使用粘性助焊剂的CSP与倒装芯片装配
锡膏的模板印刷是用于高产量电子电路制造的最快速、最省成本的方法。不幸的是，该方法对于间距小于300微米的元件已经不是太好。对于这些元件，粘性助焊剂工艺是一个较好的方法；它可以直接在装备有助焊剂浸涂单元的密间距元件贴装机上实施。
<P> 在粘性助焊剂工艺中的四个步骤是：吸取元件、将元件锡球浸泡到助焊剂、对中元件和在基板上贴装元件。因为该工艺允许处理锡球间距小至100微米的元件，所以共晶锡球的倒装芯片装配可能会及其有趣。</P>
<P> 当具有共晶锡球的倒装芯片贴装在锡膏中时，其位置通常在回流期间通过液态焊锡的自我对中得到纠正。同样，共晶锡球贴装在助焊剂中的大多数元件位置也会通过自我对中来纠正。一项最新的研究项目调查了贴装在助焊剂中的共晶锡球在焊点的形成与贴装精度之间的关系。</P>
<P> 研究的准备<BR> 由于在获得元件和基板上的局限，这里避免了使用极其小间距的元件，以简化这些试验。使用了两种元件：750微米间距的CSP和450微米的倒装芯片。结果推断到间距小至100微米的元件。使用了两种不同的板面布局：铜箔界定的布局，用于CSP贴装和阻焊(RS)界定的布局，用于倒装芯片(图1)。</P>
<P> 也使用了一台先进的元件贴装机，具有3西格码的9微米精度，装备有助焊剂浸涂单元。使用一种免洗粘性倒装芯片助焊剂，适合于浸涂。</P>
<P> 通过增加在三种不同的铜焊盘尺寸和三种不同的阻焊开口上偏移来完成验证试验。元件贴装在X方向增加正与负的偏移。所有给定的偏移都是从名义位置测量的。执行了两种正对CSP和倒装芯片的不同试验计划。总共贴装了450片CSP和450片倒装芯片。</P>
<P> CSP的试验<BR> 在助焊剂单元中助焊剂层的厚度是在95微米，等于50%的CSP锡球高度。CSP首先在助焊剂单元浸涂，然后贴装在试验板上，五个负的和五个正的偏移步。对于每一个偏移步，在三种不同的铜箔界定的焊盘布局上贴装15个元件：<BR>. 铜焊盘 = 锡球直径<BR>. 铜焊盘 = 85%的锡球直径<BR>. 铜焊盘 = 70%的锡球直径</P>
<P> <BR>图1、阻焊层界定<BR>和阻焊层界定的布局 图2、阻焊层界定<BR>落脚点的贴装区域 图3、阻焊层界定<BR>落脚点的贴装极限 </P>
<P> 贴装之后，将板焊接，对元件进行电器测试。菊花链测量结果在图2中用蓝色的点划线显示。在图中也显示有阻焊的理论公差位置。</P>
<P> 三个理论区域是：<BR>. 一个一直好的、安全区域，与铜箔焊盘或焊接区域对应<BR>. 一个过渡区域，它是阻焊的公差区域；但贴装在这里时，焊接将取决于阻焊的位置。<BR>. 一个总是出错的区域，它超出了阻焊的公差界限；在这个区域的连接没有焊接到。</P>
<P> 几个板的测量显示，阻焊的位置(公差)不总是一致的，可能在所有方向移动，偏差在-30微米到+35微米之间变化。最大允许的贴装偏移(图3)等于铜焊盘的尺寸(安全区域)。阻焊不能在铜焊盘上，并且不能厚于铜迹线。在后一种情况中，如果阻焊偏移达到最大，并且锡球贴装在铜焊盘的边沿上，锡球将不会接触到铜箔(图4)。</P>
<P> 过渡区域或者阻焊可以移动的区域的使用，可以增加允许的贴装偏移，但是这取决于阻焊的位置和最小的阻焊开口(图5)。在图6中，贴装的精度是以所有公差的函数给出的。</P>
<P> <BR>图4、有于厚的阻焊层<BR>锡球没有接触铜箔 图5、名义的阻焊层位置<BR>增加允许的贴装偏差 图6、贴装精度是铜箔<BR>界定的区域的公差的函数 </P>
<P> 对于有局部基准点的CSP与铜箔界定的落脚点，得到四个结论。首先，当锡球接触到铜箔焊盘区域时，在回流时总是会焊接到。在看作是：</P>
<P>贴装精度 < (最小铜箔焊盘直径)/2</P>
<P>假设阻焊不比铜箔焊盘厚。这个结果在理想的环境下发生；需要进一步的研究来确定一个实际界限。在这个阶段，可以建议一个10%的安全边界，这意味着可以推荐+-40%偏出焊盘的贴装偏移。</P>
<P>第二，在过渡区域，不是所有的锡球都将在回流期间焊接，取决于阻焊的位置。<BR>第三，当阻焊在正方向偏移时，在正方向的允许偏移增加，在负方向减小。<BR>最后，当阻焊在负方向偏移时，在负方向的允许偏移增加，在正方向减小。</P>
<P> 倒装芯片的试验<BR> 对于倒装芯片的浸涂，在助焊剂单元内的助焊剂厚度是70微米，50%的倒装芯片锡球高度。进行了与CSP一样的试验。倒装芯片以五个负向和五个正向偏移贴装。对于每个偏移步，在三种不同的阻焊界定的焊盘</P>
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