Efecto del Tamaño del Paquete y del Dado en la Inmersión y Recolección

Cuando estuvimos en el Sureste de Asia el verano pasado, el equipo técnico de Indium y yo tuvimos la oportunidad de discutir los procesos de inmersión de flip-chip con un proveedor importante de equipamiento. Uno de los temas fue la “recolección” del dispositivo (dado o paquete con bulto) de una bandeja de inmersión de flux flip-chip, y cómo los diferentes factores condicionan que el dispositivo pueda o no ser retirado del flux pegajoso. Las mismas discusiones son importantes para todos los procesos de inmersión de flux y pastas para soldar, desde la flip-chip, hasta el montaje de paquete de sistemas microelectromecánicos (MEMS) e inmersión de flux de paquetes a escala chip (CSP, por sus siglas en inglés) (WL-CSP).

Durante algún tiempo ha sido un misterio por qué los dispositivos pequeños son más difíciles de recoger de una bandeja de inmersión que los grandes.  Esto parece contrario a la lógica, ya que un dispositivo pequeño:

• será más liviano (inferior en masa), entonces esto debería facilitar la recolección, no hacerla más difícil

• para el mismo tamaño de ingreso/salida (I/O) y densidad (cantidad de I./O por área de unidad), el efecto de la viscosidad extensiva ("adhesión"), según lo discutido anteriormente, debería aumentar linealmente con el área del dispositivo. Por lo tanto no debería haber un efecto de área de contacto del flux.

  Aprendimos que existe un tercer aspecto que debe ser considerado: la exactitud de la alineación del dispositivo con la cabeza de aspiración de recolección.

  Esta exactitud es una función acerca del cuidado con que se alinea el centro del dispositivo con el centro de la boquilla de recolección. Como es de imaginar, el peor panorama es aquel en que una colocación imprecisa de la cabeza de aspiración debe recolectar un paquete al que se le ha permitido moverse en su sobreempaque (paquete de cinta y bobina u oblea), y luego sumergirlo en el flux a velocidad muy alta. Para mitigar este efecto, la cabeza de aspiración siempre está diseñada de modo que su perímetro de contacto (que es siempre más pequeño que el diámetro aparente de la boquilla) siempre estará dentro del área del dado. Por lo tanto existe un “ancho de no ingreso” (KOW, por sus siglas en inglés) derivado estadísticamente, que obviamente tiene un impacto negativo mayor según disminuye en tamaño el paquete.

En la foto abajo se muestra el caso para una situación sencilla que utiliza una boquilla circular.

Es matemática simple mostrar el efecto como función de un ancho de paquete para un paquete cuadrado, donde el “% de área efectiva” = área de boquilla / área de paquete, según se muestra abajo. Recuerde que la única fuerza que actúa para empujar el dispositivo hacia arriba es la diferencia en presión entre el exterior y el interior de la boquilla, multiplicado por el área dentro de la boquilla.

Tenga en cuenta que existen otros factores que también pueden impactar en la capacidad para recoger dados y paquetes pequeños: todo se relaciona con la diferencia de presión reducida entre el interior del paquete sellado / cavidad de la boquilla y el aire exterior:

• Una gotera pequeña en el paquete / interfaz de la boquilla impactará con más fuerza dentro del vacío de una boquilla pequeña que dentro de una grande.

• La presión atmosférica puede variar (altura por encima del nivel del mar o condiciones climáticas)

  La mejor posibilidad para que una boquilla recoja un dado pequeño o problemático por otras razones de una bandeja de inmersión es, por lo tanto, mediante la implementación de uno o más de;

• Flip-chip de baja “adhesión” o flux MEMS

• Área efectiva de boquilla maximizada por el diseño de la boquilla y las tolerancias del equipamiento (KOW reducido)

• Extracción lenta de la bandeja de inmersión del flux

• Tolerancias más ajustadas en los “bolsillos” del empaque para cinta y bobina o dado o paquete de oblea empacada

  Las compensaciones aquí son que un flux de viscosidad/adhesión baja podría no ser capaz de mantener los componentes en su lugar previo a, o durante, el reflujo, y que un proceso más lento y más preciso de inmersión y colocación reduce el rendimiento.

  Indium Corporation actualmente está ampliando nuestro rango de flux sumergibles y con residuo extra bajo cercano a cero y estaremos enseñándole más en los meses venideros. Por favor siéntase libre de compartir sus hallazgos con nosotros.

  Gracias a mi amigo DrHyoryoon Jo por acuñar el término "área efectiva".

  ¡Saludos! Andy

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