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封装器件的高速贴装技术

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封装器件的高速贴装技术_第1页
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琪言十倒装晶片的消耗将由1996年的5彳意 片增加到本世金己末的25意片,而TAB/TCP消耗量则停滞不前、甚至出现^增 畏,如琪言十的那榇,在1995年只有7意左右一、 占装的方法占装的要求不同,占装的方法(principle)也不同逼些要求包括元件拾放 能力、占装力度、占装精度、占装速度和焊蒯的流勤性等考虑占装速度畤, 需要考虑的一侗主要特性就是占装精度二、 拾取和占装占装哉^的占装豆^越少,则占装精度也越高定位翰x、y和的精度影 ^整醴的占装精度,占装^装在占装檄x-y平面的支撑架上,占装豆^中最重要 的是旋^翰,但也不要忽略z翰的移勤精度在高性能占装系统中,z翰的^ 勤由一侗微虔理器控制,利用感测器封垂直移勤距雕和占装力度逵行控制占装的一侗主要僵黑占就是精密占装^可以在x、)平面自由^勤,包括彳能格 W^« (waffle)盈上取料,以及在固定的仰祸撮像檄上封器件逵行多项测量最先逵的且占装系统在X、y翰上可以建到4 sigma、20 5的精度,主要的缺黑占是且占装速度低,通常低於2000 cph,逼遢不包括其他^助勤作,如倒装晶片童 焊蒯等只有一侗占占装^的筒罩占占装系统很快就要被淘汰,取而代之的是霰活的系 ^oMtt的系统,支撑架上配^有高精度占占装豆^及多吸嘴旋»®(revolver head)(H 1),可以占占装大尺寸的BGA和QFP封装。

旋事事(或® shooter) ^可虔 理形状不规则的器件、^冏距倒装晶片,以及管翩冏距小至0.5mm的 UBGA/CSP晶片逼椒占占装方法稍做〃收集、拾取和占占装〃圈1:蜜揉田冏距倒装晶片和其他器件,收集、拾取和占装^«»用一侗旋^豆^配有倒装晶片旋^豆^的高性能SMD占装哉^在市埸上 已经出现它可以高速占装倒装晶片和球栅直SM 125um、管腊喟距大的舄 200 5的UBGA和CSP晶片具有收集、拾取和占装功能哉^的占装速度大的 是 5000cph三、 傅统的晶片吸棺逼榇的系统带有一侗水平旋^的W®®,同畤彳能移勤的送料器上拾取器 件,业把它仍占装到^勤著的PCB上(圈2)圈2:傅统的晶片射棺速度段快,由於PCB板的^勤而使精度降低理^上,系统的占装速度可以建到40,000cph,但具有下列限制:晶片拾 取不能超出器件撮放的栅格盈;强簧^勤的真空吸嘴在z翰上^勤中不允言午逵 行工畤僵化,或不能可靠地彳能傅送带上拾取裸片(die);封大多数面形障列封 装,占装精度不能满足要求,典型值高於4sigma畤的10^m;不能*SM微 型倒装晶片童焊蒯四、 收集和占装圈3:在拾取和占装系统,射棺豆^可以舆栅格盈更换装置一同工作在〃收集和占装〃吸棺系统中(圈3),雨侗旋^豆^都装在x-y支撑架上。

而 彳菱,旋^豆^配有6或12侗吸嘴,可以接蠲栅格盈上的任意位置封於檬率的 SMD晶片,逼侗系统可在4sigma(包括theta偏差)下建到80um的占装精度和 20,000pch占占装速度通遏改燮系统的定位勤憩特性和球栅的辱找演算法,封 於面形IW列封装,系统可在4sigma下建到60 5至80 5的且占装精度和高於 10,000pch的占装速度五、 占装精度舄了封不同的占装哉^有一侗整醴瞭解,你需要知道影^面形障列封装占 装精度的主要因素球栅占装精度P\/\/ACC\/\/依赖於球栅合金的^型、球栅 的数目和封装的重量等逼三侗因素是互相聊繁的,舆同等冏距QFP和SOP封 装的IC相比,大多数面形障列封装的占装精度要求段低注:插入方程封没有阻焊膜的圜形焊盈,允言午的最大占装偏差等於PCB焊盈的半彳至,占 装森差超遏PCB焊盈半彳至畤,球栅和PCB焊盈仍曹有檄械的接蠲假定通常的 PCB焊盈直彳至大致等於球栅的直彳至,封球栅直彳至舄0.3mm、冏距舄0.5mm的 UBGA和CSP封装的占装精度要求舄0.15mm;如果球栅直彳舄100um、冏距舄 175um,M精度要求舄50um在带形球栅障列封装(TBGA)和重陶瓷球栅障列 封装(CBGA)情况,自封率即使畿生也很有限。

因此,占装的精度要求就高六、 焊蒯的雁用倒装晶片球栅的檬率大规模回流焊探用的煽子需要焊蒯现在,功能段弓鱼 的通用SMD占装哉^都带有内置的焊蒯雁用装置,雨椒常用的内置供会合方法是 童覆(H4)和浸焊H4:焊蒯童覆方法已^明性能可靠,但只遹用於低黏度的焊蒯焊蒯童覆液醴焊蒯基板倒装晶片倒装晶片占装童覆罩元就安装在占装^的附近倒装晶片占装之前,在占装位置上童上 焊蒯在占装位置中心童覆的蒯量,依赖於倒装晶片的尺寸和焊蒯在特定材料 上的浸润特性而定雁言亥碓保焊蒯童覆面稹要足钩大,避免由於森差而引起焊 盈的漏童舄了在照清洗制程中逵行有效的填充,焊蒯必硝是照清洗(照殛渣)材料 液醴焊蒯裹面备息是很少包含固醴物^,它最遹合雁用在照清洗制程然而,由 於液醴焊蒯存在流勤性,在倒装晶片占装之彳菱,占装系统傅送带的移勤曹引起 晶片的惯性位移,有雨侗方法可以解决逼侗冏题:在PCB板傅送前,哉定数秒的等待畤冏在逼侗畤冏内,倒装晶片周圉的 焊蒯迅速撞畿而提高了黏附性,但是曹使座量降低你可以^整傅送带的加速 度和减速度,使之舆焊蒯的黏附性相匹配傅送带的平sa®不曹引起晶片移 位焊蒯童覆方法的主要缺黑占是它的周期相s^<,s每一侗要童覆的器件, 且占装畤冏增加大的1.5s。

七、浸焊方法在逼椒情况,焊蒯截醴是一侗旋^的桶,业用刀片把它刮成一偶焊蒯薄膜 (大^50um),此方法遹用於高黏度的焊蒯通遏只需在球栅的底部浸焊蒯, 在制程遏程中可以减少焊蒯的消耗此方法可以探用下列雨丰重制程娘序:•在 光孥球栅封正和球栅浸焊蒯之彳菱逵行占装在Mffi®序裹,倒装晶片球栅和焊 蒯截醴的檄械接蠲曹封占装精度座生^面的影^ •在球栅浸焊蒯和光孥球栅 封正之彳菱逵行WSoMS情况下,焊蒯材料曹影^光孥球栅封正的圈像浸焊蒯方法不太遹用於撞畿能力高的焊蒯,但它的速度比童覆方法的要快 得多根披占装方法的不同,每侗器件附加的畤冏大的是:角屯粹的拾取、占装 舄0.8s,收集、占装舄0.3s.富用檬率的SMT占装球栅冏距M 0.5mm的 UBGA或CSP畤,遢有一些事情雁言亥注意:封雁用混合技彳标G采用UBGA/CSP的 檬率SMD)的座品,^然最眉皂^的制程遏程是焊膂燧覆印刷谴辑上蠡 也可采 用粽合傅统的倒装晶片制程和焊蒯雁用的占装方法所有的面形障列封装都^示出在性能、封装密度和筋的成本上的潜力M 了畿撞在雷子生座整醴镇域的效能,需要逵一步的研究^畿,改逵制程、材料 和哉^等就SMD占装哉^来^,大量的工作集中在祸冕技彳标、更高的座量和 精度。

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