pcb板用倒装芯片（fc）装配技术

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1、PCB板用倒装芯片（FC）装配技术摘要：随着小型化高密度封装的出现，对高速与高精度装配的要求变得更加关键，相关的组装设备和工艺也更具先进性与高灵活性。由于倒装芯片比BGA或CSP具有更小的外形尺寸、更小的球径和球间距、它对植球工艺、基板技术、材料的兼容性、制造工艺，以及检查设备和方法提出了前所未有的挑战。现今电子器件的小型化高密度封装形式越来越多，如多模块封装（MCM）、系统封装（SiP）、倒装芯片（FC，Flip-Chip）等应用得越来越多。这些技术的出现更加模糊了一级封装与二级装配之间的界线。毋庸置疑，随着小型化高密度封装的出现，对高速与高精度

2、装配的要求变得更加关键，相关的组装设备和工艺也更具先进性与高灵活性。由于倒装芯片比BGA或CSP具有更小的外形尺寸、更小的球径和球间距、它对植球工艺、基板技术、材料的兼容性、制造工艺，以及检查设备和方法提出了前所未有的挑战。下面对这些要求进行具体分析：1.对贴装压力控制的要求考虑到PCB板用倒装芯片基材是比较脆的硅，若在取料、助焊剂浸蘸过程中施以较大的压力容易将其压裂，同时细小的焊凸在此过程中也容易压变形，所以尽量使用比较低的贴装压力。一般要求在150g左右。对于超薄形芯片，如0.3mm，有时甚至要求贴装压力控制在35g。2.对贴装精度及稳定性的要

3、求对于球间距小到0.1mm的器件，需要怎样的贴装精度才能达到较高的良率？基板的翘曲变形，阻焊膜窗口的尺寸和位置偏差，以及机器的精度等，都会影响到最终的贴装精度。关于基板设计和制造的情况对于贴装的影响，我们在此不作讨论，这里我们只是来讨论机器的贴装精度。3.芯片装配工艺对贴装设备的要求为了回答上面的问题，我们来建立一个简单的假设模型：1.假设PCB板用倒装芯片的焊凸为球形，基板上对应的焊盘为圆形，且具有相同的直径；2.假设无基板翘曲变形及制造缺陷方面的影响；3.不考虑Theta和冲击的影响；4.在回流焊接过程中，器件具有自对中性，焊球与润湿面50%的

4、接触在焊接过程中可以被“拉正”。那么，基于以上的假设，直径25μm的焊球如果其对应的圆形焊盘的直径为50μm时，左右位置偏差（X轴）或前后位置偏差（Y轴）在焊盘尺寸的50%，焊球都始终在焊盘上。对于焊球直径为25μ深圳金百泽电子科技股份有限公司（www.kbsems.com）成立于1997年，是线路板行业十强企业，总部设在深圳，研发和生产分布在深圳、惠州和西安等地，为客户提供产品研发的PCB设计、PCB快速制造、SMT加工、组装与测试及硬件集成等垂直整合解决方案，是国内最具特色的电子制造服务提供商。电话：0755-26546699-223m的PCB

5、板用倒装芯片，工艺能力Cpk要达到1.33的话，要求机器的最小精度必须达到12μm。4.对照像机和影像处理技术的要求要处理细小焊球间距的PCB板用倒装芯片的影像，需要百万像素的数码像机。较高像素的数码像机有较高的放大倍率，但是，像素越高视像区域（FOV）越小，这意味着大的器件可能需要多次“拍照”。照像机的光源一般为发光二极管，分为侧光源、前光源和轴向光源，并可以单独控制。PCB板用倒装芯片的的成像光源采用侧光、前光，或两者结合。那么，对于给定器件如何选择像机呢？这主要依赖图像的算法。譬如，区分一个焊球需要N个像素，则区分球间距需要2N个像素。以环球

6、仪器的贴片机上Magellan数码像机为例，其区分一个焊球需要4个像素，我们用来看不同的焊球间隙所要求的最大的像素应该是多大，这便于我们根据不同的器件来选择相机，假设所有的影像是实际物体尺寸的75%。PCB板用倒装芯片基准点（Fiducial）的影像处理与普通基准点相似。PCB板用倒装芯片的贴装往往除整板基准点外（GLOBALfiducial）会使用局部基准点（Localfiducial），此时的基准点会较小（0.15—1.0mm），像机的选择参照上面的方法。对于光源的选择需要斟酌，一般贴片头上的相机光源都是红光，在处理柔性电路板上的基准点时效果很

7、差，甚至找不到基准点，其原因是基准点表面（铜）的颜色和基板颜色非常接近，色差不明显。如果使用环球仪器的蓝色光源专利技术就很好的解决了此问题。5.吸嘴的选择由于PCB板用倒装芯片基材是硅，上表面非常平整光滑，最好选择头部是硬质塑料材料具多孔的ESD吸嘴。如果选择头部为橡胶的吸嘴，随着橡胶的老化，在贴片过程中可能会粘连器件，造成贴片偏移或带走器件。6.对助焊剂应用单元的要求助焊剂应用单元是控制助焊剂浸蘸工艺的重要部分，其工作的基本原理就是要获得设定厚度的稳定的助焊剂薄膜，以便于器件各焊球蘸取的助焊剂的量一致。深圳金百泽电子科技股份有限公司（www.kb

8、sems.com）成立于1997年，是线路板行业十强企业，总部设在深圳，研发和生产分布在深圳、惠州和西安等地，为客户提供产