Новости PCB - прикладные методы посадки шаров в отрасли SMT

техника столкновения широко используется в полупроводниковой промышленности, все больше специализированных производителей вафли используют его для замены традиционных методов гальванической сварки или высокоточного печатания пасты. Потому что прямое включение мяча обеспечивает гибкость, fast, точное и недорогое решение вторичной сборки, большая компания EMS постепенно вошла в эту область.

клиент OEM принял новую концепцию производства оборудования, that is, оборудование может быть изготовлено в компании EMS и непосредственно использовано для сборки конечного продукта. преимущество этого заключается в том, что оно обеспечивает более высокую доходность, shortens the product delivery time, выполнение требований малой и средней партии, and more importantly reduces costs. В таком случае, it is becoming more and more necessary for the smt industry to apply ball implantation technology, компания EMS может удовлетворить требования клиентов OEM только в том случае, если она располагает технологией пломбирования на уровне вафли и кристаллов.

Эта статья описывает применение техники посадки мяча на платы.

Introduction to the process

The whole process includes four steps: applying flux, сажать мячs (ball printing), Проверка и возвращение на работу, and reflow soldering.

для выращивания шаров необходимы два сетевых принтера: обычная шелковая печатная машина для нанесения мази, and the other is for planting balls (using a special planting printing head). Две печатные машины можно в любое время переключить на обычную печатную машину для электронной сборки. In addition, использование недорогостоящего оборудования для возвращения стальных шаров перед печью, можно эффективно избежать сокращения количества стальных шаров и других вопросов качества.

Шаг 1: нанесение покрытия флюсом пасты является шагом в процессе посадки стальных шаров, в обратном потоке сварки ключевым шагом является сохранение положения паяного шара и формирование хорошей формы.. специальная проектная сетка для печатания пастообразного флюса. Открытие экрана зависит от размера паяльного диска печатных плат и размера паяльного шарика..

в процессе работы с пластырем, использование двух типов резиновых щёток. The front squeegee is a rubber squeegee (инжирure 2) and the rear squeegee is a metal vertical squeegee.The vertical squeegee first coats a thin layer of flux evenly on the screen, затем резиновый скребок печатает флюс на прокладке платы. преимущество такого технологического проектирования состоит в том, что на паяльном диске платы обеспечивается плоский и равномерный слой флюса., одновременно сохранять экран влажным, а не сухим, эффективное предохранительное отверстие.

DOE лучший параметр для определения печати флюса.

After printing, наблюдать и рассчитать с помощью микроскопа покрытие флюса на сварочном диске, & Вычислить результат задачи. Таблица 2 матричные данные DOE, напечатанные для фактического флюса.

Flux coverage rate reflects the results of DOE experiment. Пример дефекта печати флюса, включать отклонение от печати, перелив, and low volume.

На диаграмме воздействия анализируются основные связи между различными факторами и сопряжёнными реакциями, скорость печати, printing pressure, угол скребка и печатный зазор оказывают заметное влияние на печатание флюса, взаимодействие факторов в равной степени применимо и к совместным действиям.

оптимизационный анализ на основе параметрической матрицы, Настройка параметров, которые можно оптимизировать, Таблица 3.

In this DOE experiment, можно получить оптимизированные настройки параметров печати; Конечно, различия в оборудовании. в процессе производства, опалубка легко ломается, поэтому нужно осторожно обращаться и передвигаться. в процессе печати флюса, solid dust or other foreign substances can easily block the opening of the screen, промыть только пневматическим пистолетом. Cleaning agents such as isopropyl alcohol or alcohol can not be used to clean the screen, Потому что он растворяется и разрушает полимерные материалы на экране. обычно, after the production is finished, вытирать из очищенной от пыли тряпкой и высушивать воздухом.

после печати флюса, необходимо проверить под микроскопом, недостаточное количество или неправильное место. Usually the flux is transparent, обнаружить дефект через визуальный осмотр. удобство визуального контроля, Необходимо рационально изменить цвет флюса.

Step 2: Plant the ball

In the ball planting stage, a specially designed template is also required. открытый проект опалубки основан также на фактическом размере паяльного шара и размерах паяльного диска платы. This is based on two considerations: one is to prevent the flux from contaminating the template and the solder balls; the other is how to make the solder balls pass through the template smoothly Open up.

структура опалубки имеет два слоя: объект литая в электрические формы, стенка отверстия более гладкая, чем лазерное или химическое травление, чтобы сварной мяч прошел гладко; второй слой является несколько гибким изолирующим слоем, тесно связанным с нижним слоем опалубки.толщина этих двух композиционных слоев почти идентична диаметру паяльного шара, электролитая опалубка для предотвращения загрязнения флюсом, при этом разрешается подавать мяч через опалубку и заклеивать флюсом.

The specially designed ball planting printing head can make the friction between each solder ball and the template reach low, and apply a controllable placement force to put the solder ball into each opening (the solder ball is through capillary action and The influence of gravity is distributed to each opening). в этом шаге, the solder ball transfer equipment is extremely critical, Параметры печати олова показаны в таблице 4.

Occasionally, при печати возникает закупорка шарика, which is caused by the plugging of the openings with fine dust or fibers. трудно определить, какой шар поврежден, Должно быть все отпечатанные оловянные шарики с истекшим сроком годности, so the solder ball rejection rate is relatively high.

в этом шаге, the template does not need to be cleaned. Невозможно очистить шаблоны IPA или спиртом, Потому что органический очиститель разрушит сцепление между двумя слоями опалубки. If clogging occurs, Ты можешь очистить его пневматическим пистолетом.

Step 3: Inspection and rework

AOI (Automatic Optical Inspection) equipment is used for online inspection after ball planting. The main defects are usually fewer balls and misalignment (see Figure 9). после осмотра, the circuit board with fewer balls needs to be reworked with offline semi-automatic ball filling equipment; for misalignment defects, очистка платы и перепечатка - единственный способ.

автономное полуавтоматическое устройство для заполнения мяча специально спроектировано для восстановления горстки шаров. для установки нескольких шаров необходимо использовать точную систему усиления изображения. фёрст, use an operating arm to apply paste flux on the ball-missing pads, потом заполните мяч другой рукой на подушку. If the flux on the pad is already sufficient, при составлении программы можно опустить шаги по использованию флюса. контроль давления воздуха в зазоре является ключом к заполнению покрытия флюсом и шариком. На рисунке 10 показана структура устройства заполнения шариков.

The offline ball filling equipment is very important, and it should not affect other accurately placed solder balls on the circuit board. после работы, the circuit board needs to be re-checked with AOI equipment before reflow soldering to ensure that there is no defect.

Step 4: Reflow soldering

The reflow soldering process of ball planting is the same as the ordinary smt reflow soldering process. For lead-free products, the generally used solder alloy is SAC105, припой без свинца для сварки плата цепи(usually 2 to 3°C higher) to prevent defects from being caused again in the secondary reflow. Конечно, this also depends on the customer's process regulations. Fig. 11. схема обратного хода шаров.

AOI inspection is required after reflow soldering. в этом шаге, considering that the product is actually a BGA type, если есть утечка или смещение, плата будет списана, Потому что любой способ ремонта может привести к неисправности деталей в следующем сборочном процессе.

summary

This research on the ball planting process is to find the standard process of coating flux, planting ball, rework and reflow soldering from the perspective of EMS company's production. основное внимание в исследовании уделяется параметрам покрытия флюса, the ball placement template and the rework of missing solder balls. исследование также выявило недостатки обнаружения после печати пластыря; поэтому, it is necessary to cooperate with the flux supplier to seek further research that is beneficial to the inspection effect after printing.

The above is an introduction to the application of ball planting technology in the SMT industry.