芯片贴装精度 (Die Placement Accuracy)
倒装芯片装配的一个重要特性是倒装芯片组件可以在锡球回流期间“自我对准”的能力。当锡球达到液化状态,由液体焊锡熔湿 (wetting) 接合焊盘所产生的力量足以将组件拉到与接合焊盘的完美对中。由于这个理由,倒装芯片组件的初始贴装有比原先预想的稍微较大的公差。按照焊盘尺寸的百分比,倒装芯片的锡球可以与接合焊盘的中心误差达到 25% 。这个误差的绝对值取决于焊盘与锡球的直径,因为大的锡球有较大的贴装公差。大多数今天的 FCA 系统能够达到± 10 µ m 或更好的贴装可重复性。
生产率 (Productivity)
芯片的贴装率一般是机器精度与构造以及工艺步骤的产物。一部高精度机器 ( 低于 10 微米 ) 依靠通过机器软件的运动控制设定来达到更准确和可预计的贴装点位置。这些额外的运算增加轴的运动时间,这是一个取决于机器实际工作区域的问题。
许多表面贴装机器已经重新装备了倒装芯片的贴装能力。典型地, SMT 机器具有生产相对于比微电子封装大的印刷电路板 (PCB) 。大的工作区域即要消耗 X-Y 运动的时间,从而影响生产率。 PCB 处理能力也将影响机器的占地面积 (footprint) 。 10,000 级的清洁室内装配车间的单位成本比 SMT 装配车间贵许多。最后,集成上助焊剂能力的机器通常将增加每个芯片贴装的时间 1~2 秒。这个额外的工艺时间必须考虑,并与上游上助焊剂系统及有关成本一起衡量。
总结
随着倒装芯片封装继续在半导体工业中的数量增长,贴装机器必须满足硅芯片尺寸、类型和封装构造的需求。这些因素,与机器占地面积、生产率、工艺能力和芯片出现的形式一起,都是选择设备的考虑条件。朝前看,随着锡球技术的进步,锡球尺寸与间距的减少,机器精度和芯片识别能力也将是考虑因素。