倒裝片修理完全手2

1、倒裝片修理完全手冊倒裝片修理完全手冊ByErickRussell從確認返修系統(tǒng)的性能到開發(fā)你自己可靠的取下再安裝工藝，本手冊覆蓋了倒裝片(flipchip)修理的基礎(chǔ)知識。隨著改進裝配設(shè)備與減少產(chǎn)品尺寸，人們正在考慮將倒裝片元件用于新產(chǎn)品設(shè)計的更大領(lǐng)域。汽車、醫(yī)療和電信設(shè)備將以這些高級包裝的消耗為主。倒裝片(flipchip)元件是一種表面貼裝元件，其硅芯片模(silicondie)直接連接到PCB或基板。經(jīng)常叫做直接芯片安裝(DCAd

2、irectchipattach)，倒裝片在產(chǎn)品上實施時帶來了許多挑戰(zhàn)。不僅板的公差需要更精密地定義和控制，而且制造設(shè)備必須更精確、更高的可重復(fù)性和經(jīng)過嚴格的校準。對這些元件的可制造性有幾種考慮，最經(jīng)常地，返修是最具挑戰(zhàn)性的一個關(guān)卡。試驗樣品試驗樣品對于許多倒裝片應(yīng)用，錫球(solderbump)的尺寸通常在0.015“以下。小至0.004“的間距(pitch)已經(jīng)開始在越來越多的先進開發(fā)實驗室出現(xiàn)。雖然完整規(guī)模的生產(chǎn)技術(shù)正在開發(fā)與證實，

3、但它們還沒有考慮用作主流產(chǎn)品。在本試驗中，測試樣品是317IO、0.0053“(135m)錫球在0.010“間距上的倒裝片。該元件的整體尺寸是0.200“x0.200“?；迨?.032“厚的FR4，10個用于倒裝片安裝的成菊花鏈(daisychained)的底座。專門的矩陣托盤需要用來處理這些細小的元件和防止引腳(lead)被灰塵顆?；蚱つw油污染?；搴驮冀?jīng)過仔細的檢查。確認返修系統(tǒng)的性能確認返修系統(tǒng)的性能一個系統(tǒng)對中和貼裝元件的

4、能力可用一個系統(tǒng)性的方法來檢驗。理解在嘗試一個困難的工作時一個系統(tǒng)能夠做什么是重要的。在任何的貼裝之前，必須進行對系統(tǒng)光學的完全校準。在多數(shù)情況下，設(shè)備制造商進行視覺校準。如果可能有任何的變化，必須對貼裝偏移作一些補償。返修系統(tǒng)的系統(tǒng)性能可通過貼裝精度來分類。使用一個玻璃十字線和與之配合的板，可以0.0002“的遞增測量貼裝。通過取樣品貼裝偏移的平均來計算精度。如果假設(shè)正態(tài)分布，那么可重復(fù)性決定于樣品的標準偏差。從30個取樣中，可以決定

5、一個返修機器的能力，表達為Cp、Cpk、35σ、65σ、或者適于一個對于性能可接受的統(tǒng)計規(guī)范的其它可重復(fù)性術(shù)語。在表一中的分布顯示從一個返修系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)。在這個例子中，貼裝能力被定義為平均偏移的絕對值與三倍的標準偏差(σ)的和。表一、測量返修系統(tǒng)的貼裝能力測量單位：11000英寸日期：42599XY100.220.40.2300.240.20.2500.2600.270080.20.290.20.21000.21100.21200.4

6、130.20.4140.20.41500.2160.20.41700.21800.2190.40200.402100.2220.20.2保護臨近元件經(jīng)驗已經(jīng)證明返修過程中防止臨近元件加熱的重要性。將焊接點加熱到熔點以下溫度的效果可能實際上影響到焊接點的可靠性。元件內(nèi)的溫度梯度大于25C可能在過高溫度下發(fā)生損害。一個好的規(guī)則是，在返修期間任何時候沒有相鄰元件高于150C。另外一個熱電偶應(yīng)該用來檢測工藝開發(fā)期間和生產(chǎn)返修中的臨近元件的溫度。

7、選擇密封住元件而不是從元件頂部加熱的噴嘴。雖然元件可以用高溫膠帶或金屬襯托來屏蔽，但這個方法可能費時、不實際和使用者與使用者之間不一致。如果元件用氣體紊流來加熱，那么板的準備變得困難。返修工藝返修工藝成功的返工與修理涉及元件的取下、底座的準備、重新安裝元件和檢查焊接點結(jié)果。如果已經(jīng)適當?shù)亻_發(fā)出工藝，并且設(shè)備已經(jīng)校準并達到要求，那么可靠的一步一步的程序是容易完成的。取下元件與任何元件一樣，取下倒裝片是簡單的，要求很少的準確性。一旦開發(fā)出工

8、藝，通過預(yù)熱板、上助焊劑、和在錫球達到液體狀態(tài)之后幾秒鐘使用真空吸取元件。為了增加保持焊錫在底座上的一致性，應(yīng)該以盡可能小的力施加到元件上來取下。底座的準備在元件取下后，必須檢查底座有無損壞。認真地準備底座包括去掉殘留焊錫。焊盤必須清潔，表面必須盡可能平，用于元件的重新安裝，這個最常見是使用吸錫帶(solderwick)和烙鐵來完成。工藝的這個部分是依靠操作員的，要求在元件貼裝之前一個檢查步驟。錫橋、損壞的阻焊層和翹起的焊盤都是不可接受

9、的。在多數(shù)情況下，對倒裝片重新應(yīng)用錫膏是不實際的。減少氧化物的焊錫助焊劑的使用對元件的重新貼裝是足夠的。盡量使用與裝配工藝中相同化學成分的銅帶(copperbraid)和助焊劑。這個方法將減少倒裝片周圍與下面的沉積殘留物的可能性。貼裝對中用于球柵陣列(BGA)的上下看的光學系統(tǒng)，更精確地用于倒裝片應(yīng)用?？墒?，要求用于這些細小元件的40倍放大倍數(shù)減少了視覺的范圍。如果芯片在周長上較大，要求高放大倍數(shù)，那么可用一種縫隙鏡(splitmirr

10、)。將跡線和焊盤與錫球排列對齊可能是一項棘手的任務(wù)(圖二)。高放大倍數(shù)、千分尺可調(diào)節(jié)操作和自動貼裝可使困難的步驟簡單易學。還有，可調(diào)的頂部與底部照明可允許操作員補償各種光照條件。貼裝倒裝片應(yīng)該貼裝在一個薄層的助焊劑上。返修系統(tǒng)的吸取機構(gòu)應(yīng)該獨立于加熱系統(tǒng)，施加適當?shù)牧α縼碣N裝元件。使用全吸嘴的重量來貼裝元件可能使板變形或者損壞元件。貼裝的檢查可用X光檢查來完成。一旦工藝建立，已經(jīng)證實返修系統(tǒng)可以有效地和可重復(fù)地貼裝元件，貼裝檢查不要求了

11、。附著(attachment)在底座上加入助焊劑對焊接質(zhì)量是重要的。助焊劑可由操作員通過助焊劑刷子來施用，或者使用返修系統(tǒng)的自動控制自動地將元件浸入固定深度的井中。與取下過程一樣，通過流動介質(zhì)的對流熱傳導，用熱空氣來加熱元件。專門針對元件尺寸的返修噴嘴必須考慮臨近元件的間距。熱空氣將直接對在元件表面，然后升起從板的表面拿開?；亓骱附雍蟮膶χ泻秃附淤|(zhì)量可通過X射線檢查和在線測試(incircuittest)來確認。結(jié)論結(jié)論使用足夠的產(chǎn)品校