封装器件的高速贴装技术VIP免费

封裝器件的高速貼裝技術___________________________________________________________________由於面形陣列封裝越來越重要，尤其是在汽車、電訊和電腦應用等領域，因此生産率成爲討論的焦點。管腳間距小於0.4mm、既是0.5mm，細間距QFP和TSOP封裝的主要問題是生産率低。然而，由於面形陣列封裝的腳距不是很小(例如，倒裝晶片小於200μm)，回流焊之後，dmp速率至少比傳統的細間距技術好10倍。進一步，與同樣間距的QFP和TSOP封裝相比，考慮回流焊時的自動對位，其貼裝精度要求要低的多。另一個優點，特別是倒裝晶片，印刷電路板的佔用面積大大減少。面形陣列封裝還可以提供更好的電路性能。因此，産業也在朝著面形陣列封裝的方向發展，最小間距爲0.5mm的μBGA和晶片級封裝CSP(chip-scalepackage)在不斷地吸引人們注意，至少有20家跨國公司正在致力於這種系列封裝結構的研究。在今後幾年，預計裸晶片的消耗每年將增加20%，其中增長速度最快的將是倒裝晶片，緊隨其後的是應用在COB(板上直接貼裝)上的裸晶片。預計倒裝晶片的消耗將由1996年的5億片增加到本世紀末的25億片，而TAB/TCP消耗量則停滯不前、甚至出現負增長，如預計的那樣，在1995年只有7億左右。一、貼裝的方法貼裝的要求不同，貼裝的方法(principle)也不同。這些要求包括元件拾放能力、貼裝力度、貼裝精度、貼裝速度和焊劑的流動性等。考慮貼裝速度時，需要考慮的一個主要特性就是貼裝精度。二、拾取和貼裝貼裝設備的貼裝頭越少，則貼裝精度也越高。定位軸x、y和θ的精度影響整體的貼裝精度，貼裝頭裝在貼裝機x-y平面的支撐架上，貼裝頭中最重要的是旋轉軸，但也不要忽略z軸的移動精度。在高性能貼裝系統中，z軸的運動由一個微處理器控制，利用感測器對垂直移動距離和貼裝力度進行控制。貼裝的一個主要優點就是精密貼裝頭可以在x、y平面自由運動，包括從格柵結構(waffle)盤上取料，以及在固定的仰視攝像機上對器件進行多項測量。最先進的貼裝系統在x、y軸上可以達到4sigma、20μm的精度，主要的缺點是貼裝速度低，通常低於2000cph，這還不包括其他輔助動作，如倒裝晶片塗焊劑等。只有一個貼裝頭的簡單貼裝系統很快就要被淘汰，取而代之的是靈活的系統。這樣的系統，支撐架上配備有高精度貼裝頭及多吸嘴旋轉頭(revolverhead)(圖1)，可以貼裝大尺寸的BGA和QFP封裝。旋轉(或稱shooter)頭可處理形狀不規則的器件、細間距倒裝晶片，以及管腳間距小至0.5mm的μBGA/CSP晶片。這種貼裝方法稱做"收集、拾取和貼裝"。圖1：對細間距倒裝晶片和其他器件，收集、拾取和貼裝設備採用一個旋轉頭配有倒裝晶片旋轉頭的高性能SMD貼裝設備在市場上已經出現。它可以高速貼裝倒裝晶片和球柵直徑爲125μm、管腳間距大約爲200μm的μBGA和CSP晶片。具有收集、拾取和貼裝功能設備的貼裝速度大約是5000cph。三、傳統的晶片吸槍這樣的系統帶有一個水平旋轉的轉動頭，同時從移動的送料器上拾取器件，並把它們貼裝到運動著的PCB上(圖2)。圖2：傳統的晶片射槍速度較快，由於PCB板的運動而使精度降低理論上，系統的貼裝速度可以達到40,000cph，但具有下列限制：晶片拾取不能超出器件擺放的柵格盤；彈簧驅動的真空吸嘴在z軸上運動中不允許進行工時優化，或不能可靠地從傳送帶上拾取裸片(die)；對大多數面形陣列封裝，貼裝精度不能滿足要求，典型值高於4sigma時的10μm；不能實現爲微型倒裝晶片塗焊劑。四、收集和貼裝圖3：在拾取和貼裝系統，射槍頭可以與柵格盤更換裝置一同工作在"收集和貼裝"吸槍系統中(圖3)，兩個旋轉頭都裝在x-y支撐架上。而後，旋轉頭配有6或12個吸嘴，可以接觸柵格盤上的任意位置。對於標準的SMD晶片，這個系統可在4sigma(包括theta偏差)下達到80μm的貼裝精度和20,000pch貼裝速度。通過改變系統的定位動態特性和球柵的尋找演算法，對於面形陣列封裝，系統可在4sigma下達到60μm至80μm的貼裝精度和高於10,000pch的貼裝速度。五、貼裝精度爲了對不同的貼裝設備有一個整體瞭解，你需要知道影響面形陣列封裝貼裝精度的主要因素。球柵貼裝精度P\/\/ACC\/\/依賴於球柵合金的類型、球柵的數目和封裝的重量等。這三個因素是互相聯繫的，與同...