SMT贴片加工之BGA植球技术

时间:2020-10-27 作者:www.pcba-smt.cn

SMT行业应用植球技术变得越来越有必要,而EMS企业只有掌握了晶圆级和芯片级封装技术,才能响应OEM客户的要求。本文主要介绍应用在电路板上的植球技术。

  整个工艺包括四个步骤:涂布助焊剂、植球、检验及返工,以及回流焊。植球需要两台在线印刷机:一台是用于涂布膏状助焊剂的普通网板式印刷机,另外一台用于植球。两台印刷机都可随时切换为电子组装用的普通印刷机。涂布助焊剂涂布膏状助焊剂是植球工艺的第一步,它是保持球的定位以及在回流焊中良好成型的关键步骤。特别设计的网板应用于膏状助焊剂的印刷,该网板的开口是基于印刷电路板的焊盘尺寸和焊球的大小而确定的。在印刷膏状助焊剂这一步,同时使用了两种类型的刮刀,前刮刀是橡胶刮刀。垂直刮板先将一层薄薄的助焊剂均匀涂布在网板上,然后橡胶刮刀再将助焊剂印刷在电路板焊盘上。

  DOE被用来确定助焊剂印刷的最佳参数,印刷之后以显微镜来观察并计算助焊剂在焊盘上的覆盖率,并计算DOE的结果。助焊剂覆盖率反映了DOE实验结果。在这个DOE的试验中 能够得到最优化的印刷参数设定;当然,不同的设备会有一定的差异。在生产过程中网板很容易受到损坏,所以需要细心地处理和搬动。在助焊剂印刷过程中,固体粉尘或者其他外来的物质很容易堵塞网板的开口,只能用空气枪来清洗。异丙醇或酒精等清洁剂都不能用来清洁网板,因其会溶解并破坏网板上的高分子材料,通常是在生产结束后用无尘布沾去离子水擦拭并用气枪吹干。

  助焊剂印刷完成后,需要在显微镜下检查漏印、量不足或错位。通常助焊剂是透明的,而且目视检验很难检查出缺陷。在植球阶段,同样需要特殊设计的模板。该模板的开口设计也是基于实际焊球大小和电路板焊盘尺寸,这样做基于两个方面的考虑:一是需避免助焊剂污染到模板和焊球;二是如何使焊球顺利地通过模板开口。该模板结构有两层:主体是电铸模板,具有比激光或化学蚀刻模板更光滑的孔壁,因而可使焊球顺利通过;复合的两层具有与焊球直径几乎相同的厚度,很好地避免了膏状助焊剂对电铸模板的污染,同时使焊球顺利地通过模板到达焊盘并被助焊剂粘住。

  AOI设备用于植球以后的在线检测。主要缺陷通常是少球和错位。检查后,少球的电路板需使用离线的半自动补球设备做返工处理;对于错缺陷,清洗电路板并重新印刷是唯一的办法。少球的放置需要使用准确的图像放大系统,先用一个操作臂在缺球的焊盘上涂布膏状助焊剂,然后使用另一个操作臂在该焊盘上补球。对于无铅产品,一般选用的焊料合金是SAC105,它的熔点比用于电路板的无铅焊膏略高一点,以防止在二次回流中再次造成缺陷。回流焊后需要用AOI检查

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