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PCBA科技

PCBA科技 - SMT貼片處理POP組裝工藝介紹

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PCBA科技 - SMT貼片處理POP組裝工藝介紹

SMT貼片處理POP組裝工藝介紹

2021-11-09
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Author:Downs

晶片堆疊科技 是現代電子資訊產品為提高邏輯運算功能和存儲空間而開發的一種新型高密度組裝形式. 本文主要從設備科技的角度分析總結了POP組裝過程實現中存在的問題及對策. 重點研究了POP裝配工藝中主要工藝的工藝參數優化方法和範圍, 並討論了過程控制中應注意的問題. 這些是確保POP晶片堆疊成功率的關鍵.

1概述

POP(Package-on-Package)是一種器件晶片堆疊科技,是為提高邏輯運算功能和存儲空間而開發的器件小型化和高密度組裝的新方法。

POP科技廣泛應用於高端終端產品。 現時,0.4毫米間距BGA POP科技具有批量生產能力。

現時,0.4毫米間距BGA POP組裝工藝的主要難點是:

-0.4毫米間距較低的BGA印刷錫膏和回流焊易於橋接;

-下兩層的放置精度要求很高,並且容易移動;

電路板

很難控制上部晶片的焊劑浸漬量。

2錫膏印刷

2.1影響因素

印刷環節是一個系統工程,印刷電路板、模版、錫膏和設備按照一定的方法在一定的環境中協同工作,具有許多變數和複雜的互動機制。 總結其主要影響因素,

錫膏印刷的質量受硬體、工藝參數、環境和工藝控制等因素的影響。 對於精細間距元件可靠印刷中存在的PCB和模具設計、錫膏選擇、過程控制和其他問題,在許多檔案中都有詳細的分析和討論,我在這裡不再重複。

2.2支護方法

常見的支撐套管包括“硬”套管和“軟”套管

細間距元件的錫膏印刷需要確保PCB和模具之間沒有間隙,並且PCB和模具在整個印刷過程中處於平坦且不變形的狀態。 通常錯誤的看法是,頂針頂部越高,PCB和模具之間的結合越緊密,這有助於提高列印質量。 但是,如果套管頂部過高,PCB和模具將有一定程度的預變形,如圖4所示。 一方面,範本開口和焊盤的對齊可能會偏移,這可能會導致印刷錫膏移位; 另一方面,在刮板移動過程中,模具和PCB會分離,導致在不同區域獲得的錫膏量不均勻,甚至錫膏量不足; 同時,當在列印過程中分離範本時,分離速度和分離距離參數失去了意義,並且容易銳化。

印刷支撐夾具的引入可以有效地確保PCB和 SMT模具 二者的緊密結合, 以及0等列印問題的改進.4毫米/0.35毫米間距, 軟的/薄板變形等印刷問題明顯.

2.3刮刀

在印刷過程中,錫膏應形成良好的滾動效果。 由於滾動,刮板最前端區域的錫膏將部分填充到範本孔中,其中的助焊劑將預濕範本孔壁,這有利於後續錫膏的進一步填充和脫模,從而獲得理想的錫膏量和形狀。 原來的“錫膏滾動柱”直徑約為15mm,當縮小到原來的一半時,需要添加新的錫膏。 “錫膏滾動柱”應均勻光滑。

為了達到良好的滾動效果,除了確保錫膏的適當粘度和體積外,各種設備供應商都在尋求改進刮刀的結構和工作原理。 例如,DEK的振動刮刀、ProFlow、Minami的旋轉刮刀等。

2.4模具清潔頻率

在保證鋼絲網底部清潔的前提下,應儘量減少鋼絲網的清潔頻率。 通過切割方法加工的鋼網壁上有各種尺寸的毛刺,阻礙焊膏的填充和脫模。 在正常印刷過程中,鋼絲網的壁將被助焊劑潤濕,各種力將達到平衡狀態。 在清洗過程中,由於酒精和真空的作用,焊劑潤濕膜被破壞,毛刺再次暴露。 只有在幾個列印週期後才能重新建立新的平衡。 這就是為什麼在生產中清潔的模具在第一次列印時錫含量會减少的原因。

過於頻繁的清洗也可能導致溶劑混合到錫膏中,並影響錫膏的粘度; 溶劑揮發會影響錫膏和模具的最佳工作溫度,並破壞系統平衡。

3補丁

與傳統元件相比,POP放置過程中最關鍵的問題是實現和控制助焊劑(錫膏)的浸漬作用以及保證BGA放置精度。

3.1補丁模式

富士NXT/AIM設備有3種POP放置模式:

-吸收設備-圖像識別-浸入通量貼片;

-µ吸收裝置-圖像識別-浸入通量-圖像識別-貼片;

-拿起設備-浸入通量-圖像識別-補丁。

在導入階段,選擇了兩種助焊劑進行對比測試,即藍色助焊劑和無色助焊劑。

-在設備浸入藍色焊劑後,無法執行圖像識別,囙此只能使用第一個貼片模式;

白焊劑不會影響圖像識別,囙此可以使用第二或第3種貼片模式。

建議使用白光通量和第二修補模式。

3.2浸漬助焊劑(錫膏)

富士焊劑單元裝置可以實現焊劑(錫膏)的自動供應和自動厚度控制。

新工藝引入驗證結果證明,使用助焊劑的效果優於使用錫膏。 助焊劑的厚度根據下晶片焊球的間距值進行調整,潤濕應大於焊球高度的50%。 潤濕表面需要一個水平面,通常將0.4 mm間距PoP調整為(0.19 0.20)mm,將0.5 mm間距調整為(0.19 0.23)mm。 焊劑的厚度由設備隨附的量規調整。

3.3圖像識別

富士貼片機中有兩個數位相機, 一個讀到 PCB標記資訊 計算標記中心以定位PCB. The other reads the key information of the device pin (solder ball), 計算設備中心位置的主體和其他關鍵資訊, 以便將設備安裝到程式中的相應位置.