Comme toujours, j'ai eu des conversations très intéressantes lors du salon IWLPC la semaine dernière : l'une d'entre elles s'est déroulée avec mon bon ami Jeff Schake de Dek. Il savait que j’avais travaillé il y a quelques années sur un système visant à empêcher le séchage de la pâte à souder sur le pochoir en maintenant une pression de vapeur de solvant définie, ou « %RS » (l’équivalent en solvant du %RH), au-dessus de la pâte.
C'est presque en marge de mon travail d'ingénieur que j'ai réalisé que j'aurais besoin d'un outil permettant de faire la distinction entre une pâte à souder qui perdait de son solvant et une autre qui « s'épaississait » simplement en raison de changements rhéologiques liés au temps (TDRC). Le TDRC englobe des phénomènes tels que la thixotropie et la rhéopexie. La thixotropie, ou fluidification sous cisaillement, est un phénomène bien connu de tous ceux qui ont déjà dû secouer un flacon en verre de ketchup pour faire sortir ce maudit produit : le ketchup possède une « structure » gélatineuse fragile qui peut être transformée en une structure à faible viscosité par simple agitation. Le temps (de retard) nécessaire pour décomposer cette « structure » peut être modélisé par une simple fonction exponentielle basée sur l’équivalent rhéologique d’une demi-vie, tout comme le temps (de relaxation). Par « relaxation », on entend ici la reconstruction de la structure gélatineuse de la pâte au fil du temps lorsqu’elle est au repos, sans forces de cisaillement, et la vitesse à laquelle elle se reconstruit ne dépend que de la cinétique de diffusion – [au cas où vous auriez lu le titre de cet article de blog et imaginé de la pâte à souder en train de bronzer sur le sable de Palm Beach].
La pâte à souder « no-clean » étudiée a certes vu sa viscosité évoluer avec le temps, mais cette évolution était réversible et correspondait assez bien au modèle rhéologique (données présentées ci-dessous) ; cela démontre toutefois que le séchage irréversible (perte de solvant) n'était PAS la cause principale de l'obstruction du pochoir et des autres problèmes observés.
Comparons cela à la pâte lavable à l'eau (données présentées ci-dessous), qui, même après quelques heures, présentait des signes de dégradation irréversible des performances, ce qui aurait pu être évité en maintenant une atmosphère contrôlée correspondant à un pourcentage spécifique de RS à la surface de la pâte pendant toute la durée de vie du pochoir.
De nos jours, la plupart des pâtes sans lavage ne nécessitent que peu, voire pas du tout, de malaxage (mélange ou impression sur le pochoir) avant d'être utilisées, mais en règle générale : plus une pâte nécessite de malaxage avant d'être prête à l'emploi, moins elle peut rester longtemps sur le pochoir entre deux impressions.
De telles connaissances mécanistiques nous aident également à mettre au point des pâtes à souder plus performantes pour le bumping des plaquettes et les puces « flip-chip ».
Santé ! Andy
