Une fois que vous avez refondu la soudure en contact avec un flux, il reste toujours une certaine quantité de résidus de flux. Il n'existe pas de recommandations claires dans le secteur quant à la manière de désigner ces résidus, et de nouveaux termes apparaissent sans cesse. Si vous me demandez mon avis, voici ce que je recommande :
1/ Résidus de flux « non nettoyables » :
– Teneur standard en résidus : > 40 %
– Faible teneur en résidus (LR) : comprise entre > 10 % et 40 %
– Très faible teneur en résidus (ULR) : comprise entre > 2 % et 10 %
– Teneur en résidus quasi nulle (NZR) : comprise entre 0 et 2 %
Chaque pourcentage est exprimé en pourcentage massique de résidus de flux après un véritable processus de refusion, et correspond à la fraction du flux brut ou du composant « flux » d’un mélange (tel qu’une pâte à souder ou un époxy chargé de métal). Il convient de noter que la quantité exacte de résidus varie en fonction du profil de refusion, de la masse de flux ou de pâte à souder étudiée, du débit de gaz sur l'échantillon, ainsi que de facteurs secondaires, tels que la teneur en oxygène de l'atmosphère de refusion.
L'analyse thermogravimétrique (ATG) est une méthode peu fiable pour déterminer les niveaux de résidus après refusion. Nos essais ont montré que les résultats obtenus à l'aide d'un godet d'échantillonnage en platine pour TGA, sur lequel s'écoule de l'azote, varient considérablement en fonction de la masse de l'échantillon présent, probablement parce que l'espace libre au-dessus du godet agit comme une « zone morte » où la vapeur reste piégée : la TGA peut donc donner des pourcentages de résidus artificiellement élevés, par rapport aux résultats obtenus sur un cadre de connexion plat ou un autre substrat.
Du point de vue d’un processus standard d’assemblage de semi-conducteurs, considérons à présent le cas d’une application de montage direct de puces (« flip-chip ») à faible jeu ou de « package-on-package », dans laquelle le flux est pour l’essentiel piégé dans une « cage » formée par les entrées/sorties, prise en sandwich entre deux barrières de diffusion plates. Outre les problèmes liés aux résidus de flux, cela soulève également la question de l’impact sur les propriétés électriques du flux, si une plus grande quantité de solvant et d’autres composés volatils issus du flux se retrouve piégée dans les résidus.
2/ Résidus de flux « solubles dans l'eau » (les mêmes principes s'appliquent aux résidus « nettoyables au solvant ») :
– Soluble dans l'eau : les résidus peuvent être entièrement dissous dans l'eau pour former un liquide transparent ; la couleur de ce liquide de rinçage n'a aucune importance,
– Dispersible dans l'eau : liquide de rinçage non transparent, présentant une légère translucidité ou une légère turbidité
Je sais que les différences observées ici dépendront fortement de la qualité et de la température de l'eau de rinçage, de la composition chimique des agents nettoyants, du stade de la durée de vie du bain, etc. Mais à mon sens, si le liquide de rinçage n'est pas transparent, cela signifie que les solides issus du flux doivent être en suspension sous forme de particules fines. Ces particules présentent généralement des indices de réfraction différents de ceux du liquide en vrac, ce qui entraîne une turbidité. Il existe peut-être un moyen de déterminer la fin de la durée de vie du bain à partir de la turbidité, de la diffusion dynamique de la lumière (DLS) ou d’une technique similaire ; éventuellement en combinaison avec la mesure standard de l’indice de réfraction, qui est la plus couramment utilisée.
En conclusion, il convient de noter que les flux ULR et NZR sont de plus en plus utilisés dans les applications « flip-chip », car ces types de matériaux interfèrent moins avec le durcissement des polymères de sous-remplissage. Les flux NZR deviennent indispensables pour les applications de formation de bosses à piliers en cuivre.
Ce n'est que mon avis – dites-moi ce que vous en pensez.
Santé ! Andy
