Nettoyage par ultrasons des modules électroniques après réparation

Un module sur un poste de réparation n'est pas une carte neuve. Il a un passé : poussière et graisse accumulées pendant des années dans une armoire électrique ou un véhicule, peut-être un liquide renversé et la corrosion qui a suivi, et maintenant le flux de la retouche qui a remplacé le composant défectueux. Un bon nettoyage décide de la durée de la réparation. Un mauvais nettoyage peut transformer un module réparé en module qui retombe en panne en quelques semaines.

Flux de retouche

La retouche manuelle laisse plus de flux qu'un procédé de production, et de façon irrégulière. Le flux d'un stylo, d'un gel ou d'un fil fourré déborde de la soudure, et une partie n'atteint jamais la température de brasage. Le flux no-clean est conçu pour devenir inoffensif lorsqu'il est entièrement chauffé pendant le brasage. Le flux resté froid en bordure de la zone de retouche peut rester actif : collant, ionique et corrosif en air humide. C'est pourquoi « no-clean » ne veut pas dire « on le laisse » après une retouche manuelle, en particulier sur les modules destinés aux véhicules, aux équipements d'extérieur ou à la haute tension.

La chimie propre à chaque type de flux se trouve dans l'élimination des résidus de flux. En réparation, un dissolvant de flux aqueux à 45 à 55 °C, 40 kHz, 3 à 5 minutes, suivi d'un rinçage à l'eau déionisée, enlève à la fois le flux de retouche et les résidus plus anciens sur le reste de la carte.

Corrosion après dégât des eaux

Lorsqu'une carte sous tension est mouillée, l'eau et les ions qu'elle dissout conduisent le courant entre les conducteurs. Le métal se dissout sur un conducteur et se dépose sur un autre ; en quelques heures apparaît une corrosion verte ou blanche autour des broches des composants, sous les puces et sur les vias. Une fois la carte sèche, les produits de corrosion restent, et ils sont à la fois ioniques et conducteurs en air humide.

L'ordre des opérations compte :

Coupez l'alimentation et retirez immédiatement la batterie. Chaque minute sous tension aggrave la situation.
Démontez le module. Retirez la batterie, les cellules de sauvegarde et les piles bouton, les écrans, les haut-parleurs et les microphones, ainsi que toute pièce qui ne doit pas être nettoyée ; voir le guide des risques pour l'électronique de précision. Retirez les blindages si possible, pour que le liquide atteigne les composants en dessous.
Nettoyez. 40 kHz, dissolvant de flux ou détergent destiné aux résidus de corrosion sur l'électronique, 45 à 55 °C, 3 à 6 minutes. Les ultrasons décollent les produits de corrosion sous les composants, là où une brosse n'arrive pas.
Rincez deux fois à l'eau déionisée, la première sous ultrasons.
Séchez soigneusement, à l'air chaud filtré à 50 à 60 °C, pendant 30 minutes ou plus, plus longtemps pour les cartes avec BGA et zones blindées.
Examinez au microscope. Cherchez les pistes et pastilles rongées et les pattes de composants dissoutes au ras du boîtier. Le nettoyage enlève les produits de corrosion ; il ne reconstitue pas le métal. Réparez les pistes endommagées avant de mettre le module sous tension.
Testez avant la remise en service du module.

Les cartes ayant subi un dégât des eaux demandent souvent un second cycle après examen, lorsque le premier passage a révélé une corrosion cachée sous les résidus.

Les solvants inflammables ne vont jamais dans une cuve ouverte et chauffée

Beaucoup de postes de réparation ont de l'alcool isopropylique et d'autres solvants à portée de main, et il est tentant de les verser dans la cuve à ultrasons. Ne le faites pas. Les ultrasons transforment la surface du liquide en fin brouillard, la résistance chauffante de la cuve est une source d'inflammation, et la pièce se remplit de vapeurs. Essence, diluants, acétone, white-spirit et alcools ne s'utilisent jamais dans une cuve à ultrasons ouverte et chauffée.

Si un solvant est nécessaire, utilisez la méthode indirecte : un petit bécher fermé contenant le solvant, posé dans une cuve remplie d'eau, chauffage coupé, dans un local ventilé, et uniquement avec un solvant dont la fiche de données de sécurité autorise l'usage aux ultrasons. Les détergents aqueux dans la cuve elle-même restent le choix par défaut le plus sûr. L'article sur la sécurité couvre les autres dangers.

Autres résidus sur les modules en retour

Résidu	Origine	Que faire
Poussière et brouillard d'huile	Armoires électriques, machines, véhicules	Détergent aqueux, 40 kHz ; faites tremper d'abord si la couche est épaisse
Ancien vernis de tropicalisation	Production d'origine	Les ultrasons n'enlèvent pas un vernis intact ; retrait local au décapant du fabricant du vernis, puis nettoyage
Pâte thermique	Dissipateurs, composants de puissance	Essuyez d'abord le gros, puis nettoyez
Nicotine et graisse de cuisine	Appareils grand public	Détergent alcalin adapté à l'électronique, puis rinçage soigneux

Les connecteurs du module demandent un temps de séchage supplémentaire pour leurs alvéoles de broches ; voir les connecteurs.

Après le nettoyage

Si le module était verni, revernissez la zone retouchée et nettoyée une fois qu'elle est sèche ; voir l'étape de vernissage dans le nettoyage des cartes électroniques après brasage. Remontez les pièces retirées, avec une batterie neuve si l'ancienne a été exposée au liquide. Consignez ce qui a été nettoyé et comment, pour que la prochaine réparation du même type de module parte d'un procédé connu.

Quelle machine

Travail	Configuration
Téléphones, appareils portatifs, petits modules	STS-030 (3 L) ou STS-060 (6 L), 40 kHz, un second appareil ou un bécher pour le rinçage à l'eau déionisée
Cartes de commande, modules automobiles et industriels	STS-090 (9 L) à STS-150 (15 L), 40 kHz, support pour cartes sur la tranche
Cartes plus grandes et ateliers de réparation à volume	STS-200 ou STS-300 (cuve de 500 × 300 mm), ou UMX Pro 50L avec programmes enregistrés par type de module