SMT貼片加工POP組裝工藝介紹

SMT貼片加工POP組裝工藝介紹

芯片堆疊技術(shù)是現(xiàn)代電子信息產(chǎn)品為提高邏輯運(yùn)算功能和存儲(chǔ)空間而發(fā)展起來的一種新型高密度組裝形式，本文主要從裝備科學(xué)技術(shù)角度對(duì)POP組裝工藝實(shí)現(xiàn)中存在的問題及對(duì)策進(jìn)行分析和總結(jié)。重點(diǎn)研究了POP組裝工藝中主要工序工藝參數(shù)的優(yōu)化方法和范圍，討論了工藝控制中需要注意的問題，這是保證POP芯片堆疊成功率的關(guān)鍵。

POP（Package on Package）是一種器件芯片堆疊技術(shù)。它是為提高邏輯運(yùn)算功能和存儲(chǔ)空間而發(fā)展起來的一種器件小型化和高密度組裝的新方法。

POP技術(shù)廣泛應(yīng)用于高端終端產(chǎn)品。目前0.4mm間距的BGA POP技術(shù)已具備量產(chǎn)能力。

1、生產(chǎn)

目前0.4mm間距BGA POP組裝工藝的主要難點(diǎn)是：

BGA印刷錫膏和0.4mm更低間距的回流焊易于橋接；
下兩層放置精度高，移動(dòng)方便；

PCBA

電路板

難以控制上芯片的助焊劑浸漬量。

2、錫膏印刷

2.1 影響因素

印刷是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。 PCB、模板、焊膏和設(shè)備在一定的環(huán)境下按照一定的方法協(xié)同工作，變量眾多，相互作用機(jī)制復(fù)雜。總結(jié)一下主要影響因素，

錫膏印刷的質(zhì)量受硬件、工藝參數(shù)、環(huán)境和過程控制等因素的影響。細(xì)間距元件可靠印刷的PCB及模具設(shè)計(jì)、錫膏選擇、工藝控制等問題在很多文件中都有詳細(xì)的分析和討論，這里不再贅述。

2.2 支持方式

常見的配套套管有“硬”套管和“軟”套管。

對(duì)于細(xì)間距元件的錫膏印刷，需要保證PCB與模具之間沒有間隙，并且在整個(gè)印刷過程中PCB與模具平整且不變形。通常認(rèn)為頂針頂部越高，PCB與模具的連接越緊密，有助于提高印刷質(zhì)量，這是錯(cuò)誤的。但如果套筒頂部太高，PCB和模具就會(huì)產(chǎn)生一定程度的預(yù)變形，如圖4所示。一方面，模板開口與焊盤之間的對(duì)齊可能會(huì)發(fā)生偏移，這可能會(huì)導(dǎo)致印刷錫膏移位；另一方面，在刮刀移動(dòng)過程中，模具與PCB會(huì)分離，導(dǎo)致不同區(qū)域獲得的焊膏量不均勻，甚至焊膏量不足；同時(shí)，在打印過程中分離模板時(shí)，分離速度和分離距離參數(shù)失去意義，容易銳化。

印刷支撐治具的引入，可以有效保證PCB與SMT模具的緊密結(jié)合，對(duì)0. 4mm/0.35mm間距、軟/片變形等印刷問題改善明顯。

2.3 刮刀

印刷過程中，焊膏應(yīng)具有良好的滾動(dòng)效果。由于滾動(dòng)，刮刀前端區(qū)域的錫膏會(huì)部分填充模板孔，其中的助焊劑會(huì)預(yù)先潤濕模板孔壁，有利于后續(xù)錫膏的進(jìn)一步填充和脫模，因此以獲得理想的焊膏數(shù)量和形狀。原來的“錫膏滾柱”直徑約為15mm。當(dāng)縮小到原來尺寸的一半時(shí)，需要添加新的焊膏。 “錫膏滾柱”應(yīng)均勻、光滑。

為了達(dá)到良好的滾壓效果，除了保證錫膏適當(dāng)?shù)恼扯群腕w積外，各個(gè)設(shè)備供應(yīng)商都在尋求改進(jìn)刮刀的結(jié)構(gòu)和工作原理。例如DEK的振動(dòng)刮刀、ProFlow、Minami的旋轉(zhuǎn)刮刀等。

2.4模具清洗頻率

在絲網(wǎng)底部清潔的前提下，應(yīng)盡量減少絲網(wǎng)的清洗頻率。采用切割方法加工的鋼網(wǎng)壁上存在各種大小的毛刺，阻礙焊膏的填充和脫模。在正常的印刷過程中，絲網(wǎng)壁會(huì)被助焊劑潤濕，各種力會(huì)達(dá)到平衡狀態(tài)。在清洗過程中，由于酒精和真空的作用，助焊劑潤濕的薄膜被破壞，毛刺再次暴露出來。只有經(jīng)過幾個(gè)印刷周期后才能建立新的平衡。這就是為什么在生產(chǎn)中清洗過的模具在第一次印刷時(shí)錫含量會(huì)下降的原因。

過于頻繁的清洗還可能導(dǎo)致溶劑混入焊膏中，影響焊膏的粘度；溶劑揮發(fā)會(huì)影響錫膏和模具的最佳工作溫度，破壞系統(tǒng)平衡。

3、補(bǔ)丁

與傳統(tǒng)元件相比，POP貼裝的關(guān)鍵問題是實(shí)現(xiàn)和控制助焊劑（焊膏）的浸漬效果，保證BGA的貼裝精度。

3.1 補(bǔ)丁模式

Fuji NXT/AIM設(shè)備具有三種POP放置模式：