先(xiān)進封裝器(qì)件快1对🔞1甜宠有车㊙️速貼(tiē)裝

由於面(miàn)形陣列封(fēng)裝越來越(yue)重要，尤其(qí)是在汽車(chē)、電訊和計(jì)💛算🥰機應用(yong)等領域，因(yin)此生産率(lǜ)成爲讨論(lùn)的焦點🔞。管(guǎn)腳間距小(xiao)於0.4mm、既是0.5mm，細(xi)間距QFP和TSOP封(feng)裝的主要(yào)問題是生(shēng)産率低。然(rán)而，由於面(miàn)形陣列封(feng)裝的腳距(ju)不是很小(xiǎo)(例如，倒裝(zhuāng)晶片小於(yú)200μm)，回流焊之(zhī)後，dmp速率至(zhì)少比傳統(tong)的細間距(ju)技術好⚽10倍(bei)。進一步，與(yu)✨同樣間距(ju)的♻️QFP和TSOP封裝(zhuāng)相比，考慮(lü)回流焊時(shi)的自動對(dui)位，其貼裝(zhuang)精度要求(qiu)要低的多(duō)。 
另一個優(yōu)點，特别是(shì)倒裝晶片(pian)，印刷電路(lu)闆的占用(yong)面積大大(da)🤞減少。面形(xing)陣列封裝(zhuang)還可以提(ti)供更好的(de)電路性能(néng)。 
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(zai)不斷地吸(xī)引人們注(zhu)意，至少有(yǒu)20家跨國公(gōng)司正在緻(zhi)力於這種(zhong)系列封裝(zhuāng)結構的🍉研(yán)究。在今後(hòu)幾❓年，預計(ji)裸晶片的(de)消耗每年(nián)将增加20%，其(qí)💛中增長速(sù)度最快的(de)✍️将是倒裝(zhuāng)晶片，緊随(suí)🏒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(ji)倒裝晶片(piàn)的消耗将(jiāng)由1996年的5億(yì)片增加到(dào)本世紀末(mo)的25億片，而(er)TAB/TCP消耗量則(ze)停滞不前(qián)、甚至出現(xian)負增長，如(rú)預計♋的那(na)樣，在1995年隻(zhī)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(fa)(principle)也不同。這(zhe)些要求包(bāo)括元❌件拾(shí)放能力、貼(tie)裝力度、貼(tiē)裝精度、貼(tie)裝速度和(he)焊劑的流(liu)動性等。考(kǎo)慮貼裝速(sù)度時，需要(yào)考慮的一(yī)🐇個主要特(te)性就是貼(tiē)裝精度。 
拾(shi)取和貼裝(zhuang) 
貼裝設備(bei)的貼裝頭(tou)越少，則貼(tiē)裝精度也(yě)越高。定位(wei)軸x、y和θ的精(jīng)🈲度影響整(zhěng)體的貼裝(zhuang)精度，貼裝(zhuāng)頭裝在貼(tie)裝機x-y平面(miàn)的支撐架(jià)上，貼裝頭(tou)中最重要(yào)的是旋轉(zhuan)🐅軸，但也🌏不(bú)要忽略z軸(zhóu)的移動精(jing)🤩度。在高性(xing)能貼裝系(xi)統中，z軸的(de)運動由一(yi)個微處理(li)器控制，利(lì)用傳感器(qi)對垂直移(yi)動距離和(hé)貼裝力度(dù)進行控制(zhì)。 
貼裝的一(yī)個主要優(yōu)點就是精(jing)密貼裝頭(tóu)可以在x、y平(píng)面自由運(yun)動，包括從(cóng)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(shàng)對器💋件進(jin)行多項測(ce)量。 
最先進(jin)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(dian)是貼裝速(sù)度低，通常(cháng)低於2000 cph，這還(hái)不包括其(qi)它輔助動(dong)作，如倒⭐裝(zhuang)晶片塗♌焊(han)劑等。 
隻有(you)一個貼裝(zhuang)頭的簡單(dān)貼裝系統(tǒng)很快就要(yào)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(jīng)度貼裝頭(tóu)✊及多吸嘴(zuǐ)旋轉頭(revolver head)(圖(tu)1)，可以🐇貼裝(zhuang)大尺寸的(de)BGA和QFP封裝。旋(xuan)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(zhuāng)晶片🤟，以及(ji)管腳間距(jù)小至0.5mm的μBGA/CSP晶(jīng)片。這種貼(tiē)裝方法稱(cheng)做"收集、拾(shi)取🛀和貼裝(zhuāng)"。 
圖1：對細間(jiān)距倒裝晶(jīng)片和其它(tā)器件，收集(ji)、拾取和貼(tiē)裝設備采(cai)用一個旋(xuán)轉頭 

配有倒裝(zhuang)晶片旋轉(zhuǎn)頭的高性(xìng)能SMD貼裝設(she)備在市場(chang)⭐上已經出(chu)現。它可以(yi)高速貼裝(zhuāng)倒裝晶片(pian)和球栅直(zhi)徑爲125μm、管腳(jiǎo)間距✍️大約(yuē)爲200μm的㊙️μBGA和CSP晶(jing)片。具有收(shou)集、拾取和(he)貼裝功能(néng)設備💚的貼(tiē)裝速度大(da)約是5000cph。 
傳統(tǒng)的晶片吸(xi)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(jian)，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(jiao)快，由於PCB闆(pan)的運動而(er)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(zhì)🔴： 
晶片拾取(qǔ)不能超出(chu)器件擺放(fang)的栅格盤(pán)； 
彈簧驅動(dong)的真空吸(xī)嘴在z軸上(shang)運動中不(bu)允許進行(háng)♊工時♻️優化(hua)，或不能可(ke)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(man)足要求，典(diǎn)型值高於(yú)4sigma時的10μm； 
不能(neng)實現爲微(wei)型倒裝晶(jing)片塗焊劑(ji)。 
收集和貼(tie)裝 

圖(tu)3：在拾取和(he)貼裝系統(tǒng)，射槍頭可(ke)以與栅格(gé)盤更換裝(zhuang)置一同工(gōng)💛作 
在"收集(ji)和貼裝"吸(xi)槍系統中(zhōng)(圖3)，兩個旋(xuán)轉頭都裝(zhuāng)在x-y支撐架(jia)上🚩。而後，旋(xuan)轉頭配有(yǒu)6或12個吸嘴(zui)，可以接觸(chù)栅格盤🌐上(shàng)的任意位(wei)置。對於标(biāo)準的SMD晶片(piàn)，這個系統(tong)可在4sigma(包括(kuò)👅theta偏差)下🈚達(dá)到80μm的貼裝(zhuāng)精✉️度和20,000pch貼(tiē)裝速度。通(tong)過改變系(xi)統的定位(wèi)動态特性(xìng)和球栅的(de)尋㊙️找算法(fǎ)，對於面形(xíng)陣列封裝(zhuang)，系統可在(zai)4sigma下達到60μm至(zhì)80μm的貼裝精(jīng)度和高於(yu)10,000pch的貼裝速(sù)度。 
貼裝精(jīng)度 
爲了對(dui)不同的貼(tie)裝設備有(you)一個整體(ti)了解，你需(xū)要知📱道影(yǐng)響🤩面形陣(zhen)列封裝貼(tiē)裝精度的(de)主要因素(sù)。球栅貼裝(zhuāng)精度P\/\/ACC\/\/依賴(lai)於😍球栅合(hé)金的類型(xing)、球栅的數(shu)目和封裝(zhuang)的重量等(deng)。 
這三個因(yin)素是互相(xiàng)聯系的，與(yǔ)同等間距(jù)QFP和SOP封裝的(de)IC相比，大多(duo)數面形陣(zhen)列封裝的(de)貼裝精度(dù)要求較低(dī)。
注：插入方(fāng)程 
對沒有(yǒu)阻焊膜的(de)園形焊盤(pán)，允許的最(zui)大貼裝偏(pian)差等於PCB焊(han)盤的半徑(jing)，貼裝誤差(chà)超過PCB焊盤(pan)半徑時，球(qiú)栅和PCB焊盤(pán)仍會有機(jī)械的接觸(chù)。假定通常(cháng)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(du)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(zài)帶形球栅(shān)陣列封裝(zhuang)(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(dǎo)裝晶片球(qiu)栅的标準(zhun)大規模回(huí)流焊采用(yong)的爐子需(xū)要焊劑。現(xiàn)☁️在，功能較(jiao)強的通用(yòng)SMD貼裝設備(bei)都帶有🥵内(nèi)置🆚的焊劑(jì)應用裝置(zhì)，兩種常用(yòng)的内置供(gong)給方法是(shi)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(kào)，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(jīng)片 倒🔆裝晶(jīng)片貼裝 

塗覆單(dan)元就安裝(zhuāng)在貼裝頭(tou)的附近。倒(dǎo)裝晶片貼(tiē)裝之前，在(zài)💋貼裝位置(zhi)上塗上焊(han)劑。在貼裝(zhuāng)位置中心(xīn)塗覆的劑(ji)量，依賴於(yu)倒🈲裝晶片(pian)的尺寸和(hé)焊劑在特(tè)定材料上(shàng)的浸潤🔱特(tè)性而定。應(ying)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(qīng)洗制程中(zhong)進行有效(xiào)的填充，焊(hàn)劑必須是(shì)無清🏃洗(無(wú)殘渣)材料(liào)。液體焊劑(jì)裏面總是(shì)很少包☎️含(hán)固體物質(zhì)，它🏃🏻‍♂️最适合(he)應用在無(wú)清洗制程(cheng)。 
然而，由於(yú)液體焊劑(ji)存在流動(dong)性，在倒裝(zhuāng)晶片貼裝(zhuāng)之後，貼🌈裝(zhuang)系統傳送(song)帶的移動(dòng)會引起晶(jing)片的慣性(xing)位移，有兩(liǎng)個方🙇🏻法可(ke)🈲以解決這(zhè)個問題： 
在(zai)PCB闆傳送前(qián)，設定數秒(miao)的等待時(shí)間。在這個(gè)時間内，倒(dao)裝晶片周(zhou)圍的焊劑(jì)迅速揮發(fa)而提高了(le)黏附性，但(dan)這會使産(chan)量降低。 
你(nǐ)可以調整(zhěng)傳送帶的(de)加速度和(he)減速度，使(shǐ)之與焊劑(jì)的黏附性(xìng)相匹配。傳(chuan)送帶的平(ping)穩運動不(bú)會引起晶(jīng)片👣移位💔。
焊(han)劑塗覆方(fāng)法的主要(yao)缺點是它(tā)的周期相(xiàng)對較長，對(duì)每一❤️個要(yao)塗覆的器(qì)件，貼裝時(shi)間增加大(da)約1.5s。 
浸焊方(fāng)法 
在這種(zhǒng)情況，焊劑(ji)載體是一(yī)個旋轉的(de)桶，并用刀(dāo)片把它刮(gua)⛷️成一個焊(han)劑薄膜(大(dà)約50μm)，此方法(fǎ)适用於高(gāo)黏度的焊(han)劑。通過隻(zhī)需在球栅(shan)的底部浸(jìn)焊劑，在制(zhì)程過程中(zhong)可以減少(shao)焊劑🈲的消(xiao)耗❓。 
此方法(fa)可以采用(yong)下列兩種(zhong)制程順序(xu)： 
• 在光學球(qiu)栅對正和(hé)球栅浸焊(han)劑之後進(jìn)行貼裝。在(zai)這個📱順序(xu)裏，倒裝晶(jīng)片球栅和(he)焊劑載體(tǐ)的機械接(jie)🎯觸會對貼(tie)裝精度産(chan)生負🧡面的(de)影響。 
• 在球(qiú)栅浸焊劑(jì)和光學球(qiu)栅對正之(zhi)後進行貼(tie)裝。這種情(qíng)㊙️況下，焊劑(ji)材料會影(yǐng)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(su)度比塗覆(fù)🏃‍♂️方法的要(yào)快得多。根(gēn)據貼裝方(fang)法的🐪不同(tóng)，每個⛹🏻‍♀️器件(jiàn)附加的時(shí)間大約是(shì)：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(zhuang)球栅間距(ju)爲0.5mm的μBGA或CSP時(shí)，還有一些(xie)事情❤️應🤞該(gai)注意：對應(ying)用混合技(jì)術(采用μBGA/CSP的(de)标準SMD)的産(chan)品，顯然最(zui)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(zhi)程和焊劑(jì)應用的貼(tie)裝方法。 
所(suo)有的面形(xing)陣列封裝(zhuang)都顯示出(chū)在性能、封(feng)裝密度❄️和(hé)節約成本(běn)上的潛力(li)。爲了發揮(huī)在電子生(shēng)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(děng)。就SMD貼裝設(shè)備來講😄，大(da)量的🔱工作(zuò)集中在視(shì)覺技術、更(geng)高的産量(liang)和精度✍️。

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