倒裝片修理完全手冊(cè)

1、倒裝片修理完全手冊(cè)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(cè)覆蓋了倒裝片(flipchip)修理的基礎(chǔ)知識(shí)。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(jì)的更大領(lǐng)域。汽車、醫(yī)療和電信設(shè)備將以這些高級(jí)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(shí)施時(shí)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(duì)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(gè)關(guān)卡。試驗(yàn)樣品試驗(yàn)樣品對(duì)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(shí)驗(yàn)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(shí)，但它們還沒有考慮用作主流產(chǎn)品。在本試驗(yàn)中，測(cè)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(gè)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)被灰塵顆粒或皮膚油污染。基板和元件都經(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(gè)系統(tǒng)對(duì)中和貼裝元

4、件的能力可用一個(gè)系統(tǒng)性的方法來檢驗(yàn)。理解在嘗試一個(gè)困難的工作時(shí)一個(gè)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(duì)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(duì)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(gè)玻璃十字線和與之配合的板，可以0.0002“的遞增測(cè)量貼裝。通過取樣品貼裝偏移的平均來計(jì)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(gè)取樣中，可以

5、決定一個(gè)返修機(jī)器的能力，表達(dá)為Cp、Cpk、35σ、65σ、或者適于一個(gè)對(duì)于性能可接受的統(tǒng)計(jì)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(gè)返修系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)。在這個(gè)例子中，貼裝能力被定義為平均偏移的絕對(duì)值與三倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ)的和。表一、測(cè)量返修系統(tǒng)的貼裝能力測(cè)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(duì)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(duì)一個(gè)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(yùn)轉(zhuǎn)期間，達(dá)到最低的壓力。對(duì)頂部加熱嘴的氮?dú)馊肟诤偷撞考訜釟馐业碾p重調(diào)節(jié)可補(bǔ)償供應(yīng)線的波動(dòng)。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(yùn)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(xiàng)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(tái)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(duì)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(shí)間。為了證實(shí)滿足這個(gè)規(guī)定，可用一個(gè)溫

8、度偶合計(jì)附著在返修區(qū)域。焊接點(diǎn)溫度可以測(cè)量并用于工藝的開發(fā)。檢測(cè)儀器一臺(tái)小直徑的球磨機(jī)(ballmill)可用來為檢測(cè)儀表鉆出一個(gè)隙孔。在板的頂面鉆出的孔附近磨出一個(gè)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(gè)數(shù)據(jù)記錄口。使用受控的反饋到計(jì)算機(jī)軟件程序，如果有的話，用自動(dòng)仿形軟件可決定加熱器設(shè)定點(diǎn)。保護(hù)臨近元件經(jīng)驗(yàn)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(diǎn)加熱到熔點(diǎn)以下溫度的效果可能實(shí)際上影響到焊接點(diǎn)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(gè)好的規(guī)則是，在返修期間任何時(shí)