PoP装配SMT工艺的的控制

文章摘要：·钢网厚度若为4 mil，则方形孔为9 mil×9 mil，圆形孔的直径为10 mil。（3）贴装过程中基准J羔的选择和压力的控制底层元件以整板基准点来矫正没有问题，上层元件是以整板基准点还是以其底层元件背面上的局部基准点 来矫正就需要斟酌了。如果同样选择整板基准点，会很方便，不需要任何变更，产出率也会高，但贴装精度 成了争论的焦点。事实上，贴装的精度会受到影响。而选择其底层元件背面上的局部基准点，贴片周期会长 产出率受到影响，对处理基准点的相机提出了挑战（焦距的问题）。但是贴片的精度会得以保证。这时贴装 压力的控制也变得非常重要，过高的压力会将底层元件的锡膏压塌；造成短路和锡珠，高压力贴装多

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　　·钢网厚度若为4 mil，则方形孔为9 mil×9 mil，圆形孔的直径为10 mil。

　　（3）贴装过程中基准J羔的选择和压力的控制

　　底层元件以整板基准点来矫正没有问题，上层元件是以整板基准点还是以其底层元件背面上的局部基准点 来矫正就需要斟酌了。如果同样选择整板基准点，会很方便，不需要任何变更，产出率也会高，但贴装精度 成了争论的焦点。事实上，贴装的精度会受到影响。而选择其底层元件背面上的局部基准点，贴片周期会长 产出率受到影响，对处理基准点的相机提出了挑战（焦距的问题）。但是贴片的精度会得以保证。这时贴装 压力的控制也变得非常重要，过高的压力会将底层元件的锡膏压塌；造成短路和锡珠，高压力贴装多层元件 也会因压力不平衡导致器件倒塌。所以贴装及浸蘸过程中需要较低的贴装压力。

　　多层堆叠贴装后，在传送过程中，要求传输轨道运转更加平稳，机器设备之间轨道接口要顺畅，避免回流 焊接之前传送过程中的振动冲击。

　　（4）顶部元件助焊剂或锡膏量的控制（如图4所示）

　　助焊剂或锡膏的厚度需要根据元件焊球尺寸来确定，保证适当且稳定均匀的厚度，使最小的焊球也能在浸 蘸过程中蘸上适量的助焊剂或锡膏。需要考虑优先选择低残留免清洗助焊剂或锡膏，如果需要底部填充工艺 的话，必须考虑助焊剂/锡膏与阻焊膜及底部填充材料的兼容性问题。

　　顶部元件浸蘸助焊剂还是锡膏，会有不同的考虑。锡膏装配的优点是：①可以一定程度地补偿元件及基板 的翘曲变形；②无须额外工艺，可以与现有工艺很好兼容；③焊接后器件离板高度稍高，有利于可靠性。但 也有其缺点：①会放大焊球本来存在的大小的差异；②可供选择的这类锡膏有限，价格也贵。

　　浸蘸用的锡膏不同于普通印刷锡膏，其黏度为⒛Pa·s左右，比普通的锡膏低，金属颗粒直径在5～25 gm 左右，比普通锡膏金属颗粒细，助焊剂百分含量约20％。所以其比普通印刷锡膏稀很多，流动性非常好，适 合浸蘸工艺。

　　粘性助焊膏装配的优点是：①不会放大焊球本来存在的大小差异；②工艺好控制，材料选择也方便。

　　其缺点是：①对一点程度的翘曲变形无补偿作用；②需要增加工艺。

图4 助焊剂或锡膏量的控制

　　顶部元件CSP的助焊剂浸蘸工艺与我们在之前介绍过的倒装晶片的助焊剂浸蘸工艺相似，控制重点和方法也 类似。所不同的是，CSP需要浸蘸更多的助焊剂，要求助焊剂膜更厚。对于0.4mm高度的焊球，实际膜厚需要 0.2 mm左右，也就是相当于焊球高度的一半，实际的膜厚依赖于材料的选择。图5为顶部元件浸蘸在0.2 mm 厚的锡膏中，组装在玻璃片上看到的情形。

图5 顶部元件浸蘸在0.2 mm厚的锡膏中组装在玻璃片上的外观图

　　（5）回流焊接工艺的控制

　　首先我们面临的是对于无铅回流焊接工艺选择焊接环境的问题。在空气中焊接，特别是对于无铅工艺， 增加了金属的氧化，润湿不好，焊球不能完整的塌陷。在低氧气浓度（（50 ppm）氮气中焊接降低了金属氧 化，润湿效果好，能够形成完整的塌陷，而且表现出良好的自对中性。但0201/0402这类元件会出现立碑现 象，另外，焊接成本也会增加25％～50％。

　　由于无铅焊接的温度较高，较薄的元件和基板（厚度可达0.3 mm）在回流焊接过程中很容易热变形，需要 细致的优化回流焊接温度曲线。同时，监控顶层元件表面与底层元件内部温度非常重要，既要考虑顶层元件 表面温度不要过高，又要保证底层元件焊球和锡膏充分熔化形成良好的焊点（有时底层元件焊球可能是高铅 材料，此时焊球可能不熔或部分熔融，锡膏则熔化冷却形成焊点）。对于多层堆叠装配，升温速度建议控制 在1，5OC/s以内，防止热冲击及炉内移位或其他焊接缺陷。在保证焊接品质的前提下，让回流温度尽量的低 ，最大程度的降低热变形的可能。

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