七、电路板的对准
由于覆晶(flip chip)所用到的基板尺寸不一,在电路板的对准上会造成不同程度的问题,有些组件置放机的基板是以真空吸附(vacuum clamping)的方式来固定,这在较薄基板的使用上是相当有疑问的,薄的基板在平整度的要求是较难达成的,虽然在真空系统运作的同时基板是相当平整,但当真空去除后,基板将会回复原先的弯曲,另外,若组件仅靠助焊剂的黏性暂时固定组件,则再基板移动后将很容易发生组件移位,虽然可以加上一块硬板的方式来强化基板,但这样一来真空系统就不再有作用。部份的真空系统会与一特制的制具相互配合,相对的价格也相对的提高了。
八、可调整的置件压力
置件吸嘴的向下压力也是组件置放机的一项相当重要的参数,对于组件而言需要一足够的下压力使其能准确的放置在焊垫上,但又不能过大到使组件从焊垫上滑开。一般向下的压力是每个凸块(bump)3 到10g。
九、视觉系统
视觉系统在覆晶组件置放机中最重要的单元之一,视觉系统除了辨认焊锡接点外,同时也具备检视组件尺寸以确认吸嘴所吸取的组件是否正确的功能。影响视觉系统好坏的参数有倍率(gain),偏位(offset) 与临界值(threshold) 以及视觉工具,有了这个部份将可有效的处理微小间距的组件。当组件的间距缩小时,焊锡接点也相对的要被迫缩小,举例而言,间距为0.004〞的组件的焊锡接点高度约为0.002〞,当焊锡接点被缩小到相当接近芯片时,就算将影像放大,辨视上还是相当困难,因为芯片表面的保护层(passivation)的颜色与焊锡接点的颜色是相当接近的。
另外还有一个问题是发生在基板上的基准点(fiducial)上,由于覆晶(flip chip)的尺寸相当小,在某些情况下,一些标准的基准点居然比芯片大,要解决这个问题,必须要控制视觉系统的搜寻区域(search)。
十、上助焊剂的方法
助焊剂在此一组装制程中相当重要,我们希望其能具备有足够的黏性,绝佳的沾湿力,与能尽量的减少残留量,特别是残留量的问题将会对焊接的好坏造成影响,因为若助焊剂残留在底胶填充剂(underfill)的流动路径上的话,将会不利其附着,这样在弥补CTE不匹配的功效就大打折扣了。
一般在覆晶(flip chip)技术中上助焊剂的方法有许多种,包括有用喷洒的(spray),用滴漏的 (drip),还有用沾浸的(dip)。
喷洒是在组装组件遣将液态的助焊剂以喷嘴雾化喷洒在要放置组件的区域。
滴漏是将液态的助焊剂滴在要放置组件区域的中心。
沾浸是将液态的助焊剂滴转盘上,再利用刮刀控制其厚度与平整度,随后以吸嘴吸起组件在转盘上沾浸上助焊剂。在中、低速的组件置放机可考虑采用此一系统,这种用转盘来制造固定厚度助焊剂的系统必须要特别留意污染的问题。
若上助焊剂的动作是被分离到另外一个制程而非与组件置放机在同一个机制下,如交给印刷机来做此一步骤,将可大大的提升产能。
十一、组件的处理
业界对于如何处理裸晶(bare-die)组件并无特别的规范,一般所常用的有waffle paks,gel paks,expended wafer systems,与surf tape等方法。gel paks与expended wafer systems需要用到自动化的真空处理系统,而waffle paks或waffle-paks trays则无需使用到真空装置,但较为其它方法来得复杂。另外,surf-tape system要使用一种被称为鳍状供料装置(flipper feeder)的设备,这种供料系统与传统的SMT制程所使用到的tape-and-reel feeder在外型上与功能上类似,缺点是在将组件放入surf-tape是相当困难的;若能设计出更好的pocket-size, 则在未来,标准的tape-and-reel将会更广泛的被采用。
所有的制造商都有提供基本的材料供给装置(feeder),但鳍状的材料供给装置(flipper feeder)与晶圆材料供给装置(expended wafer feeder)则是属于选用配备,expended wafer feeder是属于一种高速/低兼容性的组件处理方式,这点是可以被理解的,因为完整的晶圆在处置上是相当困难的。
十二、结论
由于标准的SMT制程与覆晶(flip chip)组装技术还有些不足之处,主要是在精确度的要求上,覆晶(flip chip)技术的特点就是在其尺寸与间距都相当的小,在传统的SMT制程所使用的组件置放机未必刊用,正因为这样,更促使业界需要在进一步的发展出新型的技术以扩充设备的能力与特性。另外,在助焊剂的制程与材料上也还有许多地方未尽完美,这也有赖业者发展出新一待的方法与技术,以期能与覆晶(flip chip)技术匹配。在这样的前提下就需要设备工程师们先一步的研究出更新、更方便的设备以推动新型式的制程。