人員因素與操作工藝對(duì)芯片級(jí)封裝的影響

   　美國(guó)環(huán)球儀器公司中國(guó)/香港總經(jīng)理 李林炎 影響芯片級(jí)封裝(CSP)的產(chǎn)量和可靠性的因素有很多，操作員的錯(cuò)誤和操作工藝是影響組裝產(chǎn)量的重要因素。

　　人為錯(cuò)誤的幾個(gè)方面 傳送不適當(dāng)（人工或自動(dòng)）可能對(duì)組裝元件的完整性造成損害。在沒(méi)有使用自動(dòng)傳送帶時(shí)，此類問(wèn)題后果較為嚴(yán)重。人工傳送不精心（特別是在元件插入后）可能造成元件錯(cuò)位，以至回流焊接工藝中產(chǎn)生諸如焊點(diǎn)斷裂或橋連等缺陷。

　　在傳送對(duì)濕度有要求的封裝時(shí)，要采取適當(dāng)?shù)膫魉痛胧�，防止元件潮濕或損壞電路。例如，元件爆裂往往是內(nèi)部濕氣因高溫而迅速膨脹的結(jié)果。對(duì)濕度敏感的元件不僅需要存放在干燥的氮?dú)馊萜髦�，而且在組裝前還需要烘烤。 設(shè)備的正確設(shè)置對(duì)確保組裝產(chǎn)量非常重要。

　　在印刷線路板的組裝工藝中，各個(gè)階段使用的設(shè)備設(shè)置都需要專家的檢驗(yàn)和相應(yīng)的確認(rèn)。各條組裝線和各個(gè)操作員的計(jì)量工具要保持一致。有一些簡(jiǎn)單的方法可以用來(lái)評(píng)詁設(shè)備和操作員的表現(xiàn)，比如每次交班之前把網(wǎng)版印刷在裸板上，把測(cè)試元件固定在雙面粘板上，定時(shí)在回流爐中使用數(shù)據(jù)記錄器和熱電偶板等。更好的方法是組裝測(cè)試板、實(shí)時(shí)測(cè)量工藝參數(shù)，監(jiān)測(cè)組裝設(shè)備、高精度鉻/玻璃元件和線路板的狀態(tài)。

　　操作員的培訓(xùn)不僅要包括設(shè)備培訓(xùn)，還應(yīng)包括組裝工藝培訓(xùn)和常規(guī)表面貼裝問(wèn)題。操作員熟練組裝全過(guò)程有助于共同管理整條生產(chǎn)線發(fā)生的事故。錯(cuò)誤或培訓(xùn)不當(dāng)可能影響相應(yīng)的操作，而適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)，正確使用設(shè)備和工具以及積極的工作態(tài)度可以將人為錯(cuò)誤減少到最低限度。

　　操作工藝中應(yīng)注意的問(wèn)題 間距微小的CSP空間不足，難以加大網(wǎng)版孔徑，所以印刷工藝非常關(guān)鍵。印制成圓形可以減少很多通過(guò)孔徑滲透的焊膏量。0.5毫米間距的CSP印刷成品率一般不會(huì)超過(guò)60％。在印刷工序中，需要對(duì)孔徑的大小和網(wǎng)版厚度進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到最高滲透率（焊膏通過(guò)孔徑）.孔徑應(yīng)該略微比焊接墊片大一些，以提高焊料涂敷量。需要注意的是，這樣也會(huì)增大焊球體積并在周邊形成小焊球。 組裝易熔CSP/BGA時(shí)，可以不使用焊膏，代之以涂敷焊劑。

　　CSP的焊劑涂敷方法包括元件蘸取、焊劑薄膜沉積、分配、噴鍍和涂刷。焊劑只涂敷在必要的區(qū)域，以便最大限度地減少回流工藝結(jié)束后殘留在印刷線線路板上的焊劑。 使用無(wú)焊劑組裝方式時(shí)，必須在組裝前用等離子清洗系統(tǒng)清除元件表面的氧化物。在印刷線路板組裝和傳送過(guò)程中，使用焊膏藥或焊劑可以將元件固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩：竸?焊膏的粘性可根據(jù)組裝工藝的需要進(jìn)行調(diào)整。與手工批量組裝相比，自動(dòng)化組裝設(shè)備生產(chǎn)線需要的保持力更小。

　　此外，組裝設(shè)備要移動(dòng)工作臺(tái)，而不移動(dòng)機(jī)頭，使印制線路板和元件具有較大的加速度，因而組裝設(shè)備需要更大的保持力。 如果在組裝印刷線路或返工操作過(guò)程中只使用焊劑，必須考慮回流溫度中焊點(diǎn)共面和線路板翹曲的問(wèn)題。焊球體積的變化、封裝以及底板翹曲可能導(dǎo)致焊點(diǎn)斷裂。

　　如果封裝上有一個(gè)不合規(guī)格的"小"焊球，而且在回流工藝中元件出現(xiàn)較明顯的翹曲，就可能造成一個(gè)焊劑量不足的焊點(diǎn)。 　

　　原作者：美國(guó)環(huán)球儀器公司中國(guó)/香港總經(jīng)理 李林炎