PDR Chipmate

Les machines de chip-off à infrarouge focalisé, du retrait manuel au placement automatisé

Le Chipmate Pro de PDR de trois quarts, chauffage infrarouge, alignement optique et caméra latérale

Le chip-off se joue sur la maîtrise de la chaleur.

Les machines Chipmate de PDR remplacent l’appréciation de l’opérateur par des profils thermiques définis, enregistrés et répétables.


Description

L’infrarouge focalisé d’une machine PDR chauffant un composant BGA sur sa carte

PDR conçoit et fabrique des systèmes de chauffe par infrarouge à Crawley, au Royaume-Uni, depuis 1985. Son premier système infrarouge date de 1987, et plus de 5 000 ont été livrés depuis dans l’aérospatiale, la défense, l’automobile, la recherche et l’électronique. PDR Forensics, sa division forensique, applique cette expérience au retrait, au transfert et au remplacement de composants.

La gamme Chipmate compte trois machines, du système manuel au retrait automatisé. Toutes chauffent le composant par le haut à l’infrarouge focalisé et la carte par le bas, chacun selon son propre profil de température. Elles s’adressent aux forces de l’ordre, aux laboratoires forensiques, aux organismes gouvernementaux, aux spécialistes de la récupération de données et aux enquêtes sur les accidents aériens.

Une machine Chipmate prépare le matériel : elle chauffe, retire et manipule le composant. La lecture de la mémoire, son décodage et son analyse relèvent des lecteurs, des adaptateurs et des logiciels validés du laboratoire, comme l’EasyJTAG Plus et les supports iCFriend ; une puce à rebiller passe par une station comme la Martview RB-03.


Caractéristiques

CARTE
Jusqu’à 300 × 450 mm, tenue par un support réglable qui l’empêche de se déformer.

COMPOSANT
De 55 × 55 mm au plus jusqu’au boîtier 01005 (Chipmate, Chipmate Pro) ou jusqu’à 1 × 1 mm (Chipmate Auto).

MESURE DES TEMPÉRATURES
Composant par capteur infrarouge sans contact. Carte par thermocouple de type K (Chipmate) ou par capteur infrarouge sans contact (Chipmate Pro, Chipmate Auto). Quatre voies de thermocouple.

CHAUFFAGE SUPÉRIEUR
Infrarouge focalisé de 150 W, réglable et visible, spot jusqu’à 70 mm de diamètre.

PRÉCHAUFFAGE DE LA CARTE
Infrarouge à quartz à ondes moyennes de 2 800 W, en trois zones, sur 360 × 240 mm.

RETRAIT DU COMPOSANT
Outil à vide manuel (Chipmate), système de prise manuel (Chipmate Pro), retrait et placement automatiques (Chipmate Auto).

PLACEMENT
Prisme à faisceau divisé, grossissement x50, précision jusqu’à 10 microns (Chipmate Pro, Chipmate Auto).

LOGICIEL
PDR ThermoActive : profils thermiques définis, enregistrés et réutilisables, courbes en direct, rapports.

FABRICATION
Conçues et fabriquées par PDR à Crawley, au Royaume-Uni.


Infrarouge focalisé

Un opérateur approche le stylet à vide d’un composant chauffé par l’infrarouge focalisé

Une chaleur dirigée sur le composant

Le chauffage supérieur concentre jusqu’à 150 W d’infrarouge focalisé, réglable et visible, sur un spot de 70 mm de diamètre au plus. Aucun flux d’air chaud n’est soufflé sur la cible, et la zone de travail reste visible pendant toute la procédure. La chaleur se propage néanmoins dans l’assemblage, par conduction et par rayonnement : c’est le rôle du préchauffage de la tenir.

Le préchauffage de la carte

Par-dessous, un préchauffeur infrarouge à quartz à ondes moyennes de 2 800 W, en trois zones, couvre 360 × 240 mm. Il gère la masse thermique de toute la carte et réduit les écarts de température d’un point à l’autre, pendant qu’un support réglable la maintient en position et l’empêche de se déformer.


Profils thermiques ThermoActive

Le logiciel ThermoActive : courbes de température du composant et de la carte au cours d’un retrait

Deux températures, un procédé maîtrisé

La carte suit son profil de température pendant que le composant suit le profil de retrait programmé ; une fois la refusion complète atteinte, le composant se retire. Dans l’exemple du fabricant, la carte est tenue vers 185 °C pendant que le composant monte vers 245 °C. Des joints entièrement fondus réduisent d’autant l’effort mécanique exercé sur le composant.

Un profil défini, enregistré, réutilisé

La rampe, le palier et les températures cibles se définissent dans le logiciel ThermoActive. Les courbes du composant et de la carte s’affichent en direct face au profil, et la puissance s’ajuste en conséquence. Un profil éprouvé s’enregistre et se réutilise, au lieu d’être recréé selon le jugement de l’opérateur.

Un dossier documenté

Sur Chipmate Pro et Chipmate Auto, une caméra de vue latérale capture des images horodatées pendant la procédure. ThermoActive en tire un rapport qui réunit les données du profil et ces images, à verser au dossier de l’affaire.

Un profil vaut pour le composant, la carte et la configuration que le laboratoire a validés, et non pour toutes les cartes. Certains composants, fixés par un sous-remplissage dur ou par un adhésif, demandent en outre une méthode de séparation manuelle adaptée : ThermoActive leur applique tout de même un profil contrôlé, surveillé et répétable avant le retrait.


Chip-off, transfert et remplacement

Les billes d’un composant superposées à leur empreinte par le prisme à faisceau divisé

Le chip-off

Le retrait physique des mémoires et des autres semi-conducteurs de la carte, en vue de leur examen avec les outils validés du laboratoire : eMMC et eMCP, mémoires flash NAND, UFS, processeurs et SoC, circuits de puissance et PMIC. Toutes les machines Chipmate le prennent en charge.

Le transfert de composant

Quand le composant est intact mais que sa carte ne l’est plus, il se transfère sur une carte donneuse compatible. Un prisme à faisceau divisé superpose le composant et son empreinte dans une même vue, grossie jusqu’à 50 fois, pour une précision de placement de 10 microns : chaque bille trouve sa pastille. Sur Chipmate Pro et Chipmate Auto.

Le remplacement de composant

Le feu, l’eau, les chocs et la corrosion endommagent souvent les composants montés en surface avant les mémoires. Remplacer un circuit de puissance ou un port abîmé rend la carte au flux d’examen habituel du laboratoire. Le chauffage doit rester uniforme et supportable pour un stratifié fragilisé, puis le refroidissement assisté stabilise les joints. Sur Chipmate Auto.


La gamme Chipmate

Les trois machines partagent le même chauffage et le même logiciel. Elles se distinguent par la mesure des températures, la manipulation du composant et le degré d’automatisation.

La machine de chip-off Chipmate de PDR

Chipmate

Le système manuel d’entrée de gamme, pour mettre en place un procédé de chip-off défini et répétable.

  • retrait à l’outil à vide manuel ;
  • composant mesuré par capteur infrarouge sans contact, carte par thermocouple de type K ;
  • chip-off.
La machine de chip-off Chipmate Pro de PDR, avec son alignement optique

Chipmate Pro

Le modèle intermédiaire : mesure sans contact du composant et de la carte, prise contrôlée et alignement optique précis.

  • système de prise manuel ;
  • alignement par prisme à faisceau divisé, grossissement x50, précision de 10 microns ;
  • caméra de vue latérale, application de flux, refroidissement assisté ;
  • chip-off et transfert de composant.
La machine de chip-off Chipmate Auto de PDR, à retrait et placement automatiques

Chipmate Auto

Le plus haut niveau d’assistance de la gamme : retrait et placement se déclenchent seuls au moment précis, ce qui réduit la variabilité d’un opérateur à l’autre à l’étape la plus délicate.

  • retrait et placement automatiques ;
  • alignement par prisme à faisceau divisé, grossissement x50, précision de 10 microns ;
  • caméra de vue latérale, application de flux et de pâte, refroidissement assisté ;
  • chip-off, transfert et remplacement de composant.