Come sempre, la settimana scorsa ho avuto alcune conversazioni molto interessanti alla fiera IWLPC: una di queste è stata con il mio caro amico Jeff Schake di Dek. Sapeva che alcuni anni fa avevo lavorato a un sistema per impedire l'essiccamento della pasta saldante sullo stencil, mantenendo una pressione di vapore del solvente prestabilita, ovvero la “%RS” (l'equivalente in termini di solvente della %RH) sopra la pasta.
Quasi come un effetto collaterale del mio lavoro di ingegnere, mi sono reso conto che avrei avuto bisogno di uno strumento per distinguere tra la pasta saldante che stava perdendo solvente e quella che si stava semplicemente “addensando” a causa di cambiamenti reologici dipendenti dal tempo (TDRC). Il TDRC comprende fenomeni quali la tissotropia e la reopessi. La tissotropia, o fluidificazione per taglio, sarà familiare a chiunque abbia dovuto agitare una bottiglia di vetro di ketchup per far uscire quella maledetta roba dalla bottiglia: il ketchup ha una “struttura” gelatinosa debole che può essere scomposta in una struttura a bassa viscosità semplicemente agitando la bottiglia. Il tempo (di ritardo) necessario per rompere la “struttura” può essere modellato da una semplice funzione esponenziale basata sull’equivalente reologico di un’emivita, così come il tempo (di rilassamento). Per “rilassamento” si intende qui la ricostruzione della struttura gelatinosa della pasta nel tempo, quando questa rimane semplicemente a riposo senza forze di taglio, e la velocità con cui si ricostruisce dipende esclusivamente dalla cinetica di diffusione – [nel caso in cui, leggendo il titolo di questo post, vi foste immaginati la pasta saldante che prende il sole sulla sabbia di Palm Beach].
La pasta saldante “no-clean” oggetto dello studio ha certamente subito una variazione di viscosità nel tempo, ma tale variazione era reversibile e si adattava piuttosto bene al modello reologico (dati riportati di seguito), dimostrando tuttavia che l’essiccazione irreversibile (perdita di solvente) NON era la causa principale dell’intasamento dello stencil e degli altri problemi osservati.
Si confronti questo risultato con quello della pasta lavabile con acqua (dati riportati di seguito), che già dopo un paio d’ore mostrava segni di un deterioramento irreversibile delle prestazioni, che avrebbe potuto essere evitato mantenendo un’atmosfera controllata, corrispondente a una specifica percentuale di RS sulla superficie della pasta, per tutta la durata di vita dello stencil.
La maggior parte delle paste “no-clean” attualmente in commercio richiede una lavorazione minima o nulla (mescolatura o stampa sullo stencil) prima dell’uso, ma come regola generale vale quanto segue: maggiore è la lavorazione richiesta da una pasta prima di poterla utilizzare, minore è il tempo che può rimanere sullo stencil tra una stampa e l’altra.
Approfondimenti di natura meccanicistica come questo ci stanno aiutando anche a sviluppare paste da saldatura migliorate per il bumping dei wafer e per i flip-chip.
Salute! Andy
