以下是高級(jí)PCB封裝器件的快速貼裝：

面陣封裝變得越來(lái)越重要，特別是在汽車、電信和計(jì)算機(jī)應(yīng)用中，因此生產(chǎn)力成為討論的焦點(diǎn)。 引腳間距小于 0.4 毫米，即 0.5 毫米。 細(xì)間距 QFP 和 TSOP 封裝的主要問(wèn)題是生產(chǎn)率低下。 但是，由于平面陣列封裝的腳間距不是很?。ɡ绲寡b芯片小于200μm），回流焊后dmp率至少比傳統(tǒng)的fine pitch技術(shù)好10倍。 此外，與相同間距的QFP和TSOP封裝相比，考慮到回流焊時(shí)的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，對(duì)貼裝精度的要求要低很多。

另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，尤其是倒裝芯片使印刷電路板的占用面積大大減少。 表面陣列封裝還可以提供更好的電路性能。

因此，PCB行業(yè)也在向平面陣列封裝方向發(fā)展，最小間距為0.5mmμ的BGA和芯片級(jí)封裝（CSP）不斷引起人們的關(guān)注。 至少有20家跨國(guó)公司在致力于這一系列封裝結(jié)構(gòu)的研究。 未來(lái)幾年，預(yù)計(jì)裸芯片的消費(fèi)量將以每年20%的速度增長(zhǎng)，其中倒裝芯片增長(zhǎng)最快，其次是應(yīng)用于COB（直接板上貼裝）的裸芯片。

預(yù)計(jì)倒裝芯片的消費(fèi)量將從1996年的5億顆增加到本世紀(jì)末的25億顆，而TAB/TCP的消費(fèi)量將停滯不前，甚至出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。 不出所料，1995年也只有7億左右。

PCB貼裝方式

安裝原則因要求不同而異。 這些要求包括元器件取放能力、貼裝強(qiáng)度、貼裝精度、貼裝速度和助焊劑流動(dòng)性。 在考慮安裝速度時(shí)，要考慮的主要特性之一是安裝精度。

挑選和安裝

安裝設(shè)備的安裝頭越少，安裝精度越高。 x、y、θ定位 貼裝頭安裝在貼裝機(jī)x-y平面的支撐架上。 貼裝頭最重要的部分是旋轉(zhuǎn)軸，但z軸的運(yùn)動(dòng)精度也不容忽視。 在高性能安裝系統(tǒng)中，z軸的運(yùn)動(dòng)由微處理器控制，垂直移動(dòng)距離和安裝力由傳感器控制。

安裝的主要優(yōu)點(diǎn)之一是精密安裝頭可以在 x 和 y 平面上自由移動(dòng)，包括從格子板上取材料和在固定的高架相機(jī)上對(duì)器件進(jìn)行多次測(cè)量。

最先進(jìn)的貼裝系統(tǒng)可以達(dá)到4 sigma，20 μm精度的主要缺點(diǎn)是貼裝速度低，通常低于2000 cph，這還不包括其他輔助動(dòng)作，例如倒裝芯片助焊劑。

只有一個(gè)安裝頭的簡(jiǎn)單安裝系統(tǒng)很快就會(huì)被淘汰，取而代之的是靈活的系統(tǒng)。 對(duì)于這樣的系統(tǒng)，支撐架配備高精度貼裝頭和多吸嘴旋轉(zhuǎn)頭，可用于貼裝大型BGA和QFP封裝。 旋轉(zhuǎn)（或射擊）頭可以處理不規(guī)則形狀的器件、細(xì)間距倒裝芯片和引腳間距小至 0.5mm μ BGA/CSP 芯片的器件。 這種裝裱方法稱為“采摘裝裱”。

配備倒裝芯片旋轉(zhuǎn)頭的高性能SMD安裝設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)在市場(chǎng)上。 可高速貼裝直徑125μm的倒裝芯片和球柵。 引腳間距約為200μM的μBGA和CSP芯片。 具有收集、拾取、貼裝功能的裝置貼裝速度約為5000cph。

傳統(tǒng)晶圓吸槍

這種系統(tǒng)配備了一個(gè)水平旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)頭，它同時(shí)從移動(dòng)的供料器上拾取器件并將它們粘貼到移動(dòng)的 PCB 上。

理論上系統(tǒng)的掛載速度可以達(dá)到40000cph，但是有以下限制：

芯片拾取不得超過(guò)放置器件的柵盤(pán)；

當(dāng)彈簧驅(qū)動(dòng)的真空吸嘴在z軸上移動(dòng)時(shí)，不允許優(yōu)化工作時(shí)間或可靠地從傳送帶上拾取芯片；

對(duì)于大多數(shù)面陣封裝，貼裝精度達(dá)不到要求，典型值高于4 sigma μ m的10%；

不能在微型倒裝芯片上涂助焊劑。

收集和安裝

在“收集和安裝”吸槍系統(tǒng)中，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)頭都安裝在 x-y 支撐架上。 然后，旋轉(zhuǎn)頭裝有6個(gè)或12個(gè)吸嘴，可以接觸柵板上的任何位置。 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的SMD芯片，該系統(tǒng)在4 sigma（包括theta偏差）μm貼裝精度和20,000 pch貼裝速度下可以達(dá)到80%。 通過(guò)改變系統(tǒng)的定位動(dòng)態(tài)特性和球柵搜索算法，該系統(tǒng)可以在4sigma中達(dá)到60%的平面陣列封裝μM到80μM，貼裝速度高于10000 pch。

安裝精度

為了對(duì)不同的貼裝設(shè)備有一個(gè)整體的了解，您需要了解影響表面陣列封裝貼裝精度的主要因素。 球柵P//ACC//的安裝精度取決于球柵合金的種類、球柵的數(shù)量和封裝的重量。

這三個(gè)因素是相互關(guān)聯(lián)的。 與采用相同間距的QFP和SOP封裝的IC相比，大多數(shù)平面陣列封裝對(duì)貼裝精度的要求較低。

注意：插入方程式

對(duì)于沒(méi)有阻焊層的圓形焊盤(pán)，最大允許安裝偏差等于PCB焊盤(pán)的半徑。 當(dāng)貼裝誤差超過(guò)PCB焊盤(pán)半徑時(shí)，球柵與PCB焊盤(pán)仍會(huì)存在機(jī)械接觸。 假設(shè)PCB焊盤(pán)直徑大致等于球柵直徑μ BGA和CSP封裝的貼裝精度要求為0.15mm； 如果球柵直徑為100μm。間距為175μm。 精度要求為50 μ m。

在 TBGA 和 CBGA 的情況下，自對(duì)準(zhǔn)是有限的。 因此，要求安裝精度高。

助焊劑的應(yīng)用

倒裝芯片球柵的標(biāo)準(zhǔn)大型回流焊爐需要助焊劑。 現(xiàn)在，一般功能強(qiáng)大的SMD貼裝設(shè)備都配備了內(nèi)置的助焊劑應(yīng)用裝置。 兩種常用的內(nèi)置供電方法是涂層和浸焊。

涂層單元安裝在安裝頭附近。 在倒裝芯片安裝之前，在安裝位置涂抹助焊劑。 安裝位置中心的涂層量取決于倒裝芯片的尺寸和助焊劑對(duì)特定材料的潤(rùn)濕特性。 應(yīng)保證助焊劑涂敷面積足夠大，以免因失誤造成焊盤(pán)缺失。

為了有效地填充非清潔過(guò)程，助焊劑必須是非清潔（無(wú)殘留）材料。 液體助焊劑總是含有很少的固體物質(zhì)，最適合非清洗工藝。

但由于液體助焊劑的流動(dòng)性，在倒裝芯片貼裝后，貼裝系統(tǒng)傳送帶的移動(dòng)會(huì)引起芯片的慣性位移。 有兩種方法可以解決這個(gè)問(wèn)題：

在 PCB 傳輸之前設(shè)置幾秒鐘的等待時(shí)間。 在此期間，倒裝芯片周圍的助焊劑會(huì)迅速揮發(fā)以提高附著力，但這會(huì)降低產(chǎn)量。

您可以調(diào)整傳送帶的加速和減速以匹配助焊劑的附著力。 傳送帶的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)不會(huì)引起切屑位移。

助焊劑涂敷法的主要缺點(diǎn)是周期比較長(zhǎng)。 每個(gè)待鍍器件，貼裝時(shí)間增加約1.5s。

浸焊法

這種情況下，助焊劑載體是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的桶，刮成助焊劑薄膜（約50μm）這種方法適用于高粘度助焊劑。 通過(guò)簡(jiǎn)單地將助焊劑浸入網(wǎng)格底部，可以減少制造過(guò)程中的助焊劑消耗。

以下兩個(gè)工藝順序可用于此方法：

光柵和光柵浸入光通量對(duì)準(zhǔn)后，進(jìn)行安裝。 按此順序，倒裝芯片球柵和助焊劑載體之間的機(jī)械接觸將對(duì)安裝精度產(chǎn)生負(fù)面影響。

球柵浸沒(méi)通量和光學(xué)球柵對(duì)齊后，安裝它們。 在這種情況下，助焊劑材料將影響光學(xué)球柵對(duì)準(zhǔn)圖像。

浸漬助焊劑法不適用于高揮發(fā)性助焊劑，但其速度比涂布法快得多。 根據(jù)掛載方式不同，每個(gè)設(shè)備的附加時(shí)間純拾取掛載0.8s左右，采集掛載0.3s左右

當(dāng)使用標(biāo)準(zhǔn)SMT貼裝間距為0.5mm的球柵μBGA或CSP時(shí)，還有一些需要注意的地方：μBGA/CSP標(biāo)準(zhǔn)SMD）產(chǎn)品，顯然最關(guān)鍵的工藝是助焊劑涂層印刷。 按理來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的倒裝芯片工藝和助焊劑的應(yīng)用也是可以的。

所有平面陣列封裝都顯示出性能、封裝密度和成本節(jié)約方面的潛力。 為了發(fā)揮其在PCB生產(chǎn)整體領(lǐng)域的作用，還需要進(jìn)一步研發(fā)，改進(jìn)制造工藝、材料和設(shè)備。 就SMD貼裝設(shè)備而言，很多工作都集中在視覺(jué)技術(shù)、更高的產(chǎn)量和精度上。