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Analyse de matériaux

Physico-chimique, thermomécanique et microstructurale

Analyse matériaux

L'analyse de matériaux a pour objectifs de caractériser les matériaux et identifier leurs propriétés mécaniques, thermiques ou métallurgiques.

Avec l’analyse de matériaux, Tame-Component est en mesure de conforter des choix de conception, de vérifier la conformité des matériaux utilisés avec les principales normes ou les spécifications des donneurs d'ordre ou encore de déterminer une origine probable d’une défaillance : altération physique ou métallurgique, contamination...

Analyse physico chimique

A travers, l’analyse physico-chimique mise en œuvre, Tame-Component accède aux caractéristiques des structures et matériaux et cherche à déterminer des mécanismes de défaillance ou des choix de conception ou de production :

  • Analyse de défaillance : caractérisation d’un défaut préalablement localisé (morphologie, composition chimique)
  • Reverse engineering ou contrôle process microélectronique (front-end + back-end) : mesures dimensionnelles et identification des matériaux
  • Vérification de la qualité d’assemblage : intégrité des joints brasés (inspections visuelles IPC-A-610, observations optiques sur microsections ECSS-Q-ST-70-38C)
  • Avarie mécanique : analyse du faciès de rupture (fractographie) ou de l’altération matière (corrosion, contamination)

Ces analyses, à cœur ou en surface, peuvent s’appliquer sur de nombreuses technologies : les circuits imprimés, la connectique, les composants individualisés ou sur wafer et les pièces ou assemblages mécaniques.

Analyse thermomécanique

De nombreux matériaux subissent des changements au niveau de leurs propriétés thermomécaniques durant la chauffe ou le refroidissement. 

Les analyses thermomécaniques visent à fournir des informations concernant la composition, la structure, les conditions de production ou les possibilités d’application pour différents matériaux. 

Les applications sont multiples :

  • Sélection Matériaux : caractérisation et comparaison des propriétés caractéristiques sur différentes références (dureté, loi de comportement, rhéologie / viscoélasticité, températures de changement d’état ou de phase, CTE / dilatation thermique, dégazage, sorption/désorption…)
  • Simulation numérique : implémentation des propriétés mécaniques (module E, dureté), thermiques (CTE, conductivité thermique) et/ou électriques dans un modèle de calcul
  • Optimisation Process (ALM, post-traitement...) : corréler la microstructure du matériau à son comportement mécanique ou thermique
  • Analyse de défaillance : mise en lumière des anomalies ou écarts de comportement (CTE différentiel, réticulation incomplète, endommagement local…)

Ces analyses multi physiques s’appliquent sur de très nombreux matériaux :

  • Tous les types de polymères, par exemple résine d’enrobage (PCBA/module) ou d’encapsulation (composant),
  • circuits imprimés (PCB ou flip-chip), 
  • vernis de tropicalisation 
  • matériaux semi-conducteurs, pièces métalliques (notamment ALM) et céramiques. 

Analyse microstructurale

La connaissance de la microstructure des matériaux est un paramètre crucial. En effet, il existe un lien étroit entre les propriétés, la morphologie structurale et la mise en œuvre des matériaux.
Différentes techniques permettent de déterminer et d’étudier cette microstructure. 
Tame-Component à l’aide d’un détecteur MEB, propose d’analyser la microstructure des matériaux cristallins et tout particulièrement des métaux : brasures électroniques, plombées ou non, et pièces issues de fabrication additive (ALM : TA6V, AS7…). 
D'autres analyses, par inspection optique, peuvent être menées : en champ clair après révélation par attaque chimique ou en contraste interférentiel. 
Toutes ces analyses microstructurales complètent généralement des inspections MEB préliminaires (aspect, composition chimique). 

Ces analyses ont des applications concrètes :

  • Analyse de défaillance : identification des phénomènes métallurgiques à l’origine d'une avarie (fatigue thermomécanique, croissance d’IMC fragile...)
  • R&D : détermination des mécanismes de vieillissement métallurgique (recristallisation / croissance granulaire ; rotation granulaire ; coalescence IMC ; relaxation de contraintes) et de leur cinétique

Elles permettent d’analyser notamment la microstructure des brasures électroniques mais également des matériaux très variés: 

  • semi-conducteurs, 
  • métaux, 
  • céramiques.
     



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