1、芯片的偏斜 By S. Craig Beddingfield Brian Lewis本文介绍，由于倒装芯片在下一代产品中的不断增长，避免芯片的偏斜是很有必要的。问题在电子工业的许多领域，都将倒装芯片结合到新产品中，呈现增长的规律。因此，必须理解许许多多的设计、材料、工艺和设备有关的变量，以保证该技术成功地实施和生存。例如，裸芯片的处理与贴装产生了通常在标准的表面贴装装配中不会遇到的新挑战。有一个顾客最近问，“我们看到在我们得倒装芯片装配工艺中偏斜芯片的数量在增加 - 什么可能会造成这个问题，我们如何纠正它？”问题的解决芯片偏斜是一个当处理裸芯片是可能偶尔发生的一个工艺问题。在倒装芯片装配工艺中
2、的一些因数可能造成这种贴装缺陷，包括不适当的设备设定、不正确的工艺参数和不兼容的装配材料。另外，贴装精度不仅受芯片贴装工艺的影响，而且受其他制造工序的影响，诸如上助焊剂、板的传送和焊锡回流。迅速地决定和消除造成这个特殊偏斜问题的变量，经常对制造工程师们是一个挑战。对于前面所提到的芯片偏斜的特殊情况，我们跟随一系列的方法步骤，以找到问题的原因和提供一个解决方法。在与该顾客一起工作时，初始的重点放在决定那个工艺步骤造成该问题。在上游与下游工艺上作工艺检查，主要是上助焊剂和焊锡回流，以决定每个工艺的潜在影响。在得出工艺与设备状况都在规格范围之内的结论和保证所有独立与非独立变量都正确之后，我们在客户的
3、工厂对芯片贴装进行了观察。观察显示，不同的吸嘴类型在各种芯片批号上产生重大的偏斜作用。然后，在一条表面贴装线上模拟了该贴装过程，各变量与条件和客户工厂所使用的一样。使用客户的实际产品和各种芯片批号，在贴装过程中，当使用两个吸嘴型号时进行高速摄影。影片显示在芯片被释放的同时芯片也粘附到 B型吸嘴(橡胶)上，但是当使用 A 型吸嘴时没有芯片的粘附。进行贴装时没有使用助焊剂，以突出芯片对吸嘴的粘附情况。对板刚性支撑，以减少板的弹性作用。也收集了信息，以决定每个吸嘴类型对各种芯片批号的交互作用。在芯片和吸嘴上的污染，以及芯片和吸嘴的表面光洁度，进行了彻底的调查。对吸嘴类型(新旧)和各个芯片批号两者的样
4、品进行了特性分析，包括溶剂萃取法、电子扫描显微镜(SEM)和富利埃转换红外光谱分析(FTIR)。分析显示，背面凹处出现在失效的芯片批号上(大约 30mm 直径、8mm 深度)。也发现有机化合物 - 主要是粘着的和自由的氢氧化合物族。这种情况可以导致芯片粘着问题，或者由于过大的粘附力，或者由于真空的局部效应。另外，FTIR 分析揭示在旧的吸嘴(A 型与 B 型两者)上有化合物族，表明有自由的氢氧化合物族，这些化合物族可能在有机酸、酒精和溶剂中发现。芯片粘着的可能原因是由于氢氧化合物族的相互作用或反应，造成芯片与吸嘴之间过大的粘着力。在贴装机器上安装了新的吸嘴，偏斜问题立刻得到纠正。在这个特殊的案
5、例中，芯片偏斜问题的解决只是简单的纠正。吸嘴表面的情况对于获得吸嘴与芯片之间适当的粘附与分开是关键的。适当的吸嘴表面清洁方法对于保证吸嘴(与贴装) 的性能是关键的。元件竖立的问题 By Les Hymes你已经检查了炉子、炉子的温度设定、锡膏和氮气浓度 - 为什么你还会遇到元件竖立(TOMBSTONING)的问题呢？问题：我遇到一个元件竖立的问题。板是组合板，(四合一)表面涂层是热风均涂的。通常，元件竖立发生在第一、第二或第四块板上。我是使用对流式炉子，装备有氮气气氛的能力，我检查了锡膏印刷、元件贴装和回流温度曲线 - 每一个看上去都可以。我尝试过关闭氮气，竖立现象消失了。当我在打开氮气时，最
6、初几块板还可以，随后，大部分板都有元件竖立现象。我做错了什么吗？解答：虽然采用氮气强化的焊接气氛对焊接期间的湿润特性有好处，但是小元件的竖立现象经常与低氧水平有关。可是，温度曲线的其他特性、炉子的设定、传送带运作或装配特性都可能造成元件竖立。 检查炉子、氮气和氧气在强制对流炉中的气流控制是非常重要的。如果从车间环境和/或炉子的挡帘损坏不小心带来了不希望的紊流，可能会给一些小元件增加竖立的可能性。取决于炉子的设计和气流的控制，整个其流速度可能太快。但是，更可能的是维护或炉子设定问题正造成一种不希望的炉子气流对装配的直接冲击。为了获得氮气增强湿润力的充分好处，经常把最大 2000ppm 或 500
7、ppm 一种所希望的氧气最高水平。可是，一些设备使用氮气将氧气的浓度降低到100ppm - 这是一个没有必要的工艺。上面的问题是元件竖立只发生在使用氮气时，并且只是在特定的板上。这个事实说明湿润速度可能是足够快，但是在特定的焊盘上不足够 - 得到这样一个结论，该温度曲线可能需要关注一下。或许，提高氧气的浓度可以防止这个问题。在使用和不使用氮气流的情况下，给装配组合板作温度曲线，将热敏电偶放在竖立发生的位置，这样可能会有帮助。如果元件焊盘连接到地线板上，可能测到不均衡的加热。在这种情况下，给地线板增加限热装置解决问题的一个好方法，如果问题可以用温度调节来解决。 可焊性问题记住，竖立是与湿润力和湿
8、润速度的变化有关的 - 所有元件和板都应该展示足够的和持续的可能性能。可焊性问题经常被忽视，把机器的设定调过来调过去，认为是解决焊点缺陷问题的方法。可焊性对于 0201 和 0402 元件特别重要，因为湿润特性中很小的差异对这种元件都可能产生大的不同。在焊接端之间，任何可疑片状元件的相反端，任何大的温度或可焊性差异都可能造成竖立。阻焊层厚度的变化也是一个重要的，虽然经常被忽视的问题，它可能造成元件竖立 - 特别对于小的、轻微的元件。厚度的变化有时在热风均涂的阻焊层中遇到，有时可能造成焊盘之间的“跷跷板” - 将元件一端提高离开焊盘。竖立也和大型宽阔的焊盘有联系，这种焊盘可能允许元件在湿润期间移动，把一端移动脱离焊盘。
