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Plateforme Technologique « Simulation et Prototypage de cartes électroniques »

La loi sur l’Innovation et la recherche du 12 juillet 1999 a mis en place des outils visant à favoriser le transfert de technologies de la recherche publique vers le monde industriel et la création d’entreprises innovantes en offrant un cadre juridique adapté. Cette loi a permis l’émergence des plateformes technologiques (PFT) dont l’objectif est l’optimisation des moyens et des compétences dont disposent les établissements publics d’enseignement et de recherche, par leur mutualisation au service des PME-PMI. Les PFTs offrent également un excellent point d’appui pédagogique et permettent de renforcer les partenariats entre les formations et le tissu économique et industriel environnant.

Dès la mise en place de ces dispositions, les enseignants du département GEII de l’IUT Calais-Boulogne ont travaillé en partenariat avec les acteurs économiques locaux pour définir les besoins des entreprises en termes de compétences et d’équipements. Le projet a abouti à la mise en place d’une plateforme technologique dédiée à l’électronique de précision : simulation et prototypage de cartes électroniques.

Les équipements acquis ont été financés par le Fonds Européen de Développement Régional (FEDER) ; ils sont complémentaires avec ceux disponibles dans les locaux des structures partenaires notamment les laboratoires de recherche de l’Université du Littoral Côte d’Opale. Grace à ces moyens, la plateforme technologique  offre aux entreprises une expertise et un accompagnement sous différentes formes (prestations de services, recherche et développement).

 

 

Equipements et services

Les équipements de la plateforme permettent la réalisation de toutes les étapes nécessaires à la production d’une carte électronique : simulations du circuit, réalisation du typon, tirage et contrôle de la carte. Les moyens sont particulièrement adaptés aux composants de type CMS.

Simulations et saisies des schémas

Le logiciel utilisé est ALTIUM Designer. Il permet la saisie du schéma électrique, sa simulation, le routage avec vue en trois dimensions de la carte. Il est possible de concevoir des circuits multicouches et des circuits hyperfréquences grâce à ce logiciel.

Gravure des pistes

Deux procédés sont proposés :

La gravure chimique : le typon est réalisé avec la technologie de photolithographie sur film photosensible. Le cuivre, en dehors des pistes et des pastilles, est dissout par pulvérisation de perchlorure de fer.

La gravure mécanique : réalisée par une ProtoMat de la marque LPKF, cette machine permet le fraisage, le perçage et découpage de la plaque.

Dépose et soudure des composants

La figure ci-contre montre  la phase de préhension d’un BGA dans le processus de dessoudage.  Le matériel utilisé est une expert DBL04 de marque Martin. Cet appareil permet le dessoudage, le soudage, le placement par caméra couleur de composants de type SO, PLCC, QFP, BGA, CSP, µCSP et le rebillage de BGA, aux normes ROHS.  L’expert DBL04 permet aussi l’application très précise de crème à braser.

La technique de soudure à refusion est classique en industrie.  Elle permet la soudure des composants dits  « montés en surface » (CMS ou SMD, Surface Mount Device). Cette technique présente l’avantage de souder un grand nombre de composants en une seule opération. La plateforme dispose d’un convoyeur et d’un mini four pour le soudage de composants CMS. Les cartes électroniques produits à la plateforme comportent des trous métallisés, du vernis épargne et peuvent également être multicouches.

Contrôle

L’équipement de la plateforme permet le contrôle et la réparation de cartes électroniques comportant des composants spéciaux de type BGA et µBGA. En effet, il est possible de  vérifier les soudures par rayons X de ces composants et de les remplacer si nécessaire.Ci-contre, la machine utilisée est un système d’inspection aux rayons X RTX-113 de la marque Glenbrook Technologies.  C’est un outil radiographique d’inspection puissant, conçu pour maintenir  le contrôle de qualité et la vérification de processus pendant tous les aspects de fabrication de cartes électroniques.

Activités

Pédagogie

L’équipement de la plateforme ainsi que le savoir-faire de son équipe sont mis à la disposition des étudiants en DUT GEII, Master, et licence pro TAEC. Sa participation aux journées portes ouvertes et autres manifestations comme la semaine de l’industrie, et des salons de l’électronique permet de promouvoir les métiers de l’électronique auprès d’un large public.

Industrie

Les prestations proposées aux industriels peuvent aller du contrôle aux rayons X au développement de projet en passant par la réparation de cartes électroniques. La plateforme traite avec des clients partout en France. Les laboratoires de recherche font également appel à la plateforme pour certains de leurs travaux nécessitant des compétences en électronique.

Recherche

De nombreux prototypes de circuits hyperfréquences ( antennes à balayage à cristaux liquides) ont été réalisés au sein de la plateforme dans le cadre de plusieurs thèses réalisées à l’UDSMM. Les travaux de la plateforme dans ce domaine ont été cités à diverses reprises dans des revues scientifiques.

Dans le cadre du projet ANR Ospégaz, la plateforme technologique a
permis la réalisation de cartes d’instrumentation afin d’évaluer les
performances des capteurs semi conducteurs sur les stations de test
sous gaz de l’entreprise SIMTRONICS. La plateforme intervient
également dans le procédé de lithographie optique nécessaire à la
réalisation des électrodes de ces capteurs de gaz.

Article sur les oxydes sans plomb pour la détection de gaz (projet OSPEGAZ) paru en 2014 dans la revue International Innovation

issue125 cover

www.researchmedia.eu

 

 

Contrats et prestations

Entreprises

  • ACEA Electronic Manufacturing Services
    Type de travail : CAO (Conception Assistée par Ordinateur)
    www.acea-ems.com
  • ECOREVA
    Type de travail : Recherche et développement d’une alimentation de puissance pour tube à LED.
  • EDF
    Type de travail : Recherche et Développement sur un compteur énergétique,CAO.
  • Energie-sb
    Type de travail : Recherche et développement d’interface de contrôle de consommation et production énergétique.
    www.energiessb.com
  • Embisphère
    Type de travail : Câblage de cartes électroniques.
    www.embisphere.com
  • Hydrelis
    Type de travail : Contrôle au rayon X.
    www.Hydrelis.com
  • GIROPTIC
    Type de travail : Contrôle au rayon X, câblage de cartes électroniques.
  • INTELNAT
    Type de travail : CAO.
  • VALEO Engine and Electrical Sytems
    Type de travail : câblage de composants électroniques.
  • Eurotelec
    Type de travail : CAO, réalisation d’une carte électronique.
  • SIMTRONICS
    Type de travail : CAO, conception de cartes d’instrumentations.
    www.simtronics.eu
  • Rec & Live
    Type de travail : Amélioration d’alimentation de spots à LED de puissance, CAO, prototypage.
    www.rec-live.fr

 

Laboratoires

  • LOV Laboratoire d’Océanographie de Villefranche sur mer (CNRS)
    Type de travail : R&D, CAO, simulation.
    www.obs-vlfr.fr
  • LPCA Laboratoire de Physico-Chimie de l’Atmosphère (ULCO)
    Type de travail : CAO, conception de prototypes de cartes électroniques.
    lpca.univ-littoral.fr
  • LOG Laboratoire d’Océanographie et de GéosciencesType de travail : CAO, conception de prototype.
    log.univ-littoral.fr

 

Etablissement scolaire

  • ULCO (License Biologie et Master électronique et instrumentation)Type de travail : Conception d’un boîtier de stimulation sensorielle.

 

 

Fournisseurs de matériels et équipements pour la fabrication et le câblage de cartes électroniques CMS

 

 

L’équipe

Nathalie Verbrugghe
PFTN

 

 

Kévin Binet
PFTK

 

Les partenaires

 

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Contacts : nathalie.verbrugghe@univ-littoral.fr ou kevin.binet@univ-littoral.fr

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