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四川pcba加工工艺晶片级封装元件的焊球贴装?

发布时间:2019/11/26 11:44:00
来源:http://sichuan.sz1942.com/news171636.html

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晶片级封装已成为面阵列封装设计的主要方式,利用其小巧的面积和格栅阵列技术能够做出更小、更快、更便宜的零组件,用于记忆体、电信及多媒体等多种应用中。但CSP技术的出现却给后端制程带来了新的难题,四川pcba加工工艺制造商们必须要仔细考虑制程流程的参数,才能使做出的产品在良率和可靠性等方面满足应用的要求。
独特的焊盘形状
EEMS的μBGA焊盘形状为焊球贴装带来了很多难题,它的焊盘在基板载带表面下方凹入0.069mm,这样在用标淮感光剂丝网进行焊锡助焊剂印刷时,很难控制助焊剂的用量和避免助焊剂桥接。
凹入的焊盘再加上焊盘直径特别小,pcba加工工艺使得对焊球贴放的淮确度要求远远高于标淮应用。普通焊盘设计允许贴放位置出现偏差,因为轻微偏离的焊球在焊锡回焊时能自行对中到焊盘上;而对于EEMS封装来说,位置偏移的焊球不会与焊盘或助焊剂接触,它错过了焊盘所在的小“口袋”,因此无法利用焊球、助焊剂和焊盘之间的附着力特性,结果这个焊盘将漏掉焊球,最终产生不完全回流焊而少一个I/O连接。
载带式基板
pcba加工工艺采用载带设计的引脚框组件需对焊球贴装制程有一些独特的考虑。封装排列在载带基板上,载带基板本身又固定在引脚框上,由于基板载带具有柔韧性,因此是在载带上安排一些孔以便于机械对位。但在EEMS应用中这却无法做到,所以将孔留在引脚框上是组装定位的可选方法。组装过程中基板载带可能会伸长,使得引脚框和载带基板之间误差产生累积,从而增加了对助焊剂发配和焊球贴放制程精度的要求。由于焊球贴放系统依靠引脚框来进行定位,所以这些制程必须保持很高的精度以克服因载带弯曲而可能产生的焊盘位移。
除了前面提到的焊盘形状问题之外,由于在引脚框上固定基板载带的黏着带位于焊盘表面上方,所以传统的助焊剂丝印方法也有困难,刮刀将与黏着带而不是焊盘接触,导致助焊剂用量不均匀。
整合解决方案
pcba加工工艺对封装制程最初的分析显示,需要一个助焊剂发配和焊球贴放都有很高精度的高产量解决方案,为了得到可靠的高良率焊球贴装,整个生产线必须考虑封装对每一步制程的要求。通过客户和供应商工程力量的共同协作来满足这些要求,研究重点主要是助焊剂发配、焊球贴放、定位夹具以及元件运送等几个方面。
助焊剂发配
pcba加工工艺由于黏着载带和焊盘形状的原因而无法使用感光剂丝印来涂覆助焊剂,因此这选用了一种刚性助焊剂漏板(RFS)技术,该技术可以使VAi 6300焊球贴放系统为焊球贴装所需的细间距助焊剂发配提供一个更加精确均匀的方法。对于这的应用来说,RFS主要解决封装位置精确一致、避免助焊剂桥接、助焊剂一致性以及基板上有黏着载带时的助焊剂处理能力等几个方面。
RFS用铝合金制造以延长使用寿命,pcba加工工艺它有一个与封装焊盘形状一样的I/O图案,每个焊盘的孔径和位置都非常精确。该制程可以使金属漏印板满足助焊剂在位置和数量控制方面的要求,助焊剂发配精度可达0.051mm,数量偏差为±5%。
另外在RFS下方还固定有定位销钉用来对引脚框组件定位,这样可以减少定位中的误差累积,确保助焊剂发配时每个封装的位置精确一致。Capton黏着载带会阻碍丝印助焊剂,此时可在RFS下方做一些释放装置以适用于升高后的载带。
为适应EEMS封装的特殊要求,RFS每个I/O孔周围都加工有“环形”圈,以消除封装中凹陷型焊盘可能存在的助焊剂桥接风险。另外RFS内置的间隙高度可使助焊剂尽可能靠近焊盘表面进行印刷,进一步提高助焊剂数量和发配的精度。
 焊球放置
与助焊剂发配需要很高精度一样的道理,焊球贴放也需要同样的精度。因此,RVSI也将其开发的技术配备在焊球贴放系统上,这是用在钻孔焊球光罩中。和RFS一样,DBM也是由铝合金制成并具有与封装匹配的I/O图形,为焊球的精确贴放提供保証。RFS和DBM都有固定在焊球面对引脚框进行定位的定位销,这样更换工具时无需再作调整,减少转换时间。DBM的刚性很大,所以用真空或空气在吸住松开焊球时它不会弯曲,确保焊球贴放的精确度和重覆性达到最高。另外DBM具有平滑的表面,可以避免焊球黏附在光罩中间,提高良率和设备运行时间。
 定位夹具
pcba加工工艺由于载带基板具有一定挠性,因此定位夹具淮确重覆地对每一个封装进行定位非常重要。为了实现淮确的助焊剂涂覆和焊球贴放,加工过程中载带表面的共面度应保持在0.051mm范围内。可使用配备专用真空孔的硬不锈钢插入板,这些独立的真空孔确保在整个面上支撑引脚框组件,使助焊剂发配和焊球贴放作业都在一个平面上进行。可收缩定位销预先将封装组件对淮,使引脚框位置一致且重覆性高,同时将表面共面度维持在0.051mm范围内,保证了VAi 6300助焊剂发配和焊球贴放作业所需的淮确度。
 元件传输
pcba加工工艺为了防止封装中极易损坏的晶片受到损伤,在整个焊球贴放系统和材料输送设备中都使用边缘传送带。这种传送带仅与引脚框组件的边缘相接触,不会碰到晶片,但是回流焊炉和清洗机却都是用不锈钢网传送带,可能会导致部件损坏。为了避免这种危险,VAi 180使用一种传输线导引器将引脚框组件从焊球贴放设备移到回流焊炉的传送网上。导引器在五种流程中选择一个,将引脚框组件从VAi 6300送到选中的回流焊炉传送带上,并使传送网的速度与组件移到回流焊炉的速度相同,完成无缝无碰撞传输,避免了传送网与裸晶片之间产生有害碰撞的可能性。

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