Les limites du nettoyage à l'eau d'une Flip-Chip (I)

Lundi 16 mai 2011 par Andy Mackie [voir biographie]

Ce message a été encouragé par un clint coréen qui c mois-ci a demandé quelles étaient les limits d’un nettoyage aqueux (à base d’eau) pour des flux utilizes dans des applications de flip-chip à tige en cuivre. Jusqu’où put aller le pas de perçage avant qu’un nettoyage aqueux ne soit irréalisable / infaisable ? 40 microns ? 20 microns ? 5 microns ?

Bonne question. Je n’ai pas de réponse définitive mais il existe un compromis dans le secteur qui semble cohérent. J’essayerai de répondre à cette question sous peu mais tout d'abord vous devez vous demander « Qu'est-ce que le nettoyage aqueux? » Est-ce :

-        de l’eau déionisée (ED) ?

-        de l’eau plus un tensioactif ?

-        de l’au plus un agent de saponification ?

-        un mélange (huile /phase aqueuse)?

-        tout ce qui precede ?

L’eau déionisée peut être un liquide de nettoyage idéal d’un point de vue de la fiabilité et de l’écologie mais sa mauvaise humidification sur des surfaces même légèrement hydrophobes, sa viscosité élevée par rapport à de nombreux solvants biologiques de faible poids moléculaire et sa mauvaise dissolution pour de nombreuses molécules utilisés dans des flux (les résines sont un bon exemple) en font un mauvais choix en tant que solvant pur.

Il est aussi important de faire la différence entre les agents de saponification et les tensioactifs.

- Les tensioactifs : Habituellement un tensioactif non ionique : le plus souvent un fragment moléculaire de polyethylene glycol hydrophile avec une chaîne de carbone hydrophobe jointe
-  Les agents de saponification : Habituellement de la chimie de base qui réagit chimiquement avec des acides de poids moléculaire élevé dans des flux RMA et sans nettoyage

L’ajout d’agents actifs en surface (tensioactifs) à de l’eau aidera à humidifier les surfaces les moins hydrophiles et facilitera le passage dans des espaces confinés. Les avantages d’un tensioactif non ionique par rapport à un tensioactif ionique jouent sur deux plans : a) il n’y a aucun résidu potentiellement ionique qui entraînera des problèmes électriques s’il est mal nettoyé b) l’amélioration de l’humidification de la surface optimale (appelée « CMC ») présente une concentration de tensioactif bien inférieure mais veuillez noter que cela fait aussi qu’il est plus difficile de bien la rincer.

La structure générale du tensioactif non ionique le plus courant est :

               CxHy-(OC₂H₄)_n-OH

D’autre part, la façon dont l’agent de saponification fonctionne est une simple réaction acide/base qui utilise habituellement la chimie des acides aminés:

               R’R”NR’” + RCO₂H ---> R’R”NR’”H+ + RCO₂-

L’objectif d’un agent de saponification de base est d’augmenter massivement le caractère soluble des résines dans des solutions aqueuses alors que le tensioactif est simplement un moyen d’améliorer l’humidification sur les surfaces hydrophobes. Cela devient compliqué lorsque vous réalisez que la résine saponifiée est maintenant aussi capable d’agir comme un tensioactif.

La raison pour laquelle je parle de cela est que pour des applications de flip chip à pas de perçage moins profond, nous voyons majoritairement l’utilisation de petites quantités de tensioactifs non ioniques avec de l’eau déionisée et d’autres trucs pour que la solution aqueuse passe sous la puce.

Je pense que je m’arrêterai ici. Vous en saurez plus la prochaine fois. D’ici là, n’hésitez pas à envoyer des commentaires ou à m’envoyer un e-mail à ce sujet.

Au plaisir ! Andy