成都欧越科技有限公司
chengdu europetop science and technology Co. Ltd
技术创新项目： 无铅组装芯片CSP器件
申报单位 ： 成都欧越科技有限公司
姓名： 唐友良
指导协作单位： 四川省SMT协会
技术模式： 理论阶段 □ 试验阶段□ 运用阶段√
摘要
一套适合于自己的成熟工艺体系，是以理论为主体，以试验和实践为载体，得出不同的数据样本。从中得出结论。
随着电子工业中半导体技术不断突破和期间微型化推动下的SMT发展，而元器件必定会以封装的微型化、成本底和成熟的工艺出现在大家的面前，所以我们SMT专业人员所面对的就是微型化、小间距的工艺极限问题
众所周知，一个企业生产发展的速度，就是工艺发展速度。想要组装好CSP器件，推动工艺的发展，无非就在几个工艺骨架上做文章。当然这也要严格要求影响组装的外部因素和条件。
Input consequence在微组装中也很重要,也就是对SMA、SMB、Solder cream、environment、DFM、湿度敏感的材料的防潮等等的严格控制。
一、无铅工艺使用的材料选择。
1、无铅solder的选择，一般企业都要从solder的适用性和经济性考虑，通过对lead free solder市场调查分析96.5Sn/3Ag/0.5Cu成分的solder，是目前一种能够较好满足大部分公司的产品性能要求的solder,但是每个公司的再流焊的性能指标又不一样，所以我建议用户使用不同焊剂的96.5Sn/3Ag/0.5Cu成分的solder，以便做出选择。
在此我们公司就打破传统的工艺焊接法,采用烷基羟基胺（一种助焊催发剂）定量添加在种类繁多的焊锡膏中，从而使焊锡膏的除去氧化物的的能力就更强，就克服了BGA类的元器件焊接虚焊或者焊点可靠性不稳定的缺陷。这样就使已有的焊锡膏技术相比具有突破性特点和显著进步；作为特性加入物质的烷基羟基胺应用于无铅焊膏制备，可有效提高无铅焊锡膏的湿润性，并改善其焊接后器件焊点的光亮度。
2、无铅component的选择，要求元件的电极、管子和集成块的引脚和基板焊盘镀层，要与所选用的Solder拥有相似的熔化温度，有良好的湿润亲和力和湿润效率，这一参数直接影响组装互连的完整性。元件的耐高温性越高越好，尽肯可能的给我们的用户增大工艺窗口。
3、无铅PCB的选择，出了PCB能耐高温外，我们也要把PCB的翘曲度的标准提高到3%，测翘曲度的方法一定要遵照GB4677.5-84或IPC-TM-650.2.4.22B或IPC-A-600F，其次我们也要控制好焊盘和基准标记点的质量
A、无铅焊盘的选择，最重要的焊盘的氧化，焊盘的表面平整度应该在2微米之内。
B、基准标记点（Fiducial marks）：
空旷度（clearance）以MARK点为中心的3*3mm范围内，不能有字符、布线或焊盘及其阴影存在。否则将影响MARK的识别效果。
材料：不管我们选用什么样的材料， 也为了在试验中取得较好的数据，我们的最终的目的就是提高基准标记点的可读性。
平整度：基准标记点的表面平整度应该在15微米之内。
对比度：基准标记点的位置的对应内层处或背面，尽量设置大铜箔，以增加基准点和基板之间的光学反差（对比度）。
形状：PCB的MARK点的形状有很多形状；比如有正圆形、正方形、正三角形、正十字形等，据相关数据表明正十字形在贴装组装过程中缺陷最少。
4、丝网的选择：
1、按常规印刷，无铅产品焊盘上的焊膏会减少，组装后焊盘会有露铜的现象，所以在设计钢网的时候，开口一定要比焊盘大5%-10%，并且印刷机采用多级脱模方式，焊膏的量和形状才能保证。
2、DEK公司采用了500多万个数据和样本，并且工艺专家从这些数据和样本中得出了焊膏和模板相互作用和结论。并且在许多公司取得的良好的效果，这说明在我们的无铅工艺过度时代，模板的材料和模板制作工艺，已经成为决定印刷品质的重要参数之一。在最后这500多万个数据和样本表明纯镍电铸模板其他的所有工艺。在这里我要强调一下纯镍激光模板只是在印刷形状稍稍差于纯镍电铸模板。但是它们的脱开能力是一样的。又根据每个公司的印刷设备的差异，所以我们建议无铅印刷技术中采用不同制作工艺发高镍含量的模板。
二、印刷
首先我们要明白影响印刷的条件有哪些？
1.印刷速度
2.脱模速率
3.刮刀的压力
4.PCB与钢网的间距空隙
5.Solder cream 的ball size的大小
6.黏度的大小
7.solder cream的回温搅拌情况
8．SMT室内的环境的控制
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SMT锡膏印刷典型工艺 |
批准 |
审核 |
拟制 |
制作日期 |
页次 |
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文件编号 |
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2010.3.12 |
第1页共1页 |
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成都欧越科技有限公司 |
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YS MOUNT2008812 |
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此典型工艺文件适用于SMT车间锡膏印刷的工艺管理。 |
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附页： |
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1. 焊盘上锡膏的覆盖情况。（见图a～图d) |
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优选的： 锡膏与焊盘对齐； |
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锡膏与焊盘尺寸及形状相符； |
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锡膏表面光滑且不带有受扰区域或空穴。（ 参见图a） |
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合格的：过量的锡膏延伸出焊盘但未与相临近焊盘接触，且覆盖 |
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区域小于两倍的焊盘面积。 |
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少于锡膏的用量，但焊盘覆盖焊盘面积75%以上。（参见图c） |
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锡膏未与焊盘对齐，但焊盘面积75%以上附有锡膏。（参见图d） |
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2. 常见锡膏印刷缺陷。（见图1～图6 判为不合格) |
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在此我们以0.3mm Pitch CSP & 01005 chip component为例,一般情况下我们的速度都以30mm/m,脱模速率以0.3mm/s,而刮刀的压力是把刮刀放在钢网上后，使PCB和钢网的间距和空隙要为零，并且钢网的形变不能超过0.25%；我们solder cream ball size diameter不是常规的25-45，一般选用的是1025，以保证焊膏的通透性和切变率；solder′s 黏度除了要保证我们的印刷形状外，还要保证贴装完好之后，PCBA倾斜40°—60°要保证扳子上的所有器件无移位的现象；solder cream的回温都是要求恢复到常温，至于搅拌要求是根据不同焊膏的不同焊剂成分来把握；SMT的室内环境控制在次我就不多说了。
当基本满足以上的条件后，首先我们可以用0.1mm的厚度的白色油墨纸放在PCB上印刷，看看效果怎么样，再根据实际情况来调整印刷参数，这样的目的是在于提高批量生产前AOI/AXI的通过率！
二.AOI/AXI的检查
在次我谈谈对于CSP组装AOI/AXI的放置问题，众所周知在印刷机后面必须要有AOI/AXI，而另一台设备放在什么位置最合适,不在贴片机后面,就在回流炉后面.我认为该放在贴片机后面,我的理由是当CSP PCBA出炉后,一旦出现问题,我们就宣布这张PCBA报废.因为这是无法修补的,如果要强制维修,那么维修费用比这张PCBA的价值都还高.那么AOI/AXI的位置放在贴片机要合适得多,如有检测不合格现象,能修补则?薏?SPAN lang=EN-US>,不能的至少PCB和上面较大的芯片还可以回收利用.从而降低成本.