PCB板用倒装芯片（FC）装配技术

文章摘要：助焊剂应用单元是控制助焊剂浸蘸工艺的重要部分， 其工作的基本原理就是要获得设定厚度的稳定的助焊剂薄膜，以便于器件各焊球蘸取的助焊剂的量一致。 要精确稳定的控制助焊剂薄膜的厚度，同时满足高速浸蘸的要求，该助焊剂应用单元必须满足以下要求：（1）可以满足多枚器件同时浸蘸助焊剂（如同时浸蘸4或7枚）提高产量；（2）助焊剂用单元应该简单、易操作、易控制、易清洁；（3）可以处理很广泛的助焊剂或锡膏，适合浸蘸工艺的 助焊剂粘度范围较宽，对于较稀和较粘的助焊剂都 要能处理，而且获得的膜厚要均匀；（4）蘸取工艺可以精确控制，浸蘸的工艺参数因材料的不同而会有差异，所以浸蘸过程工艺参数必须可以单独控制，如往下的加速

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　　助焊剂应用单元是控制助焊剂浸蘸工艺的重要部分， 其工作的基本原理就是要获得设定厚度的稳定的助焊剂薄膜，以便于器件各焊球蘸取的助焊剂的量一致。 要精确稳定的控制助焊剂薄膜的厚度，同时满足高速浸蘸的要求，该助焊剂应用单元必须满足以下要求：

　　（1）可以满足多枚器件同时浸蘸助焊剂（如同时浸蘸4或7枚）提高产量；

　　（2）助焊剂用单元应该简单、易操作、易控制、易清洁；

　　（3）可以处理很广泛的助焊剂或锡膏，适合浸蘸工艺的 助焊剂粘度范围较宽，对于较稀和较粘的助焊剂都 要能处理，而且获得的膜厚要均匀；

　　（4）蘸取工艺可以精确控制，浸蘸的工艺参数因材料的不同而会有差异，所以浸蘸过程工艺参数必须可以单独控制，如往下的加速度、压力、停留时间、向上的加速度等。

　　7.对供料器的要求

　　要满足批量高速高良率的生产，供料技术也相当关键。PCB板用倒装芯片的包装方式主要有这么几种：2×2或4×4英 JEDEC盘、200mm或300mm圆片盘（Wafer）、还有 卷带料盘（Reel）。对应的供料器有：固定式料盘供料器 (Stationary tray feeder)，自动堆叠式送料器（Automated stackable feeder），圆片供料器（Wafer feeder），以及带式供料器。

　　所有这些供料技术必须具有精确高速供料的能力，对于圆片供料器还要求其能处理多种器件包装方式，譬如： 器件包装可以是JEDEC盘、或裸片，甚至完成芯片在机器内完成翻转动作。

　　下面我们来举例说明一下Unovis的裸晶供料器（DDF Direct Die Feeder）的特点：

　　·可用于混合电路或感应器、 多芯片模组、系统封装、RFID和3D装配；

　　·圆片盘可以竖着进料、节省空间，一台机器可以安装多台DDF；

　　·芯片可以在DDF内完成翻转；

　　·可以安装在多种贴片平台上。

　　8.对板支撑及定位系统的要求

　　有些PCB板用倒装芯片是应用在柔性电路板或薄型电路板上，这时候对基板的平整支撑非常关键。解决方案往往会用到 载板和真空吸附系统，以形成一个平整的支撑及精确的定位系统，满足以下要求：

　　（1）基板Z方向的精确支撑控制，支撑高度编程调节；

　　（2）提供客户化的板支撑界面；

　　（3）完整的真空发生器；

　　（4）可应用非标准及标准载板。

　　9.回流焊接及填料固化后的检查

　　对完成底部填充以后产品的检查有非破坏性检查和破坏性检查，非破坏性的检查有：

　　·利用光学显微镜进行外观检查，譬如检查填料在器件侧面爬升的情况，是否形成良好的边缘圆角，器件表面是否有脏污等；

　　·利用X射线检查仪检查焊点是否短路，开路，偏移，润湿情况，焊点内空洞等；

　　·电气测试（导通测试），可以测试电气联结是否有 问题。对于一些采用菊花链设计的测试板，通过通断测试还可以确定焊点失效的位置；

　　·利用超声波扫描显微镜（C-SAM）检查底部填充后 其中是否有空洞、分层，流动是否完整。

　　破坏性的检查可以对焊点或底部填料进行切片，结合光学显微镜，金相显微镜或电子扫描显微镜和能谱分析仪（SEM/EDX），检查焊点的微观结构，例如，微裂纹/微孔，锡结晶，金属间化合物，焊接及润湿情况，底部填充 是否有空洞、裂纹、分层、流动是否完整等。

　　完成回流焊接及底部填充工艺后的产品常见缺陷有：焊点桥连/开路、焊点润湿不良、焊点空洞/气泡、焊点开裂/脆裂、底部填料和芯片分层和芯片破裂等。对于底部填充是否完整，填料内是否出现空洞，裂纹和分层现象，需要超声波扫描显微镜（C-SAM）或通过与芯片底面平行的 切片（Flat section）结合显微镜才能观察到，这给检查此类缺陷增加了难度。

　　底部填充材料和芯片之间的分层往往发生在应力最大 器件的四个角落处或填料与焊点的界面。

　　本文总结

　　PCB板用倒装芯片在产品成本、性能及满足高密度封装等方面，体现出优势，它的应用也渐渐成为主流。由于PCB板用倒装芯片的尺寸小，要保证高精度高产量高重复性，这给我们传统的设备及工艺带来了挑战，具体表现在以下几个方面：

　　1.基板（硬板或软板）的设计方面；

　　2.组装及检查设备方面；

　　3.制造工艺,芯片的植球工艺，PCB的制造工艺，SMT工艺；

　　4.材料的兼容性。

　　全面了解以上问题是成功进行PCB板用倒装芯片组装工艺的基础。

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