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：0755-26546699-223适用于小间距和低I/O倒装芯片的低压力贴装工艺传统上，倒装芯片多半带有较大间距的焊接凸点，但随着组件朝小型化和精密化方向发展，半导体封装的尺寸也必须并驾齐驱。新的设计在更紧凑的间距中糅合了更细小的焊接凸点，且在多数情况下减少了总I/O数。由于用更少数量和更小直径的焊接凸点来分摊贴装力负荷，制造商能否提供低压力贴装解决方案以满足需要变得非常重要。本文将讨论其中一种工艺，并阐述减低倒装芯片在贴装时承受初始峰值冲击力的一些方法。传统的表面贴装组件特别是大引脚元件正在向着更紧密的芯片级封装和倒装芯片技术过渡，所以我们也看到大多数微电子制造行业正经历着复兴。伴随着倒装芯片技术不断发展，越来越多功能可以转移到单个芯片上，这为芯片设计者减小封装尺寸提供了很大帮助，更小的封装尺寸也衍生出对于更少焊球数及更高密度焊接凸点阵列的要求。实施低压力贴装之后，缺陷率的严重性和良率的改进对成本的节约有很显著的影响。医用电子制造业是率先采用更小更精密封装的行业，可植入式器件如心脏起搏器和除颤器等正不断朝着小型轻巧的方向发展，而且具备更强的功能。它们使用的倒装芯片焊球数都比较少，许多必须进行低压力贴装。在这里我们把小于150g的拾取、浸蘸或贴装力皆被视为“低压力”，假如将标准力施加于拾取、浸蘸焊剂或贴放过程中，焊接凸点就会压扁，防止焊球数少的倒装芯片在浸蘸薄层助焊剂时受压变形或焊接凸点高度减小成为工艺控制的关键。设备制造商正在以各种方式解决贴装力低于标准范围时遇到的问题，从软件控制到机械组装以及两者的结合。对许多电子制造商来说，最关心的问题是在贴装过程施加的总压力，然而一个常被忽略但同样甚至更加重要的问题是倒装芯片在拾取或浸蘸过程中所受的初始峰值冲击力。这个峰值冲击力可将焊接凸点压扁，严重时更会把过多的助焊剂挤到焊接凸点和裸片表面，从而引起焊接凸点短路。无论用什么方法，都遵循基本的物理定律，因为能量守恒，贴装工具和倒装芯片在冲击前的动能会传递给基板，使基板产生反作用力，因此如想减小初始冲击力，必须降低贴装工具的总重量或在冲击时工具移动的速度。在考虑整个工艺时，减小冲击力显得更为重要。以华夫盘装的倒装芯片为例，每个元件将承受三次冲击，每次均会造成整体焊接凸点压扁。第一次是拾取芯片，第二次是浸蘸操作，第三次是把组件贴到基板上。假如贴装工具的冲击力很大，便会存在焊球过分压扁的风险，导致永久性的焊球变形和电气短路。低压力贴装法低压力贴装法因设备制造商而异，下面介绍其中一例及最新设计应用。传统低压力贴装法利用软、硬件控制的组合，吸嘴配备一个内部弹簧组件和特氟隆套管，使吸嘴杆能够在吸嘴内伸缩，贴装力是弹簧倔强系数的函数。软件控制驱动贴装头和吸嘴组件沿Z向移动至适当位置，使组件与基底以零贴放力接触。由于弹簧倔强系数已知，贴装头可以下降达到贴装力所需的距离，用这个方法时贴装力可保持在30g至100g范围。传统低压力贴装法获得了广泛应用。然而由于焊接凸点I/O数和整体封装尺寸逐渐变小，一些固有的局限性变得越来越明显，为此必须采取另外更稳妥的方法进行低压力贴装。前面讲过，初始冲击力是贴装工具重量和冲击速度的函数，传统方法针对元件在贴装过程中的规格化负荷问题，未能有效考虑初始峰值冲击力。影响峰值冲击力的最主要因素是贴装头与吸嘴组件的综合重量，为此必须研究如何减少总体运动质量。由于单独贴装头组件相当沉重，必须找到减重但不影响性能的方法，因此把新设计很贴切地称作LMR(LowMassRedesign)，用LMR贴装头取代现有贴装头除了能减少重量外，还有下面一些优点。1.与原来20g～90g以及150g～2500g相比，新设计的力度范围是30g～2500g。2.不再需要使用大体积的低压力吸嘴，可以节省成本。3.可使用冲击传感器，并将传感器的触发力调整到30g左右，微小的基板高度偏差不会对实际贴装力造成影响。4.同轴度极高。贴装头在旋转过程中几乎不会发生径向跳动，在吸片和贴装时可提供更好的精度。5.初始峰值冲击力减少约70%(与减慢贴装头速度配合时)。LMR贴装头利用冲击传感器来检测芯片是否以设定的压力贴在基板上，因此不需要低压力吸嘴上的弹簧组件，可降低每个吸嘴的成本。LMR贴装头针对动量变化而设计，通过减小贴装工具的速度，峰值冲击力可以进一步下降。过去有一种减小冲击力峰值的方案是减小贴装头的贴装速度，然而这样做却要付