昨年の夏、東南アジアに滞在中、インジウムの技術チームと私は、大手装置ベンダーとフリップチップ・ディッピング・プロセスについて議論する機会を得た。トピックの1つは、 フリップチップフラックスディップトレイからのデバイス（バンプパッケージまたはダイ）の「ピックアップ」、およびデバイスが粘着性のあるフラックスから除去できるかどうかにさまざまな要因がどのように影響するかについてでした。同じ議論は、フリップチップ、MEMSパッケージアセンブリ、WL-CSPフラックスディッピングに至るまで、すべてのフラックスおよびソルダーペーストディッピングプロセスに関連しています。
しばらくの間、謎だったことがある。それは、なぜ小さなデバイスは大きなデバイスよりもディッピングトレイから取り出しにくいのか、ということだ。これは理屈に反しているように思える：
- の方が軽い（質量が小さい）ので、ピックアップは難しくなるどころか、容易になるはずだ。
- 同じI/Oサイズと密度（単位面積当たりのI/O数）であれば、先に説明したように、伸長粘度（「タック」）の影響は、デバイス面積に対してリニアにスケールするはずである。つまり、フラックスの接触面積の影響はないはずである。
真空ピックアップヘッドと装置のアライメント精度である。
この精度は、装置の中心とピックアップノズルの中心をいかに慎重に合わせるかの関数である。想像できるように、最悪のシナリオは、オーバーパック（テープ＆リールまたはワッフルパック）の中で動き回ることを許されたパッケージを、不正確なバキュームヘッドの配置でピックアップし、超高速でフラックスに浸漬しなければならない場合である。この影響を軽減するため、バキュームヘッドは常にその接触部（ノズルの見かけの直径より常に小さい）がダイエリア内に入るように設計されている。そのため、統計的に導き出された「キープアウト幅」（KOW）が存在し、これはパッケージのサイズが小さくなるにつれて、明らかにマイナスの影響が大きくなります。
円形ノズルを使った簡単なケースを下の写真に示す。
正方形のパッケージの場合、パッケージの幅の関数として効果を示すのは簡単な計算で、「有効面積％」＝ノズルの面積／パッケージの面積は下図のようになります。装置を上方に引き上げる力は、ノズルの外側と内側の圧力差にノズル内側の面積を掛けたものだけであることを覚えておいてください。
小型のダイやパッケージをピックアップする能力に影響を与える可能性がある他の要因もあることに注意してください：すべては、密閉されたパッケージ/ノズルキャビティの内部と外気との間の圧力差の減少に関連しています：
- パッケージとノズルの界面での小さなリークは、大きなノズルの内部よりも小さなノズルの内部の真空に強く影響する。
- 気圧は変動する可能性がある（海抜高度または気象条件）
したがって、ノズルがディッピング・トレイから小さな、あるいはそうでなければ問題のあるダイをピックアップするための最良のチャンスは、以下の1つ以上を実施することである：
- 低「タック」フリップチップまたはMEMSフラックス
- ノズル設計と装置公差によりノズル有効面積を最大化（KOWを低減）
- フラックス浸漬トレーからゆっくり引き出す
- テープ・アンド・リールやワッフル・パックのダイやパッケージの包装「ポケット」の公差を厳しくする。
ここでのトレードオフは、低粘度／タックフラックスではリフロー前、あるいはリフロー中に部品を所定の位置に保持できない可能性があること、そして、より遅く、より正確なディッピングと配置プロセスによってスループットが低下することである。
インジウム・コーポレーションは現在、浸漬可能な超低残渣およびゼロに近いフラックスの品揃えを拡大しており、今後数ヶ月のうちにさらに多くのことをお伝えする予定です。あなたの発見をぜひ私たちと共有してください。
有効面積」という言葉を作ってくれた友人の チョ・ヒョリョン博士に感謝する。
乾杯アンディ
