O meu amigo e colega Chris Nash e eu estivemos recentemente a discutir alguns resultados intrigantes de baixa altura de imersão encontrados durante os testes de materiais package-on-package (PoP) . As conclusões serão do interesse de todos os que utilizam um processo de imersão na montagem SMT e flip-chip. Em primeiro lugar, um pequeno historial. Muitos de vós estarão familiarizados com os dois tipos de tabuleiros de imersão utilizados na montagem de PoP e flip-chip:
Tipo Linear - Embora a lâmina raspadora num sistema deste tipo seja normalmente o componente móvel, existem algumas ferramentas em que a própria bandeja de imersão se move de um lado para o outro sob uma "lâmina" fixa ou reservatório. O equipamento de imersão de flip-chip da EB Datacon, por exemplo, pode ser de qualquer tipo.
Foram reivindicadas vantagens para ambos os tipos de sistema, mas o tipo rotativo parece estar a ganhar ao tipo linear para um controlo muito preciso da profundidade de imersão. Dito isto, o linear parece ser muito mais comum. Porquê?
Uma pista que descobrimos recentemente é que a profundidade de imersão para um sistema linear é sempre menor do que a profundidade projectada: quer o fluido seja um fluxo ou uma pasta de solda por imersão. O pressuposto é que a profundidade do fluxo no tabuleiro de imersão linear é exatamente a mesma que a altura do desenho (abaixo).
No entanto, tal como evidenciado pela inspeção visual da altura de imersão da esfera de solda/colisão do flip-chip e também pela medição direta do fluido no tabuleiro de imersão, a altura real de imersão do fluxo ou da pasta é sempre inferior à altura projectada (abaixo). Porquê? 
A resposta pode provavelmente ser encontrada em referência ao conceito de camada limite (círculo vermelho acima): uma camada de material imediatamente adjacente a uma superfície que está completamente imóvel (camada limite estática) ou que se move a uma velocidade inferior à do fluido em movimento. Sem camada limite, não haveria arrastamento (forças de fricção do fluido) e, claro, é por isso que as bolas de golfe têm covinhas: para que a camada limite seja mantida maioritariamente sob a superfície exterior da bola, para reduzir o arrastamento. Este princípio também foi adotado para alguns lâminas de rodo.
A redução da altura é da ordem dos 10-20 microns, tanto quanto podemos dizer com os sistemas de medição disponíveis. Assim, para uma profundidade de imersão de 200 mícrones, isto conduzirá apenas a um erro de -5 ou -10% na altura real da imersão.
Uma vez que a maioria dos materiais de imersão são tixotrópicos, existe a complicação adicional da dependência do tempo da reologia do material. A forma mais rápida de atingir a profundidade de imersão de equilíbrio é utilizar um movimento muito rápido do sistema de lâminas raspadoras em relação ao tabuleiro de imersão, embora isto aumente quase inevitavelmente a prevalência de bolhas.
Mais uma vez, o sistema linear é o mais comum para a maioria das aplicações de imersão de PoP e flip-chip, mas tem claramente as suas limitações, como discutiremos na parte II.
Os vossos comentários são bem-vindos.
Saúde! Andy
