Durabilité thermomécanique des assemblages électroniques sans plomb

Les cartes électroniques embarquées dans les applications aéronautiques, militaires ou encore spatiales peuvent être utilisées dans des environnements thermiques sévères tout au long de leur cycle de vie. Une carte électronique peut être décrite simplement comme un assemblage de composants électroniques brasés sur un circuit imprimé par l’intermédiaire d’un alliage de brasure. Ce sont en particulier les variations de température qui ont un effet néfaste sur les assemblages électroniques. La différence de coefficients d’expansion thermique entre les composants électroniques et le circuit imprimé va en effet générer des contraintes thermomécaniques importantes au niveau des joints de brasure, qui pourront alors se fissurer par un mécanisme de fatigue, amenant ainsi à la défaillance de la carte.

Afin d’assurer le bon fonctionnement des équipements électroniques tout au long de leur cycle de vie, il est primordial d’évaluer le comportement en fatigue thermomécanique des joints de brasure. Cette évaluation nécessite la connaissance des propriétés mécaniques et thermomécaniques des différents éléments de l’assemblage : le circuit imprimé, les composants électroniques et l’alliage de brasure. L’objectif de cet article est de présenter une méthodologie complète et structurée permettant d’évaluer la durabilité des cartes électroniques soumises à des cycles thermiques, de l’analyse de la microstructure de l’alliage de brasure et de sa loi de comportement, jusqu’au développement des modèles statistiques de durée de vie, qu’ils soient analytiques ou basés sur des simulations numériques.