倒装芯片：向主流制造工艺推进

，减少氧化和加速共晶焊锡球的回流。本应用中使用的免洗助焊剂具有高粘着性(tack)、低粘度(viscosity)、长蒸发时间、最低回流焊后残留物、低毒性和最小气味。

在锡球回流之前芯片的移动是一个关注，因为200µm的装配间距几乎不允许有对位错误。造成未对准或相对移位芯片的原因可能不同，但包括：

· PCB弯曲变形(warped PCB)：当芯片(die)贴放到电路板表面时，弯曲的板可能会柔曲。已经贴装在板上的芯片，在剩下的芯片贴装时，要经受电路板的类似于崩床的运动。

· 板的传送：在芯片(die)贴装之后，装配传送到回流焊炉必须流畅。传送带对不准或贴装单元的升起定位机构或传送带的突然加速都可能造成芯片移位。

· 炉的情况：炉内高速气流将吹动芯片偏移定位。

具有高粘着性和低蒸发速率的助焊剂系统将减少这些材料处理的缺陷和提高更快的生产线速度。如果助焊剂在芯片贴装或回流之前蒸发，那么IC更可能移位。慢的蒸发保持最多的助焊剂，在回流炉的升温和保温区期间，把芯片固定在位。理想的，助焊剂不应该蒸发太多，直到元件达到回流温度曲线的液化区域。快速干燥的醇基助焊剂可能要求芯片贴装之前分阶段处理。

为了充分利用贴装单元，上助焊剂是使用一台专用的滴胶机在芯片贴装之前完成的。没有采用诸如压印(stamping)、浸(dipping)或刷(brushing)等接触式方法，由于产品专门的定位装置和对污染的关注。

量的控制是助焊剂滴涂的最重要方面。要求最少的量是百分之百的覆盖锡球座/滑道(site / runner)。不完全覆盖将造成电气开路和装配的报废。增加的量超过了百分之百的要求将改善粘着性能，但可能反过来影响产品的可靠性。过多的助焊剂可能造成回流焊后的残留物和不希望的区域侵蚀。有机残留物对底部充胶是有害的，降低系统的现场可靠性。助焊剂迁移或流动超出芯片座可能引起焊锡球(solder ball)、元件竖立(tombstoning)和PCB的离子污染(ionic contamination)。对每个产品的最后量的规定必须平衡百分之百覆盖要求、最大粘着性能、最少助焊剂残留物和元件偏移控制。

上助焊剂不要求很高的放置精度。使用两个全局基准点作板的定位，可得到很高的可信水平。对每个贴片座的局部基准点是没有必要的，它会降低设备周期。设备购买时不能没有视觉系统，但多数便利设施可以省去- 快速简便的产品编程和设定确认等。

芯片贴装(die placement)

芯片贴装容易实施，因为设备对工厂人员都很熟悉。设备具有C4倒装芯片贴装头，只用于IC的贴装。贴装头有四个贴装转轴(spindle)，维持X-Y贴装精度为±200µm和最大贴装力为2500g。芯片以盘带包装，用黑色迭尔林(Delrin)吸嘴来吸取元件。

通常，贴装压力应该为每个I/O 6~12g。在这种情况下，100 I/O要求600~1200g之间的压力。过大贴装压力有一个缺点，尽管贴装头/视觉系统扫描后已经作了纠正，贴装压力可能产生元件偏移。还有，如果托盘的刚性不够，或者板的支撑不正确，贴装时板可能会向下弯曲。

元件的视觉识别路线设定是，沿芯片周围识别48个锡球(bump)，和中间附近一个定向锡球。锡球的数量经过优化达到最高的贴装精度和最大的机器产量。增加锡球数量大大地延长处理时间，而贴装精度保持不变。

一个解析度为每个象素1.3mil的相机用来抓拍芯片的图象。通过二级光强度的侧光，得到足够的对比度。贴装单元也配备一个每个象素0.5mil的可选相机，但要求抓拍两个芯片图象。

用三个全局基准点来决定PCB和贴装座的位置。基准点应该是金属作的，以保证锡球的贴放是相对于倒装芯片的焊盘，而不是阻焊层。

贴装之后、回流之前板的所有运动和传送必须平滑，不能影响元件的定位。如果元件的移位是来自贴装单元，那么机器传送带、升起定位和Z-轴的加速度和速度的设定可能需要降低。在高速运作期间，也必须使用适当的板支撑，以减少PCB挠曲。挠曲或反回可能引起前面贴装的芯片移出焊盘，特别是如果在表面贴装之前阵列(array)翘曲。

回流(Reflow)

在贴装工艺之后，装配通过一个空气对流炉，来回流共晶焊锡球，形成电气连接。炉设定按标准的表面贴装温度曲线。氮气流速提供良好的热传导，限制氧气污染。炉的进口处过大的氮气流速可能引起芯片偏移出焊盘，因此引发缺陷。如果这个偏移变成一个长期的问题，可增加分流板来防止气流直接冲击芯片。开始的温度斜率不应该超过每秒1.5~2.0°C。高的预热速率迅速蒸发助焊剂，引起回流焊接之前芯片偏移，甚至翻转。

每个产品都必须作温度曲线，以保证满足适当的回流条件。在生产线预防性维护或板有任