倒裝片修理完全手冊

1、倒裝片修理完全手冊全球最大文檔庫!–豆丁ByErickRussell從確認(rèn)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(jìn)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(DC

2、Adirectchipattach)，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(yán)格的校準(zhǔn)。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(jìn)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

3、實，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“。基板是0.032“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(xì)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(xì)的檢查。確認(rèn)返修系統(tǒng)的性能確認(rèn)返修系統(tǒng)的性能一個系統(tǒng)對中和貼裝元

4、件的能力可用一個系統(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(jìn)行對系統(tǒng)光學(xué)的完全校準(zhǔn)。在多數(shù)情況下，設(shè)備制造商進(jìn)行視覺校準(zhǔn)。如果可能有任何的變化，必須對貼裝偏移作一些補(bǔ)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(biāo)準(zhǔn)偏差。從30個取樣中，可以

5、決定一個返修機(jī)器的能力，表達(dá)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(biāo)準(zhǔn)偏差(σ)的和。表一、測量返修系統(tǒng)的貼裝能力測量單位：11000英寸確認(rèn)系統(tǒng)要求設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)是設(shè)備供應(yīng)商規(guī)定的，應(yīng)該確認(rèn)。電源與空氣供應(yīng)規(guī)格必須確認(rèn)。經(jīng)常，對設(shè)備的供應(yīng)線不是最高質(zhì)量的。水、油、油脂、氧化鐵顆粒和其它污染物質(zhì)經(jīng)

6、常在最清潔生產(chǎn)環(huán)境的氣體線上發(fā)現(xiàn)。進(jìn)氣線的認(rèn)真調(diào)節(jié)對一個可重復(fù)性過程是關(guān)鍵的。如果壓力下降低于設(shè)備制造商所推薦的，那么過程可能不穩(wěn)定。定期檢查入口，確認(rèn)在該區(qū)域的其它設(shè)備完全運轉(zhuǎn)期間，達(dá)到最低的壓力。對頂部加熱嘴的氮氣入口和底部加熱氣室的雙重調(diào)節(jié)可補(bǔ)償供應(yīng)線的波動。適當(dāng)?shù)倪^濾將去掉顆粒物質(zhì)和潮氣，這些可能損害系統(tǒng)的運行或者正在返修的產(chǎn)品。用夾具固定電路板返修期間板的固定經(jīng)常是一項較困難的任務(wù)。板必須牢固地固定在夾具或者板固定工作臺上，但

7、允許工藝過程中的膨脹。專門的固定板的夾具基于最終產(chǎn)品可能是需要的。波峰焊接夾具經(jīng)常用于返修應(yīng)用的板的處理。選擇具有與返修產(chǎn)品類似的溫度膨脹系數(shù)(CTEcoefficientofthermalexpansion)的材料，它將減少由于溫度膨脹對板的機(jī)械應(yīng)力。工藝開發(fā)工藝開發(fā)元件返修要求一套專門的溫度設(shè)定來回流取下或更換元件。使用的工藝應(yīng)該類似于裝配工藝。通常規(guī)定最大溫度上升斜率、最高溫度和液體狀態(tài)以上的時間。為了證實滿足這個規(guī)定，可用一個溫

8、度偶合計附著在返修區(qū)域。焊接點溫度可以測量并用于工藝的開發(fā)。檢測儀器一臺小直徑的球磨機(jī)(ballmill)可用來為檢測儀表鉆出一個隙孔。在板的頂面鉆出的孔附近磨出一個小槽，來允許熱電偶的附著，元件平齊地坐在板上(圖一)。熱電偶可安裝和固定在位，用高溫RTV絕緣和釋放應(yīng)力。熱電偶必須附著在基板上，使得元件與PCB接觸。安裝的熱電偶用X射線檢查，可確認(rèn)其貼裝并且只有錫珠是兩種不類似的金屬之間電氣連接。注意，扭結(jié)的熱電偶將造成不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)收集

9、，最終發(fā)展出不適當(dāng)?shù)墓に?。如果沒有板可用于工藝開發(fā)，那么熱電偶可以從板的頂面移到元件下面，不要鉆隙孔。加熱過程然后熱電偶可以安裝到返修站的一個數(shù)據(jù)記錄口。使用受控的反饋到計算機(jī)軟件程序，如果有的話，用自動仿形軟件可決定加熱器設(shè)定點。保護(hù)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