Cette semaine, un client asiatique nous a demandé pourquoi l'un de nos nouveaux flux époxy ne permettait pas d'extraire le dispositif de conditionnement sur emballage (PoP) du plateau d'immersion. Il est évident que la buse de vide doit avoir une force suffisante pour extraire l'emballage PoP du réservoir de flux PoP (en jaune, ci-dessous). 
Ceux d'entre vous qui me connaissent savent que j'essaie toujours de réduire les choses à des chiffres. J'ai donc naturellement réfléchi à la manière dont je pourrais modéliser cette situation d'un point de vue physique et j'en suis arrivé à ce qui suit :
Si la force descendante (poids du composant plus force d'adhérence du flux époxy) est supérieure à la force ascendante (pression de l'air sur la partie inférieure du composant), le composant n'a pas pu être extrait du flux époxy. La figure montre les différentes variables. Si l'on exprime cela mathématiquement, on obtient, en unités SI, la formule suivante :
Force descendante = m.g + n.Ft.pi.(d/2)^2
où Ft est la force d'adhérence en unités de masse par unité de surface, tirée de la force d'adhérence maximale déterminée par l'essai d'adhérence de la pâte à braser de J-STD-005, ANSI/IPC TM 650:2.4.44.
Force ascendante = 101000.A.pi.(D/2)^2
où A est la mesure (fraction) de la pression atmosphérique et indique la qualité du vide (le vide zéro est de 0,0atm : le vide poussé est de 1,0atm).
Cette approche comporte quelques incertitudes : Comment le vide varie-t-il en fonction du diamètre de la buse ? La sonde de 5 mm de diamètre utilisée dans le test IPC correspond-elle à une surface inférieure de CSP (chip-scale package) complexe, avec de nombreuses bosses de soudure arrondies ou des sphères de soudure ? Et ainsi de suite. Mais au moins, le modèle nous permet de nous situer dans la bonne fourchette. Pour vous donner une idée de la manière dont cela fonctionne, la deuxième figure présente quelques résultats. Notez que le scénario (iv) est le seul à poser problème (équilibre des forces négatif).
Les données impliquent que le problème de l'incapacité à prélever des composants sur un plateau de flux par immersion n'est susceptible de se poser que si l'un ou l'autre de ces problèmes se pose :
- Composants : Lourd (épais / grand)
- Buse d'aspiration : diamètre trop petit et/ou vide faible ou insuffisant
- Flux : Très collant (force d'adhérence élevée)
Pour de nombreuses applications récentes, il est souhaitable d'immerger la sphère/bosse du composant à une profondeur juste supérieure à la hauteur de la bosse (disons 100-110%). Si le client plonge toute la partie inférieure du composant dans un flux standard (non époxy), cela peut poser de nombreux problèmes, notamment en termes de fiabilité (SIR ; migration électrochimique), de déplacement du composant (skewing) pendant la refusion, ainsi que de difficulté à prélever le composant sur le plateau. La solution à cette série de problèmes consiste à choisir soit un flux standard avec un SIR élevé avant refusion, tel que notre PoPflux 30B, soit un flux époxy à faible teneur en matières volatiles.
J'en dirai plus sur les flux époxy dans quelques mois, car nous approchons actuellement de la fin de tests approfondis chez plusieurs clients en Europe et en Asie.
Santé !
Andy
