Nach dem Aufschmelzen von Lötmitteln, die mit einem Flussmittel in Berührung gekommen sind, bleibt immer eine gewisse Menge an Flussmittelrückständen zurück. In der Industrie gibt es keine eindeutigen Richtlinien, wie diese Rückstände zu bezeichnen sind, und es entstehen ständig neue Begriffe. Wenn Sie es mir überlassen, empfehle ich Folgendes:
1/ "Keine sauberen" Flussmittelrückstände:
- Standard-Rückstand: >40%
- Geringer Rückstand (LR): Zwischen >10% und 40%
- Ultrarote Rückstände (ULR): Zwischen >2% und 10%
- Nahezu rückstandsfrei (NZR): Zwischen 0 und 2%
Jeder Prozentwert wird als Gewichtsprozent des Flussmittelrückstands nach einem realen Reflow-Prozess angegeben und bezieht sich auf den Anteil des Rohflussmittels oder der Flussmittelkomponente eines Gemischs (z. B. Lötpaste oder metallgefülltes Epoxid). Beachten Sie, dass die genaue Menge an Rückständen vom Reflow-Profil, der Masse des untersuchten Flussmittels oder der Lötpaste, der Geschwindigkeit des Gasflusses über das Probenmaterial sowie von sekundären Faktoren wie dem Sauerstoffgehalt in der Reflow-Atmosphäre abhängt.
Die thermogravimetrische Analyse (TGA) ist eine ziemlich schlechte Methode zur Bestimmung der Rückstandsmengen nach dem Rückfluss. Die Ergebnisse der Verwendung eines TGA-Probenbechers aus Platin, der von Stickstoff überströmt wird, variieren bei unseren Tests erheblich mit der Masse der vorhandenen Probe, wahrscheinlich weil der Kopfraum im Becher als "tote Zone" für den Einschluss von Dampf fungiert: Die TGA kann daher im Vergleich zu den Ergebnissen auf einem flachen Leadframe oder einem anderen Substrat künstlich hohe Rückstandsmesswerte liefern.
Ausgehend von einem Standard-Halbleitermontageprozess betrachten wir nun die Situation einer "Flip-Chip"- oder "Package-on-Package"-Anwendung mit geringem Durchgang, bei der das Flussmittel im Wesentlichen in einem "Käfig" aus E/As eingeschlossen ist, der zwischen zwei flachen Diffusionsbarrieren liegt. Neben dem Problem der Flussmittelrückstände wirft dies auch die Frage auf, wie die elektrischen Eigenschaften des Flussmittels beeinflusst werden, wenn mehr Lösungsmittel und andere flüchtige Bestandteile des Flussmittels in den Rückständen eingeschlossen sind.
2/ "Wasserlösliche" (dieselben Grundsätze gelten für "mit Lösungsmittel reinigbare") Flussmittelrückstände:
- Wasserlöslich: Rückstände können in Wasser wirklich aufgelöst werden und hinterlassen eine transparente Flüssigkeit: die Farbe dieser Spülflüssigkeit ist unerheblich,
- Wasserdispergierbar: Undurchsichtige Spülflüssigkeit mit einem Hauch von Durchsichtigkeit oder Trübung
Ich weiß, dass die Unterschiede hier sehr stark von der Qualität und der Temperatur des Spülwassers, der Chemie der Reinigungsmittel, der Lebensdauer des Bades usw. abhängen, aber wenn die gespülte Flüssigkeit nicht transparent ist, müssen die Feststoffe aus dem Flussmittel als feine Partikel in der Schwebe sein. Diese Partikel haben in der Regel einen anderen Brechungsindex als die Hauptflüssigkeit: das Ergebnis ist eine Trübung. Möglicherweise gibt es eine Möglichkeit zur Bestimmung des Endpunkts der Badlebensdauer durch Trübung oder dynamische Lichtstreuung (DLS) oder ein ähnliches Verfahren; möglicherweise in Kombination mit der standardmäßigen Brechungsindexmessung, die am häufigsten verwendet wird.
Abschließend ist anzumerken, dass ULR- und NZR-Flussmittel zunehmend in Flip-Chip-Anwendungen eingesetzt werden, da diese Materialtypen die Aushärtung von Underfill-Polymeren weniger stören. NZR-Flussmittel werden für Kupfer-Säulen-Bumping-Anwendungen immer wichtiger.
Das sind nur meine Gedanken - lassen Sie mich wissen, was Sie denken.
Zum Wohl! Andy
