ballmounter制程.pptx

前言BGA IC 封裝技術是目前越來越輕薄短小的 IC 原件與 PCB 組裝BGA IC 擁有較一般封裝材料更好的電性 熱傳特性BGA 封裝技術較一般封裝技術不同的差異在訊號導腳是球狀導腳BGA植球製程對於BGA封裝技術是一項關鍵技術：主要將錫球植於基板以完成球狀導腳BGA於SMT時有較佳之良率表現.LASER MARKINGLASER MARKING镭射印字镭射印字植球植球在在IC封装过程中所处的位置：封装过程中所处的位置：MATERIAL IQCMATERIAL IQC原物料检验原物料检验WAFER MOUNTWAFER MOUNT贴片贴片DICING SAWDICING SAW割片割片DIE ATTACHDIE ATTACH上片上片MOLDINGMOLDING模压模压MARKINGMARKING印字印字WIRE BONDWIRE BOND焊线焊线PMCPMC后固化后固化STRIP MOUNTSTRIP MOUNT贴装贴装BALL MOUNTBALL MOUNT植球植球.基本流程 1 Fluxing(刷刷助焊劑助焊劑)功能：在基板的植球墊(pad)上塗佈一層助銲劑,有助 於植球與去除表面氧化物2 Ball Placement(植球植球)功能：利用治具將錫球準確放置於基板之植球墊上 3 Reflow(回流焊回流焊)功能：將錫球熔融後與錫球墊產生共金而連接.4 Flux Clean(清洗助焊劑清洗助焊劑)功能：將植完球產品以溶劑清洗殘留之助銲劑 植球基本流程示意图圖 1:基板上助焊劑圖 2:用植球機植球 基板基板助焊劑 基板基板焊墊圖 3:用回焊爐固化4 清洗助焊劑植球圖解過程制程制程1 Fluxing 助焊劑塗佈助焊劑塗佈*主要作用:在基板之植球墊上塗一層助銲劑,有助於植球和去除表面氧化物 *主要成分:1.載具物質(聚合物,松香)2.催化劑(有機酸類)3.表面活化劑 4.溶劑 5.其他添加劑(色素)涂助焊劑(網版塗佈)示意图制程制程2 ball mounter 植球植球定義:將錫球焊在焊墊(Pad)上.作用:將錫球植於基板上以完成球狀導腳,以引出內部 電路.植球後產品Ball mounter示意图植球主要原物料植球主要原物料-錫球錫球 Solder Ball錫球:*錫球尺寸:0.45mm *錫球成分:96.5%Sn+3.0%Ag+0.5%Cu *評估/進料檢查重點:1.成分 2.真圓度 3.錫球外觀及色澤#材料:sn(錫),Ag(銀),Cu（铜)植球過程控制Flux coverage(助焊劑覆蓋)目標 100%完全覆蓋pad.Ball Placement(植球)目標 錫球與焊墊之偏移量(d)不得大於1/3焊墊直徑(D)植球植球 *真空吸球放球 制程3 Reflow 回流焊*將錫球熔融後與錫球墊產生共金而接著(3)回流区回流区(2)恒温区恒温区(1)预热区预热区(4)冷卻冷卻区区TemperatureTemperaturetimetime回流焊溫度線 1.预热区预热区產品從室溫至升溫區,盡量避免升溫斜面 過高,對產品造成熱衝擊.预热区的目的是使PCB和元器件预热，达到平衡，同时除去焊膏中的水份、溶剂，以防焊膏发生塌落和焊料飞溅。錫球被加溫，但未溶解或反應，只是表面上有一層Flux。大小不同零件有不同之溫度。2.恒温区恒温区從主要目的是使PCB上各元件的温度趋于均匀，尽量减少温差，保证在达到再流温度之前焊料能完全干燥.同时还起着焊剂活化的作用，清除元器件、焊盘、焊粉中的金 属氧化物各零件溫度隨時間之加長，更趨穩定、一致。助銲劑將覆蓋金屬表面，防止氧化再發生。3.回回流区流区.焊膏中的焊料使金粉开始熔化，再次呈流动状态，替代液态焊剂润湿 焊盘和元器件，这种润湿作用导致焊料进一步扩展，这一区域里的加热器的温度设置得最高.避免加熱過高或時間過長,而對產品造成熱衝擊.溫度或時間不足,則會造成冷銲(假銲)現象.錫球開始溶解,隨著溫度之上升，黏度越低，流動性越佳。錫球由毛細現象滲入銲接兩金屬之間隙或披覆在焊墊表面上.降溫的速度會影響錫球的光澤度，用尽可能快的速度进行冷却，将有助于得到明亮的焊点并饱满的外形和低的接触角度降溫的速度過快,會造成熱衝擊.冷卻開始，錫球由外部開始凝固(183C以下)。殘留的Flux開始凝固。4.冷却区冷却区制程制程4 Flux Clean 焊劑助清洗焊劑助清洗定義/作用:用去離子水清洗助焊劑殘渣.有助焊劑殘渣(清洗前)無助焊劑殘渣(清洗後)ball scan 锡锡球掃描球掃描 掃描錫球,檢查其尺寸外形是否通過的一個檢查制程,BGA 封裝封裝使用設備和原物料:球掃描仪機器掃描下列各機器掃描下列各項項:1。球高度球高度2。球形狀球形狀3。球位置球位置4。翹曲翹曲5。球直徑球直徑6。球平面度球平面度7。球是否缺失。球是否缺失8。斜度斜度質量控制植球後之品質確認品質:錫球推力:錫球與基板球墊之連接緊密程度.錫球外觀:錫球經流焊與清洗製程後之錫球外觀產品潔淨度:產品表面經植球的流程和清洗製程後之離子殘留程度常見不良現象:缺錫球,錫球偏移,大小球,錫球變色,錫球橋接(兩pad之間相連).Quality Control植球後的品質對後製程之影響助銲劑污染正印:印字脫落(Ink Mark)或變色(Laser Mark)錫球外觀色澤:定位檢查誤判助銲劑殘留:腐蝕銲點,與上板助銲劑發生化學反應 附录附录 植球过程中的主要不良植球过程中的主要不良1.少球少球 Missing ball2.锡球偏锡球偏移移 Misplaced BallREJECTREJECT If“Z”is 10%of the land If“Z”is 10%of the landZ=Y-XZ=Y-X3.助焊剂或锡膏不足助焊剂或锡膏不足/偏偏移移 Insufficient/Misplaced Flux or Solder PasteSOLDER BALL SOLDER BALL LANDLANDFLUXFLUXZ ZA AREJECTREJECT if Z/A is 0.90 if Z/A is 0.904.助焊剂过量助焊剂过量 Excessive FluxSOLDER BALL SOLDER BALL LANDLANDFLUXFLUXExcessive FluxExcessive Flux5.锡球桥接锡球桥接 Solder Ball Bridge6.锡球重叠锡球重叠 Joined Solder Ball.7.球偏大或偏小球偏大或偏小 Oversized or Undersized Solder Ball8.锡锡球球损损坏坏 Damaged Solder BallACCEPTACCEPT:FLATTENED BALL PASSES ICOS:FLATTENED BALL PASSES ICOS9.锡锡球球变变色色 Discolored ball 锡球变成黑色，棕色和黄色则判退备注:锡球顶部有一点，且符合共面要求，则合格。植球管控的项目Flux staging on flux potFlux coverageBall PlacementSolder Ball Size and RequirementFlux Pin ToolReflow峰值温度保持时间传送带速度N2 流速O2 PPM Flux Wash清洗/漂洗温度清洗/漂洗压力干燥温度传送带速度水的注 25 deg C