PCB板用倒装芯片(FC)装配技术
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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