Profondeur d'immersion de la pâte à souder et du flux : II

Article n° 2 :
Pour des hauteurs d'immersion plus importantes de la pâte à souder et du flux, il semble qu'une racle linéaire (mouvement de va-et-vient) utilisée dans un processus d'immersion fonctionnant à grande vitesse permette d'atteindre des hauteurs d'immersion proches de celles attendues d'après la limite théorique calculée, pour des hauteurs d'immersion de 50 microns et plus. La vitesse élevée provoque un fluidification par cisaillement du flux, ce qui a pour effet à la fois de réduire l’épaisseur de la couche limite et de diminuer la viscosité d’extension (adhérence), ce qui permet de détacher plus facilement les composants du bac de trempage.

Et si vous vouliez plonger à des profondeurs plus faibles ?

À mesure que nous nous orientons vers le domaine du trempage des puces « flip-chip » sur piliers en cuivre, et même (d’après ce que nous avons entendu) vers l’assemblage « package-on-package » pratiqué par certains clients japonais, la hauteur de trempage (profondeur de trempage) peut descendre jusqu’à 10 à 20 microns, et c’est là que, selon nos informations, les bacs de trempage rotatifs prennent tout leur sens. Le schéma ci-dessous présente une version simplifiée d’un bac de trempage pour flux et pâte à souder.

Les bacs de trempage rotatifs semblent présenter les avantages suivants :

– Réglage de la hauteur : la hauteur/profondeur d'immersion se règle à l'aide de deux micromètres, ce qui permet un réglage continu et précis, même s'il est nécessaire de mesurer au préalable la hauteur d'immersion.

– Faible coût : ils n'entraînent en outre aucun coût d'investissement pour un nouveau réglage de la profondeur d'immersion, contrairement aux bacs d'immersion spécialement conçus, dont le prix peut dépasser les 2 000 dollars pièce.

– Exactitude et précision de la profondeur : d’un point de vue plus pragmatique, cependant, la véritable raison pour laquelle on utilise des bacs rotatifs avec des hauteurs d’immersion ultra-faibles est que la profondeur de flux est réellement mesurée : on ne part pas du principe tacite qu’une profondeur d’immersion donnée est correcte et constante, en se basant sur la conception du bac d’immersion. Comme nous l’avons vu la dernière fois, une erreur de 20 microns est possible, et avec une hauteur d’immersion de 50 microns ou moins, cela pose un énorme problème si vous utilisez un bac d’immersion de 50 microns et que vous partez du principe que vous obtenez exactement cette profondeur d’immersion.

Cependant, les bacs de trempage rotatifs présentent eux aussi leur lot de problèmes potentiels par rapport aux systèmes de trempage linéaires :

– Surface plus importante : le flux et la pâte à souder risquent de sécher plus rapidement, et un matériau soluble dans l’eau sera plus sensible à l’humidité présente dans l’air. Cela entraîne également un gaspillage de flux, car la surface exposée est plus grande que celle qui sera réellement utilisée, même si cela peut également être le cas avec certains modèles de plateaux linéaires.

– Plateau circulaire : les matériaux subiront un taux de cisaillement plus élevé sur le bord extérieur qu’au centre. Si la vitesse de rotation est trop élevée, les matériaux en immersion risquent de s’accumuler sur les bords, projetés vers l’extérieur par la force centripète.

– Taux de cisaillement plus faible : pour une même profondeur d'immersion dans le flux ou la pâte à souder, la vitesse de la racle sera nettement inférieure avec un système rotatif qu'avec un système linéaire. Cependant, comme le montre l'illustration ci-dessous, pour une racle se déplaçant à un quart de la vitesse et à un quart de la hauteur d'immersion, le taux de cisaillement reste identique.