de la masse de particules de formiate de métal sur la masse de particules de substance métallique de brasage est compris entre 1 et 20 %, de préférence entre 1 et 10 %.
- 5. Crème à braser selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, contenant un flux de brasage.
- 6. Crème à braser selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle ledit formiate de métal présente une température de décomposition supérieure ou égale à « la température de solidus de la substance métallique de brasage moins 60 °C », et nférieure ou égale à « la température de liquidus de la substance métallique de brasage majorée de 30 °C >>.
- 7. Crème à braser selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle ledit formiate de métal présente une température de décomposition inférieure ou égale à « la température de solidus de la substance métallique de brasage moins 20 °C >>.
- 8. Procédé de préparation d’une crème à braser selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend le mélange de particules dudit formiate de métal avec des particules de ladite substance métallique de brasage.
- 9. Procédé de préparation selon la revendication 8, comprenant l’incorporation desdites particules de formiate de métal dans une composition contenant lesdites particules de la substance métallique de brasage dans un véhicule, et contenant le cas échéant un flux de brasage.
- 10. Procédé de préparation selon la revendication 8, comprenant le mélange desdites particules de formiate de métal et desdites particules de substance métallique de brasage préalablement à l’incorporation desdites particules de substance métallique de brasage dans un véhicule, ou concomitamment à ladite incorporation.
- 11. Utilisation d’une crème à braser selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 pour l’assemblage de deux pièces métalliques (20, 21) par brasage.
- 12. Utilisation selon la revendication 11, pour l’assemblage d’un composant électrique ou électronique (21) sur une carte électronique à circuit imprimé (20).
- 13. Procédé d’assemblage de deux pièces métalliques (20, 21) par brasage mettant en oeuvre une crème à braser (22) selon l’une des revendications 1 à 7, ledit procédé comprenant :- l’application de ladite crème à braser (22) entre lesdites deux pièces métalliques (20, 21),- l’application (25) à l’ensemble ainsi obtenu d’un profil thermique comprenant une phase de montée progressive en température jusqu’à une température dite de brasage, et une phase de maintien à ladite température de brasage pendant une durée dite de brasage, ladite température de brasage étant suffisamment haute et ladite durée de brasage étant suffisamment longue pour provoquer la fusion des particules de substance métallique de brasage contenues dans ladite crème à braser (22) ;- et le refroidissement de l’ensemble jusqu’à solidification de la crème à braser (22) en une brasure (23) assemblant lesdites deux pièces métalliques (20,21).
- 14. Procédé d’assemblage de deux pièces métalliques selon la revendication 13, mettant en œuvre une crème à braser selon la revendication 7, selon lequel le métal additionnel est choisi pour diminuer la température de solidus de la substance métallique de brasage, et la température de brasage est supérieure d’au moins 20 °C à la température de solidus du mélange de la substance métallique de brasage et du métal additionnel, la durée de brasage est supérieure ou égale à 60 secondes, et le refroidissement de l’ensemble est réalisé jusqu’à une température inférieure à la température de solidus dudit mélange.
- 15. Procédé d’assemblage de deux pièces métalliques selon la revendication 13, mettant en œuvre une crème à braser selon la revendication 6, selon lequel le métal additionnel est choisi pour augmenter la température de liquidus de la composition métallique contenue dans la brasure formée à partir de ladite crème à braser, la température de brasage est supérieure d’au moins 20 °C à la température de soldus de la substance métallique de brasage, la durée de brasage est supérieure ou égale à 60 secondes, et le refroidissement de l’ensemble est réalisé jusqu’à une température inférieure à la température de solidus du mélange de la substance métallique de brasage et du métal additionnel.
- 16. Procédé d’assemblage de deux pièces métalliques selon l’une quelconque des revendications 13 à 15, pour l’assemblage d’un composant électrique ou électronique (21) sur une carte électronique à circuit imprimé (20).
- 17. Procédé de fabrication d’une carte électronique double-face, à partir d’une carte (20) comportant une première face (201) et une deuxième face (202) opposées, un circuit électrique ou électronique étant imprimé sur chacune de ladite première face (201) et de ladite deuxième face (202), ledit procédé comprenant :- une première étape (25) de mise en oeuvre d’un procédé d’assemblage de deux pièces métalliques selon la revendication 15, avec une crème à braser (22) selon la revendication 6, pour l’assemblage d’un composant électrique ou électronique (21) sur le circuit électrique ou électronique de la première face (201) de la carte (20), à une température de brasage ;- le retournement (26) de ladite carte (20) ;- et une troisième étape (27, 28) de mise en oeuvre d’un procédé d’assemblage de deux pièces métalliques selon la revendication 15, avec la même crème à braser (22) que lors de la première étape, pour l’assemblage d’un composant électrique ou électronique (24) sur le circuit électrique ou électronique de la deuxième face (202) de la carte (20), à la même température de brasage que lors de la première étape.
- 18. Assemblage de deux pièces métalliques (20, 21) obtenu par un procédé d’assemblage de deux pièces métalliques selon l’une quelconque des revendications 13 à 16, lesdites deux pièces métalliques (20, 21) étant fixées l’une à l’autre par une brasure (23).
- 19. Assemblage selon la revendication 18, dans lequel les deux pièces métalliques sont une carte électronique à circuit imprimé (20) et un composant électrique ou électronique (21).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1851857A FR3078497B1 (fr) | 2018-03-05 | 2018-03-05 | Creme a braser, procede de preparation d’une telle creme a braser et procede de brasage la mettant en œuvre |
| PCT/EP2019/055106 WO2019170531A1 (fr) | 2018-03-05 | 2019-03-01 | Crème à braser, procédé de préparation d'une telle crème à braser et procédé de brasage la mettant en œuvre |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1851857 | 2018-03-05 | ||
| FR1851857A FR3078497B1 (fr) | 2018-03-05 | 2018-03-05 | Creme a braser, procede de preparation d’une telle creme a braser et procede de brasage la mettant en œuvre |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3078497A1 true FR3078497A1 (fr) | 2019-09-06 |
| FR3078497B1 FR3078497B1 (fr) | 2020-03-13 |
Family
ID=62455677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1851857A Active FR3078497B1 (fr) | 2018-03-05 | 2018-03-05 | Creme a braser, procede de preparation d’une telle creme a braser et procede de brasage la mettant en œuvre |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3078497B1 (fr) |
| WO (1) | WO2019170531A1 (fr) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113172291B (zh) * | 2021-04-09 | 2022-06-03 | 哈尔滨工业大学 | 一种PoP封装过程中低温高强连接焊点的制备方法 |
| CN113369745B (zh) * | 2021-05-21 | 2022-11-04 | 北京理工大学 | 四元共晶焊料及制备方法、以及焊料成分 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2612822A1 (fr) * | 1987-03-25 | 1988-09-30 | Tdk Corp | Composition de brasage |
| EP0616562B1 (fr) * | 1991-12-13 | 1999-09-22 | COOKSON GROUP plc | Formulations de pate a braser destinees a l'industrie electronique |
| US6592020B1 (en) * | 2001-09-04 | 2003-07-15 | Henkel Loctite Adhesives Limited | Lead-free solder paste |
| EP1402990A1 (fr) * | 2001-06-29 | 2004-03-31 | Fuji Electric Co., Ltd. | Composition de brasage |
| WO2008033828A1 (fr) * | 2006-09-13 | 2008-03-20 | Honeywell International Inc. | Alliages de brasage modifiés pour connexions électriques, procédés pour les fabriquer et utilisations |
| US20150008253A1 (en) * | 2012-04-17 | 2015-01-08 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Transient liquid phase bonding process for double sided power modules |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5116433A (en) * | 1990-10-31 | 1992-05-26 | Motorola, Inc. | Solder paste having solder alloy/formate complexes as oxide scavengers, and method for preparing same |
| JP3753168B2 (ja) | 1999-08-20 | 2006-03-08 | 千住金属工業株式会社 | 微小チップ部品接合用ソルダペースト |
| US6402013B2 (en) | 1999-12-03 | 2002-06-11 | Senju Metal Industry Co., Ltd | Thermosetting soldering flux and soldering process |
-
2018
- 2018-03-05 FR FR1851857A patent/FR3078497B1/fr active Active
-
2019
- 2019-03-01 WO PCT/EP2019/055106 patent/WO2019170531A1/fr active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2612822A1 (fr) * | 1987-03-25 | 1988-09-30 | Tdk Corp | Composition de brasage |
| EP0616562B1 (fr) * | 1991-12-13 | 1999-09-22 | COOKSON GROUP plc | Formulations de pate a braser destinees a l'industrie electronique |
| EP1402990A1 (fr) * | 2001-06-29 | 2004-03-31 | Fuji Electric Co., Ltd. | Composition de brasage |
| US6592020B1 (en) * | 2001-09-04 | 2003-07-15 | Henkel Loctite Adhesives Limited | Lead-free solder paste |
| WO2008033828A1 (fr) * | 2006-09-13 | 2008-03-20 | Honeywell International Inc. | Alliages de brasage modifiés pour connexions électriques, procédés pour les fabriquer et utilisations |
| US20150008253A1 (en) * | 2012-04-17 | 2015-01-08 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Transient liquid phase bonding process for double sided power modules |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| K. OZAWA, S KOYAMA, I SHOHJI: "Liquid phase diffusion bonding of A1070 by using metal formate coated Zn sheet", JOURNAL OF PHYSICS: CONF. SERIES 843 012005, no. 843, 012005, 30 December 2017 (2017-12-30), pages 1 - 6, XP002784278, DOI: 10.1088/1742-6596/843/1/012005 * |
| SHUNYA SAIJO, SHINJI KOYAMAB, IKUO SHOHJI: "Liquid Phase Diffusion Bonding of AC2C/ADC12 Aluminum Casting alloy by Using Metal Salt Coated Zn Sheet", PROCEDIA ENGINEERING, no. 184, 30 December 2017 (2017-12-30), pages 284 - 289, XP029999497, DOI: 10.1016/j.proeng.2017.04.096 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3078497B1 (fr) | 2020-03-13 |
| WO2019170531A1 (fr) | 2019-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7135171B2 (ja) | はんだ組成物 | |
| US9095936B2 (en) | Variable melting point solders | |
| JP5067163B2 (ja) | ソルダペーストとはんだ継手 | |
| TWI666085B (zh) | 還原氣體用之焊料膏、焊接製品的製造方法 | |
| JP5754794B2 (ja) | 鉛フリーソルダペースト | |
| JP5664664B2 (ja) | 接合方法、電子装置の製造方法、および電子部品 | |
| EP3184234B1 (fr) | Composition d'alliage de soudure sans plomb et procédé de préparation d'un alliage de soudure sans plomb | |
| CA2781958C (fr) | Flux pour pate a braser et pate a braser | |
| JP5943065B2 (ja) | 接合方法、電子装置の製造方法、および電子部品 | |
| JP2014223678A5 (fr) | ||
| FR2957543A1 (fr) | Procede d'assemblage de pieces en materiaux a base de sic par brasage non-reactif, compositions de brasure, et joint et assemblage obtenus par ce procede. | |
| EP2540437B1 (fr) | Procede de fabrication d'un dispositif comprenant des brasures realisees a partir d'oxalate metallique | |
| Amore et al. | Surface tension and wetting behaviour of molten Cu–Sn alloys | |
| WO2019170531A1 (fr) | Crème à braser, procédé de préparation d'une telle crème à braser et procédé de brasage la mettant en œuvre | |
| US9199339B2 (en) | Pb-free solder alloy | |
| JP2010029868A (ja) | 無鉛はんだペースト、それを用いた電子回路基板及びその製造方法 | |
| WO2017119205A1 (fr) | Composition métallique, élément de composé intermétallique et corps lié | |
| JP2011062736A (ja) | 鉛フリー高温用接合材料 | |
| US6214131B1 (en) | Mixed solder pastes for low-temperature soldering process | |
| JP5093373B2 (ja) | Ｐｂフリーはんだペースト | |
| JP2000343273A (ja) | はんだ合金 | |
| JP5655641B2 (ja) | Ｐｂフリーはんだペースト | |
| JP2017177122A (ja) | 高温Ｐｂフリーはんだペースト及びその製造方法 | |
| JP2005081404A (ja) | 無鉛はんだペースト | |
| Nishikawa et al. | Interfacial reaction of Sn-Ag-Cu-Ni solder/Cu joints by laser process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20190906 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |