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首頁技術(shù)文檔 >> 21世紀(jì)的先進(jìn)電路組裝技術(shù)策略

2. 貼裝技術(shù)

  盡管陣列封裝顯著地使用貼裝位置規(guī)范限制加寬,但是由于這類封裝的I/O端子在封裝體下面呈陣列分布,所以精確貼裝這類器件最先決條件是檢查焊料球的存在與否和間距,檢查焊料球形狀態(tài)。這就要求貼片機(jī)的視覺系統(tǒng)能根據(jù)球的形狀質(zhì)量因數(shù)和建立焊料球畸變認(rèn)可等級(jí)實(shí)現(xiàn)這種功能。。二維寬度和形狀質(zhì)量因素測(cè)試是檢查整個(gè)球體積和畸變的可靠方法,所以,貼裝機(jī)的視覺系統(tǒng)應(yīng)具有合適和分辨率,以便搜集和形成最佳影響;為此就必須采用合適的外部照明和遠(yuǎn)心焦蘭光學(xué)系統(tǒng),并通過大深度聚焦提供恒定放大倍數(shù),以便確定球的存在和精確尺寸;采用LED(發(fā)光二極管)提供最佳照明條件,特別需要輪廓對(duì)中的背照明和合理選用明視場(chǎng)和前照明,前照明應(yīng)采用三個(gè)可編程光源給每封裝形式提供特殊的理想照明,以便在焊球結(jié)構(gòu)和背影環(huán)境之間形成適當(dāng)反差,提供精確對(duì)中的光學(xué)條件。視場(chǎng)應(yīng)適合觀察物的特微和位誤差要求,以便能確定良好的、有缺陷的損壞的焊料球之間的差別。處理全部先進(jìn)封裝的高性能貼裝機(jī)必須擁有兩臺(tái)元器件攝像機(jī)(一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)型和一臺(tái)倒裝片用攝像機(jī))。BGA器件的精確定可以根據(jù)每個(gè)角落的5個(gè)球發(fā)現(xiàn)球柵的整體位置和取向,并根據(jù)BGA樹檢索算法和采用模板比較算法確定的位置;然后借助于灰度級(jí)機(jī)器視覺系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制最后實(shí)現(xiàn)BGA的精確對(duì)準(zhǔn)和貼裝。另外還可以在PCB上設(shè)置器件局部基準(zhǔn)標(biāo)記,以便提高貼裝精度。BGA的貼裝誤差主要來自接觸表面的非共面性,所以在貼裝操作期間必須建立和維持接觸表面的共面性,采用自動(dòng)準(zhǔn)直儀,使貼裝機(jī)的運(yùn)動(dòng)保持共面性。

  CSP雖然是更加小型化的封裝,但比BGA更平,所以更容易進(jìn)行精確貼裝。與BGA一樣可采用上述方法檢查球的存在與否,


間距和變形狀態(tài),但無需采用灰度級(jí)視覺系統(tǒng),僅需采用二進(jìn)制攝像機(jī)就可以進(jìn)行觀察和對(duì)準(zhǔn),所以可以比貼裝QFP和BGA更高的速度貼裝CSP。

 

  先進(jìn)封裝技術(shù)的推廣應(yīng)用,要求貼裝機(jī)能適應(yīng)IC芯片的精度要求,特別是倒裝倒片貼裝,可重復(fù)精度小于4um,采用高穩(wěn)定高分辯率的定位系統(tǒng),視覺系統(tǒng)能檢查0.10-0.127mm的焊盤和0.05mm的高的凸起,所以倒裝片視覺系統(tǒng)必須擁有不同的光源設(shè)施和比標(biāo)準(zhǔn)攝像機(jī)的分辨率很高的攝像機(jī),高精度進(jìn)行凸起的識(shí)別和對(duì)準(zhǔn)。貼裝機(jī)還應(yīng)具有一定的喂料器公司(適合不同的喂料方式)和貼裝工具更換能力,另外還應(yīng)裝備焊劑涂敷工具,滿足倒裝片貼裝的要求。

  先進(jìn)封裝的推廣應(yīng)用和混合技術(shù)的發(fā)展,要求組建柔性SMT生產(chǎn)線。根據(jù)電子產(chǎn)品的需求選擇不同類型的貼裝機(jī)和其它組裝設(shè)備,組成柔性生產(chǎn)線,有條件時(shí)更應(yīng)升級(jí)為CIMS,這樣才能不斷滿足知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)采對(duì)各類電子設(shè)備電路組件的需求。

3. 焊接技術(shù)

  先進(jìn)IC封裝的實(shí)用化,板級(jí)電路組裝密度的不斷提高,雙面組裝和混合組裝PCB組件的使用,對(duì)再流焊接技術(shù)提出了新的要求,容易設(shè)定焊接工藝參數(shù),使用方便,爐內(nèi)溫度分布均勻,工藝參數(shù)可重復(fù)性好,適用于BGA等先進(jìn)IC封裝的料接,適應(yīng)用不同的基板材料,可充氮,適于雙面SMT的焊接和貼裝膠固化,適合與高速貼裝機(jī)組線,能實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制等。能滿足這些要求的再流焊接技術(shù)主要是熱空氣循環(huán)加遠(yuǎn)紅外,加熱的再流爐和全熱氣循環(huán)加熱的再流爐。

  全熱風(fēng)再流爐的顯著特點(diǎn)是采用了多噴嘴加熱組件,加熱元件封閉在組件內(nèi),避免了加熱元器件和PCB組件的不良影響,用鼓風(fēng)機(jī)將被加熱的氣體從多噴嘴系統(tǒng)噴入爐腔,確保了工作區(qū)寬度范圍溫度均勻,能分別控制頂面積和底面積的熱氣流量和溫度,實(shí)現(xiàn)雙面再流焊。其主要問題是循環(huán)風(fēng)速的控制和焊劑煙塵向基板的附著,還有,由于空氣是熱的不良導(dǎo)體,熱傳導(dǎo)性差,所以熱空氣循環(huán)再流爐中需要大量的循環(huán)熱空氣,這對(duì)復(fù)雜組件的焊接質(zhì)量無疑有影響。

  熱風(fēng)循環(huán)加遠(yuǎn)紅外加熱的再流爐中,電磁波不僅能有效激活焊劑活性,而且能使循環(huán)空氣中的焊劑樹脂成份很分解,有效地防止了焊劑向機(jī)構(gòu)部件和連接器內(nèi)部的附差;熱空氣循環(huán)提高了爐內(nèi)均勻性,與全熱風(fēng)循環(huán)相比風(fēng)速易控制,器件位置會(huì)偏移,這種爐子在與標(biāo)準(zhǔn)再流爐長(zhǎng)度相同的情況下增加了加熱區(qū),各區(qū)溫度可分別控制,易于獲得適合BGA和CSP焊接要求的加熱曲線,爐內(nèi)溫度均勻,不會(huì)發(fā)生過熱,可采用氮?dú)獗Wo(hù),可設(shè)置下加熱體,滿足了多層基板對(duì)熱量的要求,確保優(yōu)良的焊接質(zhì)量。

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