Le rôle crucial du contrôle des MSD dans la fabrication électronique aérospatiale et de défense

Introduction

La fiabilité sans faille est la première exigence des produits destinés aux secteurs de l'aérospatiale et de la défense : l'électronique utilisée dans ces domaines est vitale à la réussite des missions, et la défaillance d'un seul composant n'est pas une option. À cette fin, un système robuste de contrôle des composants sensibles à l'humidité (MSD) est essentiel, et non un simple atout. Comme ces produits doivent avoir une très longue durée de vie opérationnelle, les fabricants du secteur A&D doivent faire de l'intégrité à long terme des MSD une condition de base pour répondre à ces exigences.

Soumis à un ensemble complexe de normes strictes auxquelles les fabricants doivent se conformer (p. ex. AS 9100), les fabricants du secteur A&D peuvent s'appuyer sur des outils de contrôle des MSD pour assurer leur conformité. Ces fabricants subissent aussi une pression constante pour réduire leurs coûts et, pour des produits aussi coûteux, le coût devient un facteur de poids, car les répercussions financières de la défaillance d'un composant peuvent être catastrophiques. Le contrôle proactif de l'humidité protège non seulement la durée de vie des composants, mais évite aussi des retouches inutiles et onéreuses, voire la mise au rebut – ce qui met encore plus en évidence le rôle important des systèmes automatiques de gestion des MSD dans le secteur A&D.

Pourquoi les fabricants de l'aérospatiale et de la défense doivent-ils utiliser une solution automatisée ?

Le risque associé aux MSD en fabrication électronique est que ces composants peuvent se dégrader lorsqu'ils sont exposés à l'humidité pendant une certaine période, déterminée par le niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) attribué au composant, tel que défini dans la norme IPC/JEDEC J-STD-033 (révision D). Pendant la refusion, l'humidité emprisonnée peut se dilater rapidement et endommager l'intérieur du composant, un phénomène appelé « popcorning ». L'absorption d'humidité et l'exposition subséquente aux températures de refusion peuvent aussi induire des défauts latents qui n'entraînent pas de défaillance immédiate (détectée pendant la production), mais qui réduisent la fiabilité à long terme du composant en provoquant des défaillances latentes sur le terrain.

Ces deux scénarios peuvent mener à des défaillances très coûteuses (et potentiellement mortelles), ce qui est inacceptable dans tous les cas et encore plus critique dans les applications aérospatiales et de défense, où la fiabilité est absolument obligatoire.

La norme IPC/JEDEC J-STD-033D en vigueur propose un ensemble de pratiques uniformes pour la manipulation, l'emballage, le transport et l'utilisation des composants sensibles à l'humidité et aux températures de brasage par refusion. Ces pratiques visent à prévenir les dommages causés par l'absorption d'humidité ou par l'exposition à la chaleur du brasage, qui peuvent faire baisser les rendements, créer des problèmes de fiabilité et rendre des composants défectueux. Lorsque les procédures décrites dans la norme IPC/JEDEC J-STD-033D sont appliquées correctement, elles garantissent une durée de conservation minimale d'un an à compter de la date de scellage.

La plateforme Cogiscan pour l'assemblage de circuits imprimés complexes

L'application MSD Control de Cogiscan est une plateforme spécialisée conçue pour suivre, gérer et contrôler avec minutie l'exposition des différents types de MSD et les exigences qui en découlent. Voici comment elle protège l'utilisation des MSD pendant la fabrication :

L'application calcule et surveille avec exactitude le temps d'exposition, le temps de cuisson ou de séchage, le temps en entreposage sec et les exigences propres à chaque pièce, en tenant compte de caractéristiques comme le niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) et l'épaisseur de la pièce. Elle suit aussi les cycles de cuisson requis et calcule en temps réel la durée de vie résiduelle à l'air libre, assurant ainsi le respect de la norme IPC/JEDEC J-STD-033 (rév. D).

Le système automatique de Cogiscan tient compte des PCBA à double face tout en maintenant l'efficacité des opérations : il fournit l'état des matériaux en temps réel et des avertissements d'expiration anticipés pour appuyer la prise de décision.

Le système applique les règles d'exposition de courte durée (SDE) aux composants déjà exposés qui retournent en entreposage sec.

Le logiciel verrouille la ligne pour bloquer la production lorsque des composants sensibles à l'humidité expirés sont détectés sur la ligne d'assemblage ou montés sur un circuit imprimé assemblé (PCBA).

Les opérateurs sont tenus informés par des notifications automatisées lorsque des MSD approchent de leurs limites d'exposition ou doivent être cuits pour retirer l'humidité absorbée, ce qui prévient les défauts potentiels.

Le système s'interface avec les solutions d'entreposage sec (y compris les tours de stockage automatisées), ce qui automatise le suivi des durées d'entreposage des composants.

Avec MSD Control de Cogiscan, chaque composant sensible à l'humidité est suivi tout au long de son cycle de vie, de la réception à l'assemblage, ce qui fournit la piste de vérification souvent exigée.

Le système Cogiscan comprend aussi des rapports détaillés sur l'état et l'historique des MSD, à remettre aux clients finaux au besoin.

Conclusion

Une seule défaillance peut avoir des conséquences catastrophiques : la mise en place d'un système rigoureux de contrôle des MSD n'est donc pas une simple précaution, mais une nécessité pour les opérations critiques. C'est pourquoi des chefs de file de l'industrie comme Raytheon et BAE Systems ont déployé et utilisent notre solution automatisée MSD Control, même si leurs procédés d'assemblage comportent chacun leurs particularités et leurs exigences en matière d'intégration logicielle.

Notre solution est conçue pour être souple et peut fonctionner de façon autonome ; elle est toutefois également optimisée pour s'inscrire dans un écosystème logiciel plus large. Grâce à sa conception modulaire, l'application MSD Control de Cogiscan peut aisément s'intégrer à des plateformes d'entreprise complètes, comme les plateformes MES/MOM, ERP et TTC, ce qui accroît son interopérabilité et son utilité au sein de l'infrastructure numérique existante.

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