PCB Blogu - PCB tahtası için Flip-Chip Toplantı Teknolojisi

Küçük yoğunlukta yüksek yoğunlukta paketleme olayıyla, yüksek hızlı ihtiyaçları PCB tahtası ve yüksek değerli toplantı daha kritik oldu., birleşme ekipmanları ve süreçler daha gelişmiş ve elastik oldular.. Flip-chip'in küçük bir formlu faktörü olduğundan beri, BGA veya CSP'den daha küçük topu aracı ve topu aracı, topu yerleştirme süreci için önceden önceki olasılıklar, altı teknoloji, materyal uyumlu, üretim süreci, ve kontrol ekipmanları ve metodları. challenge. Bugünlerde, there are more and more miniaturized and high-density packaging forms of electronic devices, such as multi-module packaging (MCM), sistem paketi (SiP), flip-chip (FC, Flip-Chip) and other applications. Bu teknolojilerin gelişmesi paketleme ve ikinci toplantı arasındaki çizgini daha fazla çevirdi.. Şüphesiz., küçük yoğunluk paketlemesinin, yüksek hızlı ve yüksek precizit toplantısının ihtiyaçları daha kritik oldu., birleşme ekipmanları ve süreçler daha gelişmiş ve elastik oldular.. Flip-chip'in küçük bir formlu faktörü olduğundan beri, BGA veya CSP'den daha küçük topu aracı ve topu aracı, topu yerleştirme süreci için önceden önceki olasılıklar, altı teknoloji, materyal uyumlu, üretim süreci, ve kontrol ekipmanları ve metodları. challenge. These requirements are analyzed in detail below:
1. Basınç kontrolünün yükleme ihtiyaçları için, PCB için dönüştürücü çip altyapısı relatively küçük silikon olduğunu düşünüyoruz., Eğer materyal yeniden alınması ve fluksiyonun sürecinde büyük bir basınç uygulanırsa, kırılmak kolay., Ve aynı zamanda küçük soldaşlar bu süreç sırasında, bu yüzden yaklaşık düşük yükselme basıncını kullanmaya çalışın. Genel ihtiyaç yaklaşık 150g.. Ultra ince çips için, 0 gibi.3mm, Bazen yükleme basıncı 35g'de kontrol edilmesi gerekiyor..

2. Yerleştirme doğruluğu ve stabil ihtiyaçları için, 0 kadar küçük bir toplu aygıtlar için.1mm, yüksek yiyece ulaşmak için yerleştirme doğruluğu? Subratın savaş sayfası ve deformasyonu, çözücü maske penceresinin boyutu ve pozisyonu değişikliği, ve makinenin doğruluğu son yerleştirme doğruluğuna etkileyecek.. We will not discuss the influence of substrate design and manufacturing on placement, Ama burada sadece makinenin yerleştirme doğruluğunu tartışıyoruz..

3. Yerleştirme ekipmanları için çip toplama sürecinin ihtiyaçları, yukarıdaki sorulara cevap vermek için, let's build a simple hypothetical model:
1) Assume that the solder bumps of the flip-chip PCB tahtası küferik, and the corresponding pads on the substrate are circular and have the same diameter;
2) It is assumed that there is no influence of substrate warpage and manufacturing defects;
3) Does not consider the effects of Theta and shock;
4) During the reflow soldering process, aygıt kendi neutral, solucu topu ve ıslanmış yüzeyi arasındaki bağlantının %50'sini çözüm sürecinde "yukarı çekebilir". Sonra..., yukarıdaki tahminlere dayanarak, Eğer 25 milyon diametri olan solder topunun diametri 50 milyon, the left and right position deviation (X axis) or the front and rear position deviation (Y axis) is 50% of the pad size. Toplar her zaman patlar üzerinde.. Flip-chip için PCB tahtasıs 25 mil boyunca solder topu diametriyle, Eğer süreç kapasitesi Cpk 1'ye ulaşırsa.33, the precision of the machine must reach 12μm.

4. According to the requirements of cameras and image processing technology, Megapiksel olan bir dijital kamera dönüştürücü çip görüntülerini işlemek için gerekli PCB tahtasıİyi çözücü topu koltuklarıyla. Dijital kameralar yüksek pikseller ile daha yüksek büyütmeler vardır., Ancak, pikseller yüksek, the smaller the field of view (FOV), yani daha büyük cihazlar "fotoğraf" olabilir.. Kameranın ışık kaynağı genellikle ışık yayılan diodi., Yan ışık kaynağına bölünebilir., ön ışık kaynağı ve aksiyon ışık kaynağı, ve bağımsız olarak kontrol edilebilir. Tarama çipinin resimlerinin ışık kaynağı PCB tahtası taraf ışığını evlat eder., ön ışık, ya da ikisinin. So how do you choose a camera for a given device? Bu aslında resmin algoritminin bağlı.. Örneğin, Bir sol topu ayırmak için N pikseller gerekiyor., ve 2N pikseller topu çubuğunu ayırmak için gerekiyor.. Universal Instruments'un yerleştirme makinesinde Magellan dijital kamerasını örnek olarak alıyorum., it takes 4 pixels to distinguish one solder ball. Bir kamera seç, bütün görüntülerin gerçek nesne boyutunun %75 olduğunu tahmin ediyoruz.. Flip-chip fiducial için resim işleme PCB tahtasıs, s ıradan fiduciyaller gibi. Flip-chip bağlaması için PCB tahtasıs often uses local fiducials in addition to GLOBAL fiducials. Şu an, the fiducials will be small (0.15-1.0mm), ve kameraların seçimi yukarıdaki yönteme. Işık kaynağının seçimi düşünmeli. Genelde, SMD kafasındaki kameranın ışık kaynağı kırmızı ışık., ve etkisi fleksibil devre kurulundaki referans noktasıyla ilgilenirken çok fakir., ve referans noktası bile bulunamaz.. The reason is that the surface of the reference point (copper) The color is very close to the substrate color, and the color difference is not obvious. Üniversitel Aletlerin mavi ışık kaynağı teknolojisi kullanılırsa, bu problemi çok iyi çözebilir..

5. Selection of nozzles
Since the flip-chip substrate for PCB is silicon, Yüksek yüzeyi çok düz ve düz, Kafası, sıkı bir ESD bulmacasıyla sıkı bir plastik materyalidir.. Eğer bir kaşık kafasıyla bir bozlu seçerseniz, gümüş çağları gibi, aygıt yerleştirme sürecinde aygıtlara bağlanabilir, aygıtı değiştirmeye veya götürmeye neden oluyor.

6. flux uygulama birimi için gerekli. flux uygulama birimi, flux dip sürecini kontrol etmenin önemli bir parçasıdır.. Çalışmasının temel prensipi, düzenli bir kalınlık ile stabil bir flux filmini elde etmek., bu yüzden aygıtların her sol top kolayca. Aynı miktarı flux alın. Yüksek hızlı düşürme ihtiyaçlarını yerine getirirken fluks filminin kalıntısını stabil kontrol etmek için, the flux application unit must meet the following requirements:
1) It can meet the requirements of dipping multiple devices with flux at the same time (such as dipping 4 or 7 pieces at the same time) to increase the output;
2) The unit for flux should be simple, çalışma kolay, easy to control and easy to clean;
3) It can handle a wide range of fluxes or solder pastes. Sıçrama sürecine uygun fluksitlerin viskozitet alanı genişliyor., and it can handle both thinner and more viscous fluxes, and the obtained film thickness should be uniform;
4) The dipping process can be controlled, ve düşürme süreci parametreleri farklı maddeler yüzünden farklı olacak., bu yüzden sıkıştırma sürecinin parçaları bireysel olarak kontrol edilmelidir., aşağıdaki hızlandırma gibi, basınç, yaşam zamanı, yukarı hızlandırma, etc.

7. Besleyicinin ihtiyaçları için, yüksek hızlı ve yüksek yiyecek toplantıların üretimini, besleme teknolojisi de çok kritik. Flip-chip paketleme yöntemleri için PCB tahtasıs mainly include: 2*2 or 4*4 inch JEDEC reels, 200mm or 300mm wafer reels (Wafer), and reel reels (Reel). İhtiyarlı besleyiciler: İstasyonel tepsi besleyici, Otomatik yüklenebilir besleyici, Wafer besleyici, kaset besleyici. Bütün bu besleme teknolojilerinin yüksek hızlı beslemesi, Vafer besleyicisi de farklı bir aygıt paketleme metodlarını, Örneğin: Aygıt paketi JEDEC tablosu olabilir, or bare wafers, veya makinede tamamlanmış çips bile. Döndür eylemi. Let's take an example to illustrate the characteristics of Unovis's bare die feeder (DDF Direct Die Feeder):
1) Can be used in hybrid circuits or sensors, çoklu çip modülleri, system-in-package, RFID and 3D assembly;
2) The disc can be fed vertically to save space, and one machine can install multiple DDFs;
3) The chip can be flipped in DDF;
4) Can be installed on a variety of patch platforms.

8. Tahta desteği ve pozisyon sistemi için gerekli, Bazı PCB tahtaları fleksibil devre tahtalarında ya da ince devre tahtalarında kullanılır. Şu an, altratın düz desteği çok önemlidir.. The solution often uses a carrier plate and a vacuum suction system to form a flat support and positioning system that meets the following requirements:
1) Support control in the Z direction of the substrate, and programming adjustment of the support height;
2) Provide customized board support interface;
3) Complete vacuum generator;
4) Non-standard and standard carrier boards can be applied.

9. Yeniden çözümlenmeden ve doldurulmadan sonra denetim, ürünün kontrolünün yok edilmesi ve yok edilmesi gereken kontrol var.. The non-destructive inspection includes:
1) Use an optical microscope to conduct visual inspection, Aygıt tarafındaki doldurucu tırmandığını kontrol ediyorlar., iyi bir kenar dolusu oluşturup, ve cihazın yüzeyi kirli olup olmadığını, etc.;
2) Use an X-ray inspector to check whether the solder joints are short-circuited, açık devre, offset, ıslanmış, Boşluğu boşluğunda, etc.;
3) Electrical test (Continuity test), elektrik bağlantısıyla ilgili bir sorun olup olmadığını. Bir çiçek zincir tasarımı olan bazı test tahtaları için., the location of the solder joint failure can also be determined through the continuity test;
4) Use ultrasonic scanning microscope (C-SAM) to check boş olup olmadığını, Düşünmeden sonra stratifikasyon ve tamamlama akışı. Yetişkin denetler çözücü birlikleri veya aşağı doldurabilir., optik mikroskopya ile birleştirildi, metallographic microscopy or scanning electron microscopy and energy dispersive analyzers (SEM/EDX) to examine the microstructure of solder joints, e.g., mikrokrak/mikroportunit synonyms for matching user input, tin kristalizi, metalik bileşenler, çözme ve ıslama şartları, aşağıdaki doldurum boş olup olmadığını, cracks, kaçırma, ve akışın tamamlanıp, etc. Yeniden çözümlenme ve doldurma sürecinden sonra ürünlerin sık yanlışlıkları: solder joint bridging/Aç devre, Zavallı solder katı ıslanmış., solder joint boş/balon, solder joint cracking/Britless, doldurma ve çip kaçırması ve çip kırılması, etc. . Doldurma tamamlanması için, whether there are voids, doldurucu kırıklar ve gecikmeler, it needs to be observed by an ultrasonic scanning microscope (C-SAM) or a flat section parallel to the bottom surface of the chip. Defektler zorluğuna ekler. Doldurma maddeleri ve çip arasındaki delimin, stres cihazlarının dört köşesinde ya da doldurucu ve sol bağlantıların arayüzünde oluşar..

PCB için Flip-chip ürün maliyeti üzerinde avantajları gösterdi., performans ve yüksek yoğunluk paketleme, ve uygulaması yavaşça üniversiteli oldu.. Kullanılan küçük çip büyüklüğü yüzünden PCB tahtasıs, yüksek değerliğini sağlamak için, yüksek yiyecek ve yüksek tekrarlık, geleneksel ekipmanlarımıza ve süreçlerimize, which are reflected in the following aspects:
1) The design of the substrate (hard board or soft board);
2) Assembly and inspection of equipment;
3) Manufacturing process, Chip yükleme süreci, PCB üretim süreci, SMT process;
4) Material compatibility.
Yukarıdaki sorunların bütün anlaşılması başarılı bir dönüştürme sürecinin temeli. PCB tahtası.