隨著移動(dòng)電子產(chǎn)品趨向輕巧、多功能、低功耗發(fā)展,為了在更小的封裝面積下容納更多的引腳數(shù),因而發(fā)展出晶圓級(jí)芯片封裝WLCSP。它具備更多的功能集成、在體積、成本和性能方面更具優(yōu)勢(shì),可以應(yīng)用在移動(dòng)電話、藍(lán)牙產(chǎn)品、醫(yī)療設(shè)備、射頻收發(fā)器、電源管理單元、音頻放大器和GPS模塊使用。
什么是晶圓級(jí)芯片封裝WLCSP呢?
大家可能比較熟悉BGA,CSP就是小型的BGA,外形和球間距比 BGA小,球間距小于0.8毫米的BGA稱(chēng)為CSP,或者封裝面積和里面芯片的面積之比小于1.2。
至于WLCSP,就是晶圓級(jí)CSP,即是大型的倒裝晶片,中間沒(méi)有載體,焊球直接植于硅基材上,一般焊球間距為0.4至0.8毫米間。由于晶圓級(jí)芯片封裝的密間距,其敏感度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)BGA。
那么,在組裝晶圓級(jí)芯片封裝這種具有焊球直徑小、焊球間距小、外形尺寸小的元器件特征時(shí),廠家要注意什么呢?環(huán)球儀器提出了什么解決方案呢?
晶圓級(jí)芯片封裝的裝配流程
目前有兩種工藝,一種是錫膏裝配,但為了避免“橋連”或“少錫”缺陷,環(huán)球儀器建議采用助焊劑浸蘸的方法進(jìn)行組裝。
工藝流程:
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拾取晶圓級(jí)芯片封裝
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浸蘸助焊劑
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貼裝晶圓級(jí)芯片封裝
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回流焊接
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底部填充(如有需要)
在這里先集中討論浸蘸助焊劑流程,環(huán)球儀器建議采用助焊劑薄膜浸蘸方式,即在元器件貼裝前浸蘸一定厚度的助焊劑薄膜,使每個(gè)焊球上附著一定量的助焊劑。
采用助焊劑薄膜浸蘸的兩大優(yōu)點(diǎn):
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易于安裝及操作
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無(wú)論是錫鉛或無(wú)鉛焊點(diǎn)都能獲得較好的潤(rùn)濕效果,當(dāng)然也和回流焊接工藝相關(guān)
采用助焊劑薄膜浸蘸的兩大挑戰(zhàn):
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焊球高度的差異、焊球的氧化程度及溫濕度變化影響焊球獲得助焊劑的量
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黏性助焊劑持續(xù)暴露在空氣中
助焊劑應(yīng)用單元是控制助焊劑浸蘸工藝的重要部分,其工作的基本原理,就是要獲得設(shè)定厚度且穩(wěn)定的助焊劑薄膜,使各焊球蘸取的助焊劑量一致。
要精確穩(wěn)定的控制助焊劑薄膜的厚度,同時(shí)滿(mǎn)足高速浸蘸的要求,必須滿(mǎn)足以下要求:
1.可以多枚(如4或7枚)元件同時(shí)浸蘸助焊劑來(lái)提高產(chǎn)量
2.助焊劑應(yīng)用單元應(yīng)該簡(jiǎn)單、易操作、易控制、易清潔
3.可以處理很廣泛的助焊劑或錫膏,適合浸蘸工藝的助焊劑黏度范圍較寬、對(duì)于較稀和較黏的助焊劑都要能處理,而且獲得的薄膜厚度要圴勻
4.蘸取工藝可以精確控制,浸蘸的工藝參數(shù)因材料的不同而會(huì)有差異,所以浸蘸過(guò)程工藝參數(shù)必須可以單獨(dú)控制,如往下的速度、壓力、停留時(shí)間和向上的加速度等。
環(huán)球儀器的線性薄膜敷料器可以產(chǎn)生一層薄薄的助焊劑、焊膏和粘合劑,應(yīng)對(duì)單獨(dú)或群組浸蘸晶圓CSP,將需要的材料量涂敷到合適的區(qū)域上。
它主要由兩個(gè)部分組成,固定不動(dòng)盛載助焊劑的糟,避免助焊劑持續(xù)暴露在空氣中;和可以來(lái)回直線運(yùn)動(dòng)、具有不同深度的助焊劑盤(pán)。
助焊劑槽內(nèi)的助焊劑不斷補(bǔ)充到底下來(lái)回運(yùn)動(dòng)的助焊劑盤(pán)內(nèi),穩(wěn)定后,助焊劑厚度相當(dāng)于該盤(pán)的深度。只要使用不同深度的盤(pán)子,就可以獲得不同厚度的助焊劑,適應(yīng)于不同高度的焊球。

線性薄膜敷料器的優(yōu)勢(shì):
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線型驅(qū)動(dòng)可確保薄膜厚度均勻及可重復(fù)性
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快速轉(zhuǎn)換的助焊劑盤(pán)及深度控制(無(wú)需調(diào)整)
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最多可7軸一起進(jìn)行群組浸蘸
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典型的黏稠度10K至28.5K厘泊
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可編程的回刮循環(huán)次數(shù)時(shí)間
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可編程的浸蘸停留時(shí)間
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可編程的維修監(jiān)視器
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快速釋放治具、易于清洗
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特大容量(能維持高達(dá)8小時(shí)的運(yùn)作)
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以貼裝軸觸控感應(yīng)來(lái)確認(rèn)浸蘸

環(huán)球儀器的FuzionSC平臺(tái),是專(zhuān)門(mén)為應(yīng)對(duì)先進(jìn)封裝組裝而設(shè)計(jì)的,每臺(tái)機(jī)器最多配備2個(gè)線性薄膜敷料器,能高速處理晶圓級(jí)CSP組裝。
FuzionSC貼片機(jī)兩大系列


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