PCB Quick Mount - Geavanceerd pakket
Face-to-face array-verpakkingen worden steeds belangrijker, met name in de auto-, telecommunicatie- en computertoepassingen, dus de productiviteit is de focus geworden van de discussie. De pinafstand is minder dan 0,4 mm, wat 0,5 mm is. Het grootste probleem met QFP- en TSOP-pakketten met fijne pitch is lage productiviteit. Omdat de steek van het planaire array-pakket niet klein is (bijvoorbeeld flipchip kleiner dan 200 μm), is na reflow-solderen de dmp-snelheid ten minste 10 keer beter dan bij conventionele fine-pitch-technologie. Verder zijn vergeleken met de QFP- en TSOP-pakketten met dezelfde toonhoogte, gelet op de automatische uitlijning tijdens reflow-solderen, de vereisten voor montagetrouwbaarheid veel lager.
Een ander voordeel, vooral voor flip-chip, is dat de voetafdruk van de printplaat aanzienlijk wordt verminderd. Het planaire array-pakket biedt ook betere circuitprestaties.
Daarom is de industrie ook op weg naar het pakket met oppervlakseries. De μBGA met een minimale pitch van 0,5 mm en het chip-scale pakket (CSP) trekken de aandacht. Ten minste 20 multinationale bedrijven werken hieraan. Een reeks onderzoeken naar de structuur van pakketten. In de komende paar jaar wordt verwacht dat de matige consumptie zal toenemen met 20% per jaar, met de snelste groei als flip-chip, gevolgd door blote wafels op COB (on-board).
Naar verwachting zal het verbruik van flip-chip toenemen van 500 miljoen in 1996 tot 2,5 miljard aan het einde van de eeuw, terwijl de TAB / TCP-consumptie stagneert of zelfs negatief zal zijn. Zoals verwacht was het in 1995 slechts ongeveer 700 miljoen.
Montagemethode
De vereisten voor plaatsing zijn anders en de plaatsingsmethode is anders. Deze vereisten omvatten component pick-and-place, plaatsingkracht, plaatsingsnauwkeurigheid, plaatsingssnelheid en fluxstroom. Een van de belangrijkste kenmerken waarmee u rekening moet houden bij het bepalen van de plaatsingssnelheid, is de nauwkeurigheid van plaatsen.
Kies en plaats
Hoe minder de plaatsingshoofden van de plaatsingsapparatuur, hoe hoger de nauwkeurigheid van de plaatsing. De nauwkeurigheid van de positioneerassen x, y en θ beïnvloedt de algehele positienauwkeurigheid. De plaatsingskop is op het ondersteuningsframe van het xy-vlak van de plaatsingsmachine gemonteerd. Het belangrijkste onderdeel van de plaatsingskop is de rotatieas, maar negeer de bewegingsnauwkeurigheid van de z-as niet. . In hoogwaardige plaatsingssystemen wordt de beweging van de z-as geregeld door een microprocessor die sensoren gebruikt om de verticale rijafstand en de verplaatsingskracht te regelen.
GLOBAL SUCCESS PCB-leverancier
Een van de belangrijkste voordelen van plaatsing is dat de precisieplaatskop vrij in het x, y-vlak kan bewegen, inclusief het ophalen uit een wafellade en het uitvoeren van meerdere metingen op het apparaat op een vaste up-viewcamera.
Het meest geavanceerde plaatsingssysteem kan 4 sigma en 20 μm nauwkeurigheid bereiken op de x- en y-assen. Het grootste nadeel is dat de plaatsingssnelheid laag is, meestal minder dan 2000 cph, wat geen andere hulpacties omvat, zoals flip-chip-solderen. Wacht.
Een eenvoudig plaatsingssysteem met slechts één plaatsingskop wordt binnenkort geëlimineerd en vervangen door een flexibel systeem. In een dergelijk systeem is het ondersteuningsframe uitgerust met een zeer nauwkeurige kop en een revolverkop voor het monteren van grote BGA- en QFP-pakketten. Een roterende (of schutter) kop kan omgaan met onregelmatig gevormde apparaten, fine-pitch flip-chips en μBGA / CSP-wafels met pinafstanden zo klein als 0,5 mm. Deze methode van plaatsing wordt "verzameling, picking en plaatsing" genoemd.
Hoogwaardige SMD-plaatsingsapparatuur met flip-chip-roterende koppen is op de markt verschenen. Het is geschikt voor snelle plaatsing van flip-chips en μBGA- en CSP-wafels met een rooster van 125 μm diameter en een steek van ongeveer 200 μm. De plaatsingssnelheid voor apparaten met verzamel-, pick-and-place-functionaliteit is ongeveer 5000 cph.
Traditionele wafersniffer
Zulke systemen hebben een horizontaal roterende kop terwijl ze de componenten oppakken van de bewegende feeder en ze aan de bewegende PCB bevestigen.
In theorie kan het systeem worden geplaatst met snelheden tot 40.000 cph met de volgende beperkingen:
Wafer picking mag de door het apparaat geplaatste roosterplaat niet overschrijden;
Het veeraangedreven vacuümmondstuk staat geen tijdoptimalisatie toe tijdens beweging op de z-as, of neemt de matrijs niet betrouwbaar op van de transporteur;
Voor de meeste array-arraypakketten is de plaatsingsnauwkeurigheid niet bevredigend en de typische waarde is 10 μm hoger dan 4 sigma;
Kan niet worden geïmplementeerd als een micro flip-chipsoldeer.
Verzameling en plaatsing
In het "verzamelen en plaatsen" -sniffer-systeem zijn beide draaikoppen op de x-y-steun gemonteerd. De draaikop is dan uitgerust met 6 of 12 spuitmonden die overal op de roosterplaat kunnen worden geplaatst. Voor standaard SMD-wafels behaalt dit systeem een nauwkeurigheid van 80 μm plaatsing en een snelheid van 20.000 pixels op 4sigma (inclusief theta-bias). Door de positioneringsdynamiek van het systeem en het zoekalgoritme van het kogelraster te wijzigen, kan het systeem voor het pakket met oppervlaktearrays een positienauwkeurigheid bereiken van 60μm tot 80μm en een plaatsingssnelheid van meer dan 10,000pch onder 4sigma.
Montage nauwkeurigheid
Om een volledig beeld te krijgen van de verschillende plaatsingsapparatuur, moet u de belangrijkste factoren kennen die van invloed zijn op de nauwkeurigheid van de plaatsing van het oppervlak array-pakket. De bevestigingsnauwkeurigheid van het kogelraster P // ACC // hangt af van het type legering van het kogelraster, het aantal kogelrasters en het gewicht van het pakket.
Deze drie factoren zijn onderling gerelateerd en de meeste planaire array-pakketten vereisen minder plaatsingsnauwkeurigheid dan IC's met dezelfde toonhoogte-QFP- en SOP-pakketten.
Opmerking: plaats de vergelijking
Voor een dakspaan zonder soldeermasker is de maximaal toegestane plaatsingsafwijking gelijk aan de straal van de printplaat. Wanneer de plaatsingsfout de straal van het PCB-kussen overschrijdt, hebben het ballenrooster en het PCB-blok nog steeds mechanisch contact. Ervan uitgaande dat de gebruikelijke PCB-paddiameter ongeveer gelijk is aan de diameter van het kogelraster, moet de montagienauwkeurigheid van de μBGA- en CSP-pakketten met een kogelroosterdiameter van 0,3 mm en een steek van 0,5 mm 0,15 mm zijn; als de diameter van het bolrooster 100 μm is en de afstand 175 μm is, is de nauwkeurigheidseis 50 μm.
In het geval van stripballetwerkarraypakket (TBGA) en een zwaar keramisch balroosterpakket (CBGA), is zelfuitlijning beperkt zelfs als dit optreedt. Daarom is de nauwkeurigheid van plaatsing hoog.
Flux-applicatie
Het standaard grootschalige reflow-solderen van flip-chipbolroosters vereist flux voor de oven. De krachtigere algemene SMD-plaatsingsapparatuur van tegenwoordig wordt geleverd met ingebouwde fluxtoepassingen en twee veelgebruikte ingebouwde toevoermethoden zijn coating en dipsolderen.
De coatingeenheid is nabij de plaatsingskop gemonteerd. Breng flux aan op de plaats van plaatsing voordat de flip-chip wordt geplaatst. De toegepaste dosis in het midden van de plaats van plaatsing hangt af van de grootte van de flip-chip en de bevochtigingseigenschappen van de flux op een bepaald materiaal. Er moet voor worden gezorgd dat het gebied voor de coating van de coating groot genoeg is om lekkage van de pad als gevolg van fouten te voorkomen.
Om effectief een niet schoon proces in te vullen, moet de flux een niet-schoon (geen residu) materiaal zijn. Vloeibare fluxen bevatten zelden vaste materialen en zijn het meest geschikt voor gebruik in niet-schone processen.
Vanwege de vloeibaarheid van de vloeistofstroom kan de beweging van de band van het plaatsingssysteem echter een traagheidsverplaatsing van de wafer veroorzaken na het monteren van de flipchip. Er zijn twee manieren om dit probleem op te lossen:
Stel een wachttijd in van enkele seconden voordat de printplaat wordt overgedragen. Gedurende deze tijd verdampt de flux rond de flip-chip snel om de hechting te verbeteren, maar dit vermindert de opbrengst.
U kunt de versnelling en vertraging van de riem aanpassen aan de hechting van de flux. Een soepele beweging van de riem veroorzaakt geen verplaatsing van de wafer.
Het belangrijkste nadeel van de flux-coatingmethode is dat de periode ervan relatief lang is, en de montagetijd wordt verhoogd met ongeveer 1,5 s voor elk apparaat dat moet worden gecoat.
Dompellasmethode
In dit geval is de fluxdrager een roterende loop en wordt deze geschraapt in een fluxfilm (ongeveer 50 μm) met een mes. Deze methode is geschikt voor fluxen met hoge viscositeit. Door simpelweg de flux aan de onderkant van het kogelrooster te solderen, kan het fluxverbruik tijdens het proces worden verminderd.
Deze methode kan de volgende twee procesreeksen bevatten:
Plaatsing na de optische uitlijning van het bolrooster en dompelstroom van het balrooster. In deze volgorde kan het mechanische contact van het flip-chip-kogelraster en de fluxdrager een negatieve invloed hebben op de plaatsingsnauwkeurigheid.
Nadat de dompelstroom van het kogelraster en het optische kogelraster zijn uitgelijnd, wordt de montage uitgevoerd. In dit geval beïnvloedt het fluxmateriaal het beeld van de optische uitlijning van het bolrooster.
De dipsoldeermethode is niet goed geschikt voor fluxen met hoge vluchtigheid, maar deze is veel sneller dan de coatingmethode. Afhankelijk van de plaatsingsmethode is de tijd die aan elk apparaat is gekoppeld ongeveer: pure pick-up, plaatsing is 0,8 sec, verzameling, plaatsing is 0,3 sec.
Bij het gebruik van een standaard SMT om een μBGA of CSP met een pitch van 0,5 mm te monteren, zijn er enkele dingen die moeten worden opgemerkt: voor toepassingen die hybride technologie gebruiken (standaard SMD met μBGA / CSP), is het meest kritieke proces flux. Bedrukken met coating. Logisch gezien is het ook mogelijk om een combinatie van conventionele flip-chipprocessen en soldeer-applicatiemethoden te gebruiken.
Alle pakketten met oppervlaktearray tonen potentieel voor prestaties, pakketdichtheid en kostenbesparingen. Om een rol te spelen in het algemene veld van elektronische productie, is verder onderzoek en ontwikkeling nodig om processen, materialen en apparatuur te verbeteren. In termen van SMD-plaatsingsapparatuur is veel werk gericht op visuele technologie, hogere doorvoer en nauwkeurigheid.
O-Leading Supply Chain CO., LTD
TEL: + 86-752-8457668
Fax: + 86-4008892163-239121
+ 86-2028819702-239121