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倒装芯片(FC,Flip-Chip)装配技术

放大字体  缩小字体 发布日期:2009-11-18  浏览次数:692

回流焊接及填料固化后的检查
   对完成底部填充以后产品的检查有非破坏性检查和破坏性检查,非破坏性的?觳橛?
  ● 利用光学显微镜进行外观检查,譬如检查填料在器件侧面爬升的情况,是否形成良好的边缘圆角,器件表面是否有脏污等
  ● 利用 X 射线检查仪检查焊点是否短路,开路,偏移,润湿情况,焊点内空洞等
  ● 电气测试(导通测试),可以测试电气联结是否有 问题。对于一些采用菊花链设计的测试板,通过通断测试还可以确定焊点失效的位置
  ● 利用超声波扫描显微镜( C-SAM )检查底部填充后 其中是否有空洞、分层,流动是否完整破坏性的检查可以对焊点或底部填料进行切片,结合光学显微镜,金相显微镜或电子扫描显微镜和能谱分析仪 ( SEM/EDX ),检查焊点的微观结构,例如,微裂纹 / 微 孔,锡结晶,金属间化合物,焊接及润湿情况,底部填充 是否有空洞、裂纹、分层、流动是否完整等。
   完成回流焊接及底部填充工艺后的产品常见缺陷有: 焊点桥连 / 开路、焊点润湿不良、焊点空洞 / 气泡、焊点开 裂 / 脆裂、底部填料和芯片分层和芯片破裂等。对于底部填充是否完整,填料内是否出现空洞,裂纹和分层现象,需 要超声波扫描显微镜( C-SAM )或通过与芯片底面平行的 切片( Flat section )结合显微镜才能观察到,这给检查此 类缺陷增加了难度。
   底部填充材料和芯片之间的分层往往发生在应力最大 器件的四个角落处或填料与焊点的界面,如左图 13 所示。

总结
   倒装芯片在产品成本,性能及满足高密度封装等方面体现出优势,它的应用也渐渐成为主流。由于倒装芯片的 尺寸小,要保证高精度高产量高重复性,这给我们传统的 设备及工艺带来了挑战,具体表现在以下几个方面:
  1. 基板(硬板或软板)的设计方面;
  2 .组装及检查设备方面;
  3 .制造工艺 , 芯片的植球工艺, PCB 的制造工艺, SMT 工艺;
  4 .材料的兼容性。
   全面了解以上问题是成功进行倒装芯片组装工艺的基础。
   环球仪器 SMT 实验室自 1994 年已成功开发此完整工 艺,迄今我们使用了约 75 种助焊剂和 150 种底部填充材料在 大量不同的基板上贴装了 100,000 个倒装片,进行测试和细致的失效分析,涵盖了广泛的参数范围。
   环球仪器对于倒装芯片装配的设备解决方案,兼顾了高速和高精度的特点,譬如: DDF 送料器结合 GI-14 平台可 以实现裸芯片进料高速贴装,而 AdVantis XS 平台可以实现精度达 9 微米 3 西格码的贴装(下图)。可以应用这些解决方案实现倒装芯片,系统封装(高混合装配),裸芯片装配及内植器件。

 
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