先(xiān)進封裝器(qì)件冲田杏梨 qv🔞od❌快速貼(tiē)裝

由於面(mian)形陣列封(fēng)裝越來越(yue)重要，尤其(qi)是在汽車(chē)、電訊和計(ji)算機應用(yong)等領域，因(yin)此生産率(lü)成爲讨論(lùn)的焦點。管(guan)腳間距✍️小(xiǎo)於🌈0.4mm、既是0.5mm，細(xì)間距QFP和TSOP封(fēng)裝的主要(yao)問題是生(shēng)産率低。然(rán)而，由☁️於面(mian)形陣列封(fēng)裝的腳距(ju)不是很小(xiao)(例如，倒裝(zhuāng)晶片小於(yu)200μm)，回流焊之(zhī)後🙇🏻，dmp速率至(zhì)少比傳統(tong)的細間距(jù)技術好🌈10倍(bèi)。進一步，與(yu)同樣間距(ju)的QFP和TSOP封裝(zhuang)相比，考慮(lü)回流焊時(shí)的自動對(duì)位，其貼裝(zhuāng)精度要求(qiu)要低的多(duō)。 
另一個優(you)點，特别是(shi)倒裝晶片(pian)，印刷電路(lu)闆的占用(yong)面積☀️大大(dà)🍉減少。面形(xíng)陣列封裝(zhuang)還可以提(ti)供更好的(de)電路性能(neng)。 
因此，産業(ye)也在朝著(zhe)面形陣列(lie)封裝的方(fāng)向發展，最(zuì)小間距爲(wei)0.5mm的μBGA和晶片(pian)級封裝CSP(chip-scale package)在(zài)不斷地吸(xī)引人們注(zhu)🛀意，至少有(you)20家跨國公(gōng)司正在緻(zhì)力於這種(zhong)系列封裝(zhuang)㊙️結構的研(yán)究。在✨今後(hòu)幾年，預計(ji)裸晶片的(de)消耗每年(nian)🚩将增加20%，其(qi)中增長速(sù)度最快的(de)‼️将是倒裝(zhuāng)晶片，緊随(sui)🛀🏻其後的是(shi)應用在COB(闆(pan)上直接貼(tie)裝)上的裸(luo)晶片。 
預計(jì)倒裝晶片(piàn)的消耗将(jiāng)由1996年的5億(yì)片增加到(dao)本世紀💋末(mo)的25億片，而(ér)TAB/TCP消耗量則(ze)停滞不前(qián)、甚至出現(xiàn)負增長，如(rú)預計🤩的那(nà)樣，在1995年隻(zhi)有7億左右(yòu)。 
貼裝方法(fǎ) 
貼裝的要(yao)求不同，貼(tiē)裝的方法(fǎ)(principle)也不同。這(zhè)些要求包(bāo)括🌈元👉件拾(shí)放能力、貼(tie)裝力度、貼(tiē)裝精度、貼(tiē)裝速度和(hé)焊劑的流(liú)動性等。考(kao)慮貼裝速(su)度時，需要(yào)考慮的一(yī)個主要特(te)性就是貼(tiē)裝精度。 
拾(shí)取和貼裝(zhuāng) 
貼裝設備(bèi)的貼裝頭(tou)越少，則貼(tiē)裝精度也(ye)越高。定位(wei)軸x、y和θ的精(jing)⛹🏻‍♀️度影響整(zheng)體的貼裝(zhuāng)精度，貼裝(zhuang)頭裝在貼(tie)裝機x-y平面(miàn)的支撐架(jia)上，貼裝頭(tou)中最重要(yào)的是旋轉(zhuǎn)軸，但也不(bú)要忽略z軸(zhou)的移動精(jīng)🔱度。在高性(xìng)能貼裝系(xì)🔞統中，z軸的(de)運動由一(yi)🚶‍♀️個微處理(lǐ)器控制，利(li)用傳感器(qi)對垂直移(yi)動距離和(he)貼裝力度(du)進行控制(zhi)。 
貼裝的一(yī)個主要優(you)點就是精(jīng)密貼裝頭(tou)可以在x、y平(ping)面自✉️由運(yun)動，包括從(cong)格栅結構(gòu)(waffle)盤上取料(liào)，以及在固(gù)🐕定的仰視(shi)攝像機上(shang)對器件進(jìn)行多項測(cè)量。 
最先進(jìn)的貼裝系(xi)統在x、y軸上(shàng)可以達到(dao)4 sigma、20μm的精度，主(zhu)要🈲的缺點(diǎn)是⛹🏻‍♀️貼裝速(sù)度低，通常(chang)低於2000 cph，這還(hai)不包括其(qí)它輔助🧑🏾‍🤝‍🧑🏼動(dong)作，如倒裝(zhuang)晶片塗焊(hàn)劑等。 
隻有(yǒu)一個貼裝(zhuang)頭的簡單(dan)貼裝系統(tong)很快就要(yao)被淘汰，取(qǔ)而🧑🏽‍🤝‍🧑🏻代之的(de)是靈活的(de)系統。這樣(yàng)的系統，支(zhi)撐架上配(pèi)♊備有高精(jing)度貼裝頭(tou)及多吸嘴(zui)旋轉頭(revolver head)(圖(tú)1)，可以貼裝(zhuang)大尺寸的(de)BGA和QFP封裝🎯。旋(xuán)轉(或稱shooter)頭(tou)可處理形(xíng)狀不規則(ze)的器件、細(xì)間距倒裝(zhuang)晶片，以及(jí)管腳間距(ju)小至0.5mm的μBGA/CSP晶(jīng)片。這種貼(tie)裝方法稱(cheng)做"收集、拾(shí)取和貼裝(zhuang)"。 
圖1：對細間(jiān)距倒裝晶(jing)片和其它(ta)器件，收集(ji)、拾取和貼(tiē)裝設備采(cǎi)用一個旋(xuán)轉頭 

配有倒裝(zhuāng)晶片旋轉(zhuǎn)頭的高性(xing)能SMD貼裝設(she)備在市場(chang)上已♋經出(chū)現。它可以(yi)高速貼裝(zhuāng)倒裝晶片(piàn)和球栅直(zhí)🏃‍♂️徑爲125μm、管腳(jiao)間距✂️大約(yuē)爲200μm的μBGA和CSP晶(jīng)片。具有收(shou)集、拾取和(hé)貼裝功能(neng)設備的貼(tie)裝速度大(dà)👄約是5000cph。 
傳統(tong)的晶片吸(xī)槍 
這樣的(de)系統帶有(yǒu)一個水平(píng)旋轉的轉(zhuan)動頭，同時(shi)從移動的(de)送料器上(shàng)拾取器件(jiàn)，并把它們(men)貼裝到運(yun)動著的PCB上(shàng)(圖2)。 
圖2：傳統(tǒng)的晶片射(she)槍速度較(jiào)快，由於PCB闆(pan)的運動而(ér)使精🔞度🧑🏾‍🤝‍🧑🏼降(jiang)低 

理(li)論上，系統(tong)的貼裝速(sù)度可以達(da)到40,000cph，但具有(yǒu)下列限🤩制(zhi)： 
晶片拾取(qǔ)不能超出(chu)器件擺放(fàng)的栅格盤(pán)； 
彈簧驅動(dòng)的真空吸(xī)嘴在z軸上(shang)運動中不(bu)允許進行(hang)工時📧優🔴化(hua)，或不能可(kě)靠地從傳(chuán)送帶上拾(shi)取裸片(die)； 
對(dui)大多數面(miàn)形陣列封(feng)裝，貼裝精(jīng)度不能滿(mǎn)足要求，典(diǎn)型值高於(yu)4sigma時的10μm； 
不能(neng)實現爲微(wēi)型倒裝晶(jing)片塗焊劑(ji)。 
收集和貼(tiē)裝 

圖(tu)3：在拾取和(he)貼裝系統(tong)，射槍頭可(ke)以與栅格(gé)盤更換裝(zhuāng)置一同🔱工(gōng)作 
在"收集(jí)和貼裝"吸(xi)槍系統中(zhong)(圖3)，兩個旋(xuán)轉頭都裝(zhuang)在x-y支撐架(jià)上🧑🏾‍🤝‍🧑🏼。而後，旋(xuán)轉頭配有(yǒu)6或12個吸嘴(zui)，可以接觸(chu)栅格盤上(shang)的任意位(wei)置🍓。對於标(biao)準的SMD晶片(pian)，這個系統(tong)可👌在4sigma(包括(kuo)theta偏差)下達(dá)到80μm的貼裝(zhuang)精度和20,000pch貼(tiē)裝速度。通(tōng)過改變系(xi)統的定位(wei)動态特性(xing)和球栅的(de)尋找算法(fǎ)，對於面形(xing)陣列封裝(zhuāng)，系統可在(zài)4sigma下達到60μm至(zhi)80μm的貼裝精(jing)度和高於(yú)10,000pch的貼裝速(su)度。 
貼裝精(jīng)度 
爲了對(dui)不同的貼(tiē)裝設備有(you)一個整體(tǐ)了解，你需(xu)要‼️知💯道影(ying)響面形陣(zhen)列封裝貼(tie)裝精度的(de)主要因素(sù)。球🏃‍♀️栅貼🔞裝(zhuang)精度P\/\/ACC\/\/依賴(lai)於球栅合(hé)金的類型(xing)、球栅的數(shù)目和封裝(zhuāng)的重量等(děng)。 
這三個因(yin)素是互相(xiang)聯系的，與(yǔ)同等間距(ju)QFP和SOP封裝的(de)IC相比，大多(duō)數面形陣(zhèn)列封裝的(de)貼裝精度(du)要求較低(dī)。
注：插入方(fang)程 
對沒有(yǒu)阻焊膜的(de)園形焊盤(pán)，允許的最(zuì)大貼裝偏(pian)差等於PCB焊(han)盤的☀️半徑(jìng)，貼裝誤差(cha)超過PCB焊盤(pan)半徑時，球(qiu)栅和PCB焊盤(pán)仍會有機(ji)械的接觸(chu)。假定通常(chang)的PCB焊盤直(zhí)徑大緻等(děng)於球栅的(de)直徑，對球(qiu)栅直徑爲(wei)0.3mm、間距爲0.5mm的(de)μBGA和CSP封裝的(de)貼裝精度(dù)要求爲0.15mm；如(ru)果球栅直(zhi)徑爲100μm、間距(ju)爲175μm，則精度(du)要求爲50μm。 
在(zai)帶形球栅(shān)陣列封裝(zhuāng)(TBGA)和重陶瓷(cí)球栅陣列(liè)封裝(CBGA)情⛷️況(kuàng)，自對準🔴即(jí)😍使發生也(yě)很有限。因(yin)此，貼裝的(de)精度要求(qiu)就高。 
焊劑(jì)的應用 
倒(dao)裝晶片球(qiu)栅的标準(zhǔn)大規模回(huí)流焊采用(yòng)的爐子需(xū)要焊劑。現(xiàn)在，功能較(jiao)強的通用(yong)SMD貼裝設備(bèi)都帶有‼️内(nei)置的焊劑(jì)應用裝置(zhì)，兩種常用(yong)的内置供(gòng)給方法是(shì)塗覆👄(圖4)和(hé)浸焊。 
圖4：焊(han)劑塗覆方(fāng)法已證明(míng)性能可靠(kao)，但隻适用(yong)於低黏度(du)的🏒焊劑焊(han)劑塗覆 液(yè)體焊劑 基(jī)闆 倒裝晶(jing)片 倒裝晶(jing)🌐片貼🛀🏻裝 

塗覆單(dan)元就安裝(zhuāng)在貼裝頭(tóu)的附近。倒(dao)裝晶片貼(tie)裝之前，在(zai)貼裝位置(zhì)上塗上焊(hàn)劑。在貼裝(zhuang)位置中心(xin)塗覆的劑(ji)量，依賴於(yú)倒裝晶片(pian)的尺寸和(hé)焊劑在特(te)定材料上(shang)💯的浸潤特(te)性而定。應(yīng)該🏃🏻‍♂️确保焊(hàn)劑塗覆面(mian)積要足夠(gòu)大，避免由(yóu)於📧誤差而(ér)引💃起焊盤(pán)的漏塗。 
爲(wèi)了在無清(qing)洗制程中(zhong)進行有效(xiào)的填充，焊(han)劑必須是(shi)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻無清洗(無(wú)殘渣)材料(liao)。液體焊劑(ji)裏面總是(shì)很少包🚩含(hán)固體物質(zhi)，它最适㊙️合(hé)應用在無(wu)清洗制程(chéng)。 
然而，由於(yu)液體焊劑(jì)存在流動(dong)性，在倒裝(zhuang)晶片貼裝(zhuāng)之後，貼裝(zhuāng)系統傳送(sòng)帶的移動(dòng)會引起晶(jīng)片的慣性(xìng)位移💘，有兩(liang)個方法可(ke)以解決這(zhe)個問題： 
在(zai)PCB闆傳送前(qián)，設定數秒(miǎo)的等待時(shi)間。在這個(gè)時間内，倒(dǎo)裝晶🔞片周(zhou)🔴圍的焊劑(ji)迅速揮發(fa)而提高了(le)黏附性，但(dàn)這會使産(chǎn)量降低。 
你(nǐ)可以調整(zheng)傳送帶的(de)加速度和(he)減速度，使(shi)之與焊💃劑(ji)的黏附性(xìng)相匹配。傳(chuán)送帶的平(ping)穩運動不(bu)會引起☎️晶(jīng)片移位。
焊(hàn)劑塗覆方(fāng)法的主要(yào)缺點是它(tā)的周期相(xiàng)對較長，對(dui)每一個要(yào)塗覆的器(qì)件，貼裝時(shí)間增加大(da)約1.5s。 
浸焊方(fang)法 
在這種(zhǒng)情況，焊劑(jì)載體是一(yī)個旋轉的(de)桶，并用刀(dāo)片💘把✍️它刮(gua)成一個焊(hàn)劑薄膜(大(dà)約50μm)，此方法(fa)适用於高(gāo)黏度的焊(han)劑。通過隻(zhi)需✊在球栅(shān)的底部浸(jin)焊劑，在制(zhì)程過程中(zhong)可以減少(shǎo)焊劑的消(xiao)耗👉。 
此方法(fa)可以采用(yong)下列兩種(zhǒng)制程順序(xù)： 
• 在光學球(qiú)栅對正和(hé)球栅浸焊(han)劑之後進(jìn)行貼裝。在(zài)🌈這個🛀🏻順序(xu)❌裏，倒裝晶(jīng)片球栅和(hé)焊劑載體(ti)的機械接(jie)觸會對貼(tiē)裝精度産(chǎn)生負面的(de)影響。 
• 在球(qiú)栅浸焊劑(ji)和光學球(qiu)栅對正之(zhī)後進行貼(tiē)裝。這種情(qíng)🔴況下，焊劑(jì)材料會影(ying)響光學球(qiú)栅對正的(de)圖像。 浸焊(han)劑方法不(bu)太适用於(yu)🏃‍♂️揮發能力(lì)高的焊劑(ji)，但它的速(sù)度✉️比塗覆(fu)方法的要(yao)快得多。根(gen)據貼裝方(fang)法的不同(tong)，每個器件(jian)附加的時(shi)間大約是(shi)：純粹的拾(shi)取、貼裝爲(wei)0.8s，收集、貼裝(zhuang)爲0.3s. 
當用标(biao)準的SMT貼裝(zhuāng)球栅間距(jù)爲0.5mm的μBGA或CSP時(shi)，還有一些(xie)事情應🔱該(gai)注意：對應(yīng)用混合技(jì)術(采用μBGA/CSP的(de)标準SMD)的産(chan)品，顯然最(zuì)關鍵的制(zhì)程‼️過程是(shì)焊劑塗覆(fu)印刷。邏輯(jí)上說，也可(ke)🛀采用綜合(he)傳統的倒(dǎo)裝晶片制(zhì)程和焊劑(ji)應用的貼(tiē)裝方法。 
所(suǒ)有的面形(xing)陣列封裝(zhuang)都顯示出(chū)在性能、封(fēng)裝密度和(he)💁節約成本(běn)上的潛力(li)。爲了發揮(hui)在電子生(sheng)産整體🐪領(lǐng)域的效能(néng)，需🏃要進一(yi)步的研究(jiū)開發，改進(jin)制程、材料(liao)和設備等(deng)。就SMD貼裝設(shè)備來講🍉，大(dà)量的工作(zuò)集中在視(shi)覺技術、更(gèng)高的産量(liàng)和精度。

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