先進(jin)封♻️国产A级毛片🌈裝(zhuang)器件(jian)快速(su)貼裝(zhuang)

由於(yu)面形(xing)陣列(lie)封裝(zhuang)越來(lai)越重(zhong)要，尤(you)其是(shi)在汽(qi)車、電(dian)訊和(he)計算(suan)機🌈應(ying)用等(deng)領域(yu)，因此(ci)生産(chan)率成(cheng)爲讨(tao)論的(de)焦點(dian)。管腳(jiao)🤟間距(ju)🈲小於(yu)0.4mm、既是(shi)0.5mm，細間(jian)距QFP和(he)TSOP封裝(zhuang)的主(zhu)要問(wen)題是(shi)生産(chan)率低(di)。然而(er)，由於(yu)面形(xing)👌陣列(lie)封裝(zhuang)的腳(jiao)距不(bu)是很(hen)小(例(li)如，倒(dao)裝晶(jing)片小(xiao)於200μm)，回(hui)🧡流焊(han)之後(hou)，dmp速率(lü)至少(shao)💛比傳(chuan)統的(de)細💋間(jian)距技(ji)術好(hao)10倍。進(jin)一步(bu)，與🌈同(tong)樣間(jian)距的(de)QFP和TSOP封(feng)裝相(xiang)比，考(kao)慮回(hui)流焊(han)時的(de)自動(dong)對位(wei)，其貼(tie)☂️裝精(jing)度要(yao)求要(yao)低的(de)多✍️。 
另(ling)一個(ge)優點(dian)，特别(bie)是倒(dao)裝晶(jing)片，印(yin)刷電(dian)路闆(pan)的占(zhan)用面(mian)積大(da)大減(jian)🈲少。面(mian)形陣(zhen)列封(feng)裝還(hai)可以(yi)提供(gong)更好(hao)的電(dian)路性(xing)能。 
因(yin)此，産(chan)業也(ye)在朝(chao)著面(mian)形陣(zhen)列封(feng)裝的(de)方向(xiang)發展(zhan)，最小(xiao)間距(ju)🥵爲0.5mm的(de)♈μBGA和晶(jing)片級(ji)封裝(zhuang)CSP(chip-scale package)在不(bu)斷地(di)吸引(yin)人們(men)注✨意(yi)，至少(shao)有20家(jia)跨🔞國(guo)公司(si)正在(zai)緻力(li)於這(zhe)種系(xi)列封(feng)裝結(jie)構的(de)研究(jiu)。在今(jin)後幾(ji)年，預(yu)計⛹🏻‍♀️裸(luo)晶片(pian)的消(xiao)耗每(mei)年💃将(jiang)增加(jia)20%，其中(zhong)增長(zhang)速度(du)最快(kuai)的将(jiang)是倒(dao)裝晶(jing)片，緊(jin)随其(qi)後的(de)是應(ying)用在(zai)COB(闆上(shang)直接(jie)貼裝(zhuang))上的(de)👄裸晶(jing)片。 
預(yu)計倒(dao)裝晶(jing)片的(de)消耗(hao)将由(you)1996年的(de)5億片(pian)增加(jia)到本(ben)世紀(ji)末❌的(de)25億片(pian)，而TAB/TCP消(xiao)耗量(liang)則停(ting)滞不(bu)前、甚(shen)至出(chu)現負(fu)增長(zhang)，如預(yu)計的(de)那樣(yang)，在1995年(nian)隻有(you)7億左(zuo)右。 
貼(tie)裝方(fang)法 
貼(tie)裝的(de)要求(qiu)不同(tong)，貼裝(zhuang)的方(fang)法(principle)也(ye)不同(tong)。這些(xie)要求(qiu)包📐括(kuo)元🔱件(jian)拾🚩放(fang)能力(li)、貼裝(zhuang)力度(du)、貼裝(zhuang)精度(du)、貼裝(zhuang)速度(du)和焊(han)劑的(de)流🔆動(dong)性等(deng)。考慮(lü)貼裝(zhuang)速度(du)時，需(xu)要考(kao)慮的(de)一個(ge)主要(yao)特性(xing)就💃🏻是(shi)貼裝(zhuang)精度(du)。 
拾取(qu)和貼(tie)裝 
貼(tie)裝設(she)備的(de)貼裝(zhuang)頭越(yue)少，則(ze)貼裝(zhuang)精度(du)也越(yue)高。定(ding)位軸(zhou)x、y和θ的(de)精度(du)影響(xiang)整體(ti)的貼(tie)裝精(jing)度，貼(tie)裝頭(tou)裝在(zai)貼‼️裝(zhuang)機x-y平(ping)面的(de)支撐(cheng)架上(shang)，貼裝(zhuang)頭中(zhong)最重(zhong)要的(de)是旋(xuan)轉🔴軸(zhou)，但也(ye)🌈不要(yao)忽略(lue)z軸的(de)㊙️移動(dong)精💰度(du)。在高(gao)性能(neng)貼裝(zhuang)系統(tong)中，z軸(zhou)的👉運(yun)動由(you)一🔞個(ge)微處(chu)理器(qi)控制(zhi)，利‼️用(yong)傳感(gan)器對(dui)垂直(zhi)移動(dong)距離(li)和貼(tie)裝力(li)度進(jin)行控(kong)制。 
貼(tie)裝的(de)一個(ge)主要(yao)優點(dian)就是(shi)精密(mi)貼裝(zhuang)頭可(ke)以在(zai)x、y平面(mian)自🌏由(you)運動(dong)，包括(kuo)從格(ge)栅結(jie)構(waffle)盤(pan)上取(qu)料，以(yi)及在(zai)固定(ding)的仰(yang)視攝(she)像機(ji)上對(dui)器件(jian)進行(hang)多項(xiang)測量(liang)。 
最先(xian)進的(de)貼裝(zhuang)系統(tong)在x、y軸(zhou)上可(ke)以達(da)到4 sigma、20μm的(de)精度(du)，主要(yao)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的缺(que)點💚是(shi)貼裝(zhuang)速度(du)低，通(tong)常低(di)於2000 cph，這(zhe)還不(bu)包括(kuo)其它(ta)輔助(zhu)動作(zuo)🔴，如倒(dao)裝晶(jing)🆚片塗(tu)焊劑(ji)等。 
隻(zhi)有一(yi)個貼(tie)裝頭(tou)的簡(jian)單貼(tie)裝系(xi)統很(hen)快就(jiu)要被(bei)淘汰(tai)，取而(er)代之(zhi)的是(shi)靈活(huo)的系(xi)統。這(zhe)樣的(de)系統(tong)，支撐(cheng)架🈲上(shang)配備(bei)有高(gao)精度(du)貼裝(zhuang)頭及(ji)多吸(xi)嘴旋(xuan)轉頭(tou)(revolver head)(圖1)，可(ke)以貼(tie)裝大(da)尺寸(cun)的BGA和(he)QFP封裝(zhuang)。旋轉(zhuan)(或稱(cheng)shooter)頭可(ke)處理(li)形狀(zhuang)不規(gui)則的(de)器🐕件(jian)、細間(jian)距🙇‍♀️倒(dao)裝晶(jing)片，以(yi)及管(guan)腳間(jian)距小(xiao)至💘0.5mm的(de)μBGA/CSP晶片(pian)。這種(zhong)貼裝(zhuang)方法(fa)稱做(zuo)"收集(ji)、拾取(qu)🈲和貼(tie)裝"。 
圖(tu)1：對細(xi)間距(ju)倒裝(zhuang)晶片(pian)和其(qi)它器(qi)件，收(shou)集、拾(shi)取和(he)貼裝(zhuang)💃設備(bei)采用(yong)一個(ge)旋轉(zhuan)頭 

配(pei)有倒(dao)裝晶(jing)片旋(xuan)轉頭(tou)的高(gao)性能(neng)SMD貼裝(zhuang)設備(bei)在市(shi)場🐆上(shang)已經(jing)出現(xian)。它可(ke)以高(gao)速貼(tie)裝倒(dao)裝晶(jing)片和(he)球栅(shan)直徑(jing)爲✔️125μm、管(guan)腳間(jian)距☀️大(da)約爲(wei)200μm的μBGA和(he)CSP晶片(pian)。具有(you)收集(ji)、拾取(qu)和貼(tie)裝功(gong)能設(she)備的(de)貼裝(zhuang)速度(du)大約(yue)是5000cph。 
傳(chuan)統的(de)晶片(pian)吸槍(qiang) 
這樣(yang)的系(xi)統帶(dai)有一(yi)個水(shui)平旋(xuan)轉的(de)轉動(dong)頭，同(tong)時從(cong)移動(dong)🐕的👈送(song)料器(qi)上拾(shi)取器(qi)件，并(bing)把它(ta)們貼(tie)裝到(dao)運動(dong)著的(de)PCB上(圖(tu)2)。 
圖2：傳(chuan)統的(de)晶片(pian)射槍(qiang)速度(du)較快(kuai)，由於(yu)PCB闆的(de)運動(dong)而使(shi)精度(du)🚶降低(di) 

理論(lun)上，系(xi)統的(de)貼裝(zhuang)速度(du)可以(yi)達到(dao)40,000cph，但具(ju)有下(xia)列限(xian)制： 
晶(jing)片拾(shi)取不(bu)能超(chao)出器(qi)件擺(bai)放的(de)栅格(ge)盤； 
彈(dan)簧驅(qu)動的(de)真空(kong)吸嘴(zui)在z軸(zhou)上運(yun)動中(zhong)不允(yun)許進(jin)行工(gong)時優(you)化，或(huo)不能(neng)可靠(kao)地從(cong)傳送(song)帶上(shang)拾取(qu)裸片(pian)(die)； 
對大(da)多數(shu)面形(xing)陣列(lie)封裝(zhuang)，貼裝(zhuang)精度(du)不能(neng)滿足(zu)要求(qiu)，典型(xing)🔴值高(gao)於4sigma時(shi)的10μm； 
不(bu)能實(shi)現爲(wei)微型(xing)倒裝(zhuang)晶片(pian)塗焊(han)劑。 
收(shou)集和(he)貼裝(zhuang) 

圖3：在(zai)拾取(qu)和貼(tie)裝系(xi)統，射(she)槍頭(tou)可以(yi)與栅(shan)格盤(pan)更換(huan)裝㊙️置(zhi)♌一同(tong)工作(zuo) 
在"收(shou)集和(he)貼裝(zhuang)"吸槍(qiang)系統(tong)中(圖(tu)3)，兩個(ge)旋轉(zhuan)頭都(dou)裝在(zai)x-y支撐(cheng)🔴架上(shang)。而後(hou)，旋轉(zhuan)頭配(pei)有6或(huo)12個吸(xi)嘴，可(ke)以接(jie)觸栅(shan)格盤(pan)上的(de)任意(yi)位置(zhi)。對於(yu)🔞标準(zhun)的SMD晶(jing)片，這(zhe)個系(xi)統可(ke)在4sigma(包(bao)括‼️theta偏(pian)差)下(xia)達到(dao)80μm的貼(tie)裝精(jing)度和(he)20,000pch貼裝(zhuang)速度(du)。通過(guo)改變(bian)系統(tong)⛹🏻‍♀️的定(ding)位動(dong)态特(te)性和(he)球栅(shan)的尋(xun)找算(suan)法，對(dui)🌏於面(mian)形陣(zhen)列封(feng)裝，系(xi)統可(ke)在4sigma下(xia)達到(dao)60μm至80μm的(de)貼裝(zhuang)精度(du)和高(gao)於10,000pch的(de)貼裝(zhuang)🌏速度(du)。 
貼裝(zhuang)精度(du) 
爲了(le)對不(bu)同的(de)貼裝(zhuang)設備(bei)有一(yi)個整(zheng)體了(le)解，你(ni)需要(yao)知道(dao)⭕影響(xiang)面形(xing)陣列(lie)封裝(zhuang)貼裝(zhuang)精度(du)的主(zhu)要因(yin)素。球(qiu)栅貼(tie)裝精(jing)度P\/\/ACC\/\/依(yi)賴於(yu)🔅球栅(shan)合金(jin)的類(lei)型、球(qiu)栅的(de)數目(mu)和封(feng)裝💛的(de)重量(liang)等。 
這(zhe)三個(ge)因素(su)是互(hu)相聯(lian)系的(de)，與同(tong)等間(jian)距QFP和(he)SOP封裝(zhuang)的IC相(xiang)比，大(da)多數(shu)面形(xing)陣列(lie)封裝(zhuang)的貼(tie)裝精(jing)度要(yao)求較(jiao)低。
注(zhu)：插入(ru)方程(cheng) 
對沒(mei)有阻(zu)焊膜(mo)的園(yuan)形焊(han)盤，允(yun)許的(de)最大(da)貼裝(zhuang)偏差(cha)等於(yu)❄️PCB焊盤(pan)的半(ban)徑，貼(tie)裝誤(wu)差超(chao)過PCB焊(han)盤半(ban)徑時(shi)，球栅(shan)⭐和PCB焊(han)盤仍(reng)會有(you)✔️機械(xie)的接(jie)🔞觸。假(jia)定通(tong)常的(de)PCB焊盤(pan)直徑(jing)🈲大緻(zhi)等✔️於(yu)球栅(shan)的直(zhi)徑㊙️，對(dui)球栅(shan)直徑(jing)爲0.3mm、間(jian)距爲(wei)0.5mm的μBGA和(he)CSP封裝(zhuang)的貼(tie)裝精(jing)度要(yao)求爲(wei)0.15mm；如果(guo)球栅(shan)直徑(jing)爲100μm、間(jian)距爲(wei)175μm，則精(jing)度要(yao)求爲(wei)50μm。 
在帶(dai)形球(qiu)栅陣(zhen)列封(feng)裝(TBGA)和(he)重陶(tao)瓷球(qiu)栅陣(zhen)列封(feng)裝(CBGA)情(qing)況，自(zi)對準(zhun)即使(shi)發生(sheng)也很(hen)有限(xian)。因此(ci)，貼裝(zhuang)的精(jing)度要(yao)求就(jiu)高。 
焊(han)劑的(de)應用(yong) 
倒裝(zhuang)晶片(pian)球栅(shan)的标(biao)準大(da)規模(mo)回流(liu)焊采(cai)用的(de)爐子(zi)需要(yao)焊劑(ji)🔞。現在(zai)，功能(neng)較強(qiang)的通(tong)用SMD貼(tie)裝設(she)備都(dou)帶有(you)内置(zhi)✨的焊(han)劑應(ying)用裝(zhuang)置，兩(liang)種常(chang)用的(de)内置(zhi)供給(gei)方法(fa)是塗(tu)覆(圖(tu)4)和浸(jin)焊。 
圖(tu)4：焊劑(ji)塗覆(fu)方法(fa)已證(zheng)明性(xing)能可(ke)靠，但(dan)隻适(shi)用於(yu)低黏(nian)度的(de)焊劑(ji)焊劑(ji)塗覆(fu) 液體(ti)焊劑(ji) 基闆(pan) 倒裝(zhuang)晶片(pian) 倒裝(zhuang)晶片(pian)貼裝(zhuang) 

塗覆(fu)單元(yuan)就安(an)裝在(zai)貼裝(zhuang)頭的(de)附近(jin)。倒裝(zhuang)晶片(pian)貼裝(zhuang)之前(qian)，在貼(tie)裝🌈位(wei)置上(shang)塗上(shang)焊劑(ji)。在貼(tie)裝位(wei)置中(zhong)心塗(tu)覆的(de)劑量(liang)，依賴(lai)於倒(dao)✔️裝晶(jing)片的(de)尺寸(cun)和焊(han)劑在(zai)特定(ding)材料(liao)上的(de)浸潤(run)特性(xing)而👌定(ding)。應該(gai)确保(bao)焊劑(ji)塗覆(fu)面積(ji)要足(zu)夠大(da)，避免(mian)由於(yu)誤差(cha)而引(yin)🥵起焊(han)盤的(de)漏塗(tu)。 
爲了(le)在無(wu)清洗(xi)制程(cheng)中進(jin)行有(you)效的(de)填充(chong)，焊劑(ji)必須(xu)是🐉無(wu)清🈲洗(xi)(無殘(can)渣)材(cai)料。液(ye)體焊(han)劑裏(li)面總(zong)是很(hen)少包(bao)🆚含固(gu)體物(wu)質，它(ta)最适(shi)合應(ying)用在(zai)無清(qing)洗制(zhi)程。 
然(ran)而，由(you)於液(ye)體焊(han)劑存(cun)在流(liu)動性(xing)，在倒(dao)裝晶(jing)片貼(tie)裝之(zhi)後🏃🏻‍♂️，貼(tie)裝系(xi)統傳(chuan)送帶(dai)的移(yi)動會(hui)引起(qi)晶片(pian)的慣(guan)性位(wei)移，有(you)兩個(ge)方法(fa)可以(yi)解決(jue)這個(ge)問題(ti)： 
在PCB闆(pan)傳送(song)前，設(she)定數(shu)秒的(de)等待(dai)時間(jian)。在這(zhe)個時(shi)間内(nei)，倒裝(zhuang)晶片(pian)周圍(wei)的焊(han)劑迅(xun)速揮(hui)發而(er)提高(gao)了黏(nian)附性(xing)，但這(zhe)會使(shi)産量(liang)降低(di)。 
你可(ke)以調(diao)整傳(chuan)送帶(dai)的加(jia)速度(du)和減(jian)速度(du)，使之(zhi)與焊(han)😘劑的(de)黏附(fu)性🧑🏽‍🤝‍🧑🏻相(xiang)匹配(pei)。傳送(song)帶的(de)平穩(wen)運動(dong)不會(hui)引起(qi)晶片(pian)移位(wei)🌈。
焊劑(ji)塗覆(fu)方法(fa)的主(zhu)要缺(que)點是(shi)它的(de)周期(qi)相對(dui)較長(zhang)🏒，對每(mei)一個(ge)要塗(tu)覆的(de)器件(jian)，貼裝(zhuang)時間(jian)增加(jia)大約(yue)1.5s。 
浸焊(han)方法(fa) 
在這(zhe)種情(qing)況，焊(han)劑載(zai)體是(shi)一個(ge)旋轉(zhuan)的桶(tong)，并用(yong)刀片(pian)把它(ta)刮成(cheng)一⭐個(ge)焊劑(ji)薄膜(mo)(大約(yue)50μm)，此方(fang)法适(shi)用於(yu)高黏(nian)度的(de)焊劑(ji)。通過(guo)☂️隻需(xu)在球(qiu)栅的(de)底部(bu)浸焊(han)劑，在(zai)制程(cheng)過程(cheng)中可(ke)以減(jian)少焊(han)劑的(de)消耗(hao)。 
此方(fang)法可(ke)以采(cai)用下(xia)列兩(liang)種制(zhi)程順(shun)序： 
• 在(zai)光學(xue)球栅(shan)對正(zheng)和球(qiu)栅浸(jin)焊劑(ji)之後(hou)進行(hang)貼裝(zhuang)。在這(zhe)個順(shun)序裏(li)，倒裝(zhuang)晶片(pian)球栅(shan)和焊(han)劑載(zai)體的(de)機械(xie)接觸(chu)會對(dui)貼裝(zhuang)精☎️度(du)産生(sheng)負🧡面(mian)的影(ying)響。 
• 在(zai)球栅(shan)浸焊(han)劑和(he)光學(xue)球栅(shan)對正(zheng)之後(hou)進行(hang)貼裝(zhuang)。這種(zhong)🏃情況(kuang)下，焊(han)劑材(cai)料會(hui)影響(xiang)光學(xue)球栅(shan)對正(zheng)的圖(tu)像。 浸(jin)焊劑(ji)方✂️法(fa)不太(tai)适用(yong)於揮(hui)發能(neng)力高(gao)的焊(han)劑，但(dan)它的(de)速度(du)比塗(tu)覆方(fang)法的(de)要快(kuai)得多(duo)。根據(ju)貼裝(zhuang)方法(fa)的不(bu)同，每(mei)個👈器(qi)件附(fu)加的(de)時間(jian)大約(yue)是：純(chun)粹的(de)拾取(qu)、貼裝(zhuang)爲0.8s，收(shou)集、貼(tie)🌐裝爲(wei)0.3s. 
當用(yong)标準(zhun)的SMT貼(tie)裝球(qiu)栅間(jian)距爲(wei)0.5mm的μBGA或(huo)CSP時，還(hai)有一(yi)些事(shi)情👣應(ying)❓該注(zhu)🔞意：對(dui)應用(yong)混合(he)技術(shu)(采用(yong)μBGA/CSP的标(biao)準SMD)的(de)産品(pin)，顯然(ran)最關(guan)鍵的(de)制程(cheng)過程(cheng)是焊(han)劑塗(tu)覆印(yin)刷。邏(luo)輯上(shang)說，也(ye)可采(cai)用綜(zong)合傳(chuan)統的(de)倒裝(zhuang)🚶晶片(pian)制🚶‍♀️程(cheng)和焊(han)劑應(ying)🚶‍♀️用的(de)貼裝(zhuang)方法(fa)。 
所有(you)的面(mian)形陣(zhen)列封(feng)裝都(dou)顯示(shi)出在(zai)性能(neng)、封裝(zhuang)密度(du)和節(jie)🌂約🚶成(cheng)本🈚上(shang)的潛(qian)力。爲(wei)了發(fa)揮在(zai)電子(zi)生産(chan)整體(ti)🏃‍♂️領域(yu)的效(xiao)能，需(xu)要進(jin)一步(bu)的研(yan)究開(kai)發，改(gai)進制(zhi)程、材(cai)料和(he)設備(bei)等。就(jiu)SMD貼裝(zhuang)設備(bei)來講(jiang)🤟，大量(liang)的工(gong)作集(ji)中在(zai)🔴視覺(jiao)技術(shu)⛱️、更高(gao)的産(chan)量和(he)精度(du)。

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