BGA及類似器件的底部填充和點膠封裝工藝教學(xué)內(nèi)容

1、作者：楊根林東莞市安達自動化設(shè)備有限公司BG娘類似器件的底部填充和點膠封裝工藝摘要當前，高可靠性要求的航空航天航海、動車、汽車、室外LED照明、太陽能及軍工企業(yè)的電子產(chǎn)品，電路板上的焊球陣列器件(BGA/CSP/WLP/P。PS特殊器件，者B面臨著微小型化的趨勢(見圖1),而板厚1.0mm以下的薄PCB或柔性高密度組裝基板，器件與基板間的焊接點在機械和熱應(yīng)力下作用下變得很脆弱，為提高PCB破產(chǎn)品的可靠性，于是底部填充和點膠封裝技術(shù)應(yīng)用變得日益普遍，見圖2。底部填充和點膠封裝工藝有多種，本文所指為毛細效應(yīng)底部填充(CapillaryUnder-fill),把填充膠分配涂敷到組裝好的器件邊緣，利用

2、液體的“毛細效應(yīng)”使膠水滲透填充滿芯片底部，而后加熱使填充膠與芯片基材、焊點和PCBS板三者為一體。通過底部填充和點膠封裝工藝，不僅可減少BGAR類似器件因熱膨脹系數(shù)(CTE)失配可能引發(fā)的焊點失效，還能為產(chǎn)品的跌落、扭曲、振動、濕氣等提供很好的保護。在相關(guān)絕緣膠的作用下，器件在遭受應(yīng)力后將被分散釋放，從而增加焊點的抗疲勞能力、機械連接強度，達到提高產(chǎn)品可靠性的目的。NecessityofUnder-fillPackage加tegmt沁口Trend35mnre«iipfwh圖1焊球陣列器件封裝小型化趨勢圖2底部填充需求的常規(guī)定義為讓BGA及類似器件有效填充和點膠封裝，作業(yè)前須選擇性能

3、較好的膠水、恰當?shù)狞c膠路徑和點膠針頭(Needle)或噴嘴(Nozzle),并正確地設(shè)置點膠參數(shù)以控制穩(wěn)定相宜的膠水流量。點膠后，須作首件檢驗確認點膠和填充效果，烘烤條件需符合膠水特性及產(chǎn)品特點，以確保膠水完全固化。固化后，須做外觀檢查和測試，確保填充效果有效可靠。點膠和填充時須避免汽泡，固化后需避免產(chǎn)生空洞，形成滿意的邊緣角或達到特定的填充效果，降低現(xiàn)場失效提高產(chǎn)品長期可靠性。在選擇膠水時，須選用可返修的，并注意返修方法。關(guān)鍵詞焊球陣列器件(BGA/CSP/WLP/P。P可靠性(Reliability),自動點膠機(AutomaticDispenser),底部填充(Under-fill),環(huán)

4、氧樹脂(Epoxyresin),高密度互連(HDI),點膠/噴膠，汽泡/空洞，聲波微成像技術(shù)，可返修性(Rework-able)BGA及類似器件的點膠工藝及底部填充的作用電子產(chǎn)品的點膠工藝多種多樣，比如攝像鏡頭的密封固定(LensLocking),光學(xué)鍍膜防反射和紅外線濾光片粘接(AR/IRFilterAttach)，玻璃防護蓋(GlassLid)密封固定，鏡頭框架(LensHolder)與基座或PCBS板粘接，影像芯片COBM晶邦定(DieAttach),以及CCD/CMOS面封裝器件或其它組件的底部填充，見圖3。相機模塊的核心器件CCD(ChargeCoupledDevice)或CMOS(

5、ComplementaryMetalOxideSemiconductor)和其它有源器件，它們主要采用CSPWLP或FC超小型封裝方式。圖3相機模組主要的膠粘工藝圖4底部填充和非底部填充的跌落試驗效果PCES板復(fù)雜多樣,比如厚度1.0mm以下的PCBRigid-FlexPC、FPGCeramicPC、MetalPC等，這些基板在SMI®程中不僅要克服PCE®曲變形或易碎的問題，在測試組裝中更要保護焊點免受外力破壞。而BG破類似器件的微形焊點對應(yīng)力非常敏感，為解決其可靠性隱患點膠和底部填充成了必不可少的重要工藝。有研究資料表明，產(chǎn)品經(jīng)過底部填充和不進行底部填充的跌落試驗，兩者

6、焊點遭受到的應(yīng)力迥然不同，經(jīng)過底部填充的器件焊點感測到的應(yīng)力輕微許多，反之應(yīng)力震蕩變化或驟然增大，其效果差異見圖4。BGHi類似器件成為影響產(chǎn)品可靠性的關(guān)鍵因素，由于這些器件硅質(zhì)基材熱膨脹系數(shù)比一般性的PCBM質(zhì)要低許多（資料顯示硅質(zhì)為2.6ppm/C,常用的pcb材質(zhì)為10-26ppm/C或更高），在受熱時兩者會產(chǎn)生相對位移，導(dǎo)致焊點機械疲勞從而引起斷裂失效，見圖5A。對于這些器件，采用底部填充可以有效地增強器件與基板間的機械連接，降低其現(xiàn)場失效問題?？傊c膠和底部填充不僅有助于降低材料之間CTE不匹配的熱應(yīng)力破壞，減少基板的翹曲變形、跌落撞擊、擠壓和振動等機械應(yīng)力造成焊點破裂失效的風(fēng)險，

7、見圖5B&5C&5D電子產(chǎn)品在惡劣環(huán)境下工作的穩(wěn)定性及可靠性，通過對BGAR類似器件實施點膠和底部填充是非常有效的。5ACTE失配應(yīng)力5B產(chǎn)品撞擊5C器件受擠壓5D底部填充對PCBS曲的保護作用.、膠水的基本特性介紹與選用要求在BGA器件與PCB基板間形成高質(zhì)量的填充和灌封，材料的品質(zhì)與性能至為重要。日前用于BGA/CS將器件的底部填充膠，是以單組份環(huán)氧樹脂為主體的液態(tài)熱固膠粘劑；有時在樹脂中添加增韌改性劑，是為了改良環(huán)氧樹脂柔韌性不足的弱點。底部填充膠的熱膨脹系數(shù)（CTE、玻璃轉(zhuǎn)化溫度（Tg）以及模量系數(shù)（Modulus）等特性參數(shù)，需要與PCBS材、器件的芯片和焊料合金等相

8、匹配。通常膠水的Tg點對CTE®響巨大，溫度低于Tg點時CTER小，反之CTE0J烈增加。模量系數(shù)的本義是指物質(zhì)的應(yīng)力與應(yīng)變之比，膠水模量是膠水固化性能的重要參數(shù)，通常模量較高代表膠水粘接強度與硬度較好，但同時膠水固化時殘留的應(yīng)力會較大。PCBA勺膠材須安全無腐蝕，符合歐盟RoHS（RestrictionofHazardousSubstances）指令（關(guān)于在電子電氣設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)）的要求，對多澳二苯醴（PBDE和多澳聯(lián)苯（PBB）在材料中的含量嚴格限制，對于含量超標的電子產(chǎn)品禁止進入市場。同時，還需符合國際電子電氣材料無鹵（halogen-free）要求，如同無鉛錫膏并

9、非錫膏中不含鉛而是含量限制一樣，所謂無鹵也并非物料中不含被管制的鹵素，而是指氯或澳單項含量在900Ppm以下，總鹵素含量控制在1500ppm以下，即（Cl<900ppm,Br<900ppm,Cr+Br<1500ppm。良好的底部填充膠，需具有較長的儲存期，解凍后較長的使用壽命。一般來說，BGA/CSP*充膠的有效期不低于六個月（儲存條件：-20°C5C）,在室溫下（25C）的有效使用壽命需不低于48小時。有效使用期是指，膠水從冷凍條件下取出后在一定的點膠速度下可保證點膠量的連續(xù)性及一致性的穩(wěn)定時間，期間膠水的粘度增大不能超過10%微小形球徑的WL濟口FC器件，膠材的

10、有效使用期相比于大間距的BGA/CS曲件通常要短一些，因膠水的粘度需控制在1000mpa.s以下，以利于填充的效率。使用期短的膠水須采用容量較小的針筒包裝，反之可采用容量較大的桶裝；使用壽命越短包裝應(yīng)該稍小，比如用于倒裝芯片的膠水容量不要超過50ml,以便在短時間內(nèi)用完。大規(guī)模生產(chǎn)中，使用期長的膠水可能會用到1000ml的大容量桶裝，為此需要分裝成小容量針筒以便點膠作業(yè)，在分裝或更換針筒要避免空氣混入。此外，使用期短的膠水易硬化堵塞針頭，每次生產(chǎn)完需盡快清洗針管和其它沾膠部件。BGAR類似器件的填充膠，膠水的粘度和比重須符合產(chǎn)品特點；傳統(tǒng)的填充膠由于加入了較大比率的硅材使得膠水的粘度和比重過大

11、，不宜用于細小填充間隙的產(chǎn)品上，否則會影響到生產(chǎn)效率。經(jīng)驗表明，在室溫時膠水的粘度低于1000mpa.s而比重在1.11.2范圍，對0.4mm間距的BGARCSP器件的填充效果較好。膠水的填充流動性和固化條件，須與生產(chǎn)工藝流程相匹配，不然可能會成為生產(chǎn)線的瓶頸。影響底部填充時間的參數(shù)有多種，一般膠水的粘度和器件越大，填充需要的時間越長；填充間隙增大、器件底部和基板表面平整性好，可以縮短填充時間。為提高生產(chǎn)的效率，需綜合考慮有關(guān)參數(shù)并力求優(yōu)化，參考它們的關(guān)系圖表6A;底部填充膠的毛細流動剖視，見圖6B。對于粘度較大流動性較差的膠水，為提高填充速率，可以將基板預(yù)熱至60-90C左右。rfrcost

12、）定盛曬那安充所漏時間離體砧度鼻動鹿離（器件有射靶向1液體來面張力同鬻或凸點度格it篇或潤濕焦猴調(diào)花西祥界畫下宛全相同表面張力和溫差是底部填充產(chǎn)生毛細流動的二個主要因素，由于熱力及表面張力的驅(qū)動，填充材料才能自動流至芯片底部。另外，填充材料都會界定最小的填充間隙，在選擇時需要考慮產(chǎn)品的最小間隙是否滿足要求。潮&七州款動圖6A影響填充時間的參數(shù)圖6B底部填充的剖視簡略圖選擇底部填充膠需注意什么呢？填充膠的選擇是與產(chǎn)品特點相關(guān)的，往往需要在工藝和可靠性問平衡。日前市場上底部填充膠的種類很多，在選擇相機模塊的填充膠時，重要的是適合產(chǎn)品的特點。依據(jù)PCB®質(zhì)的不同，力求熱膨脹系數(shù)與其

13、匹配。膠水的粘度和比重要適中，室溫下良好的濕潤性，利于針頭快速出膠和快速填充；低溫固化快利于固化效率。較低的（CTE和較高的（Tg）點，以求良好的熱性能；適中的模量系數(shù)，使其兼?zhèn)鋬?yōu)良的機械強度和柔韌性?？傊瑑?yōu)質(zhì)的膠水需具有室溫快速流動和低溫快速固化，與錫膏良好的兼容性，較高的粘著強度和斷裂韌度，以及重工性能佳和長期可靠性等特點。比如樂泰（Loctite）的Hysol?UF3800?是一款新型的底部填充膠水，它具有較高的Tg和較低CTE25占度375cp，比重1.13,模量系數(shù)3080Mpa固化條件130c>8分鐘，這些性能參數(shù)很適合精密器件細間距BGA/CSP/WLP填充要求。不過這款

14、膠水儲存條件為零下20C,生產(chǎn)使用前必需將冷藏的膠水在室溫下解凍回溫2至6小時，使膠水的溫度與室溫均衡才能開啟使用，回溫時間長短取決于不同的包裝大小。三、點膠和底部填充的路徑與模式基本要求在設(shè)計點膠路徑時，不僅要考慮點膠效率和填充流動形態(tài)，為了在BGA及類似器件的邊緣良好成型，還要認真考慮器件邊緣溢膠區(qū)域限制。日前的電子產(chǎn)品，由于其高密度組裝特點，具溢膠區(qū)域通常受到限制。某些特定區(qū)域溢膠甚至不能超過器件邊沿的0.1mm較普遍白是小于0.2mm見圖7A和7B;同時限制區(qū)域外的月$痕厚度不能高過PCB表面20um由此可見，對于手持式產(chǎn)品的高密度組裝，底部填充采用何種施膠路徑模式是很有講究的，而烘烤

15、前后的精確檢驗也同等重要，見圖7C7A某影像CS福膠限制尺寸7B某WLCS海膠限制尺寸7C顯微千分尺溢膠檢測BGA&類似器件的點膠和底部填充作業(yè)，其簡略步驟是：涂膠前，清潔器件底部與周邊，清洗或受潮的PCBB烘烤；涂膠，需依據(jù)器件大小和填充要求調(diào)試出膠量，按選定的路徑點膠；毛細填充：按設(shè)定的路徑點膠使其快速填充，要求在點膠的對邊有膠溢出，四邊的涂膠最低限度覆蓋住器件焊球；烘烤后的檢驗，需確保膠量完全填充器彳和基板的間隙并完全固化，見圖8。膠量的控制對于形成良好的邊緣圓角非常關(guān)鍵，單個元器件膠水用量計算，可以依據(jù)芯片的面積、填充間隙高度、焊球的體積與數(shù)量，以及形成合格的邊緣圓角，計算出器

16、件所需理論膠量。不過，多半情況還需以實際的填充效果，通過精密計量天平來確定膠水的用量，時下許多自動點膠機都有此功能。10ulIt崢角施胺蜜乩的一底部埴O半I可沫t充施醪模式電邊施膠全L形施膠圖8Under-fill工藝的簡要流程圖9點膠針頭的合理位置圖10常見的點膠模式點膠路徑是針頭畫膠的路線，通常由點膠設(shè)備或手工操作者來控制。理想的點膠路徑需要點膠效率和填充效果之間權(quán)衡，目標是花費較短的流動及點膠時間，得到?jīng)]有空洞的完好的填充效果。作業(yè)上控制好膠水流量的穩(wěn)定，使點膠具有較高精確性和可重復(fù)性，才能形成滿意的邊緣圓角和填充效果。采用合適的施膠模式，使針頭沿邊緣均勻移動；確保良好的填充效率和品質(zhì)。

17、在選擇點膠模式時，需依據(jù)所填充器件的面積大小和間隙高度合理選擇。采用針頭點膠還需注意，針頭與器件邊緣，針頭與基板的距離要合理，可參考圖9所示。溢膠被嚴格限制的器件，為了避免溢膠不良，可能需要多條填充路徑涂敷，不同情況下采用不同的施膠模式。BGA&類似器件常用的點膠模式有四種，單邊角點膠、單邊“I”形點膠、半“L”形和全“L”形點膠，見圖10。單邊角點膠：在器件的邊角點一個點或多點，這種樣式在點膠的地方殘膠多，它適合于需求膠量很少的小型器件，比如小型的WLP見圖11A。單邊點膠：面積小于3*3mmWCSP<FC等器件一條填充路徑即可，膠點長度一般是器件邊長的50%-125%,點膠的

18、畫線長度需適當，以免填充時產(chǎn)生包封氣泡，見圖11B。而對大于3*3mn<小于6*6mm!勺器件，可采用半“L”形路徑或雙邊“L”型涂敷方式，比如較大的CSPlEuBGA見圖11C&D另外對于較大的BGAS件：為確保足夠膠量和填充效率，則可以考慮"U'型施膠；這種方式不用于相機模塊器件。圖11AWLCS單角點膠11B“I”Vs半“I”形點膠11CCSPT'形點膠11DCSP半“L”形點膠如果BGAR類似器件四周正好有足夠的點膠空間，推薦使用較短的粗線，以便填料中間部分流動稍快避免產(chǎn)生氣泡；對于周圍沒有太多空間的情況，有時可以在同一邊同一位置陸續(xù)畫多道細線來

19、解決。施膠時不要形成封閉圖形，起始端和終端之間必需留有2mm以上的距離，以便填充和固化過程中的排氣。四、點膠的設(shè)備及基本工藝理想的涂敷效果，離不開正確的施膠設(shè)備和工藝控制。BGAR類似器件點膠，點膠嘴的位置控制非常重要，也就是說點膠嘴離器件的距離和距基板的高度是很關(guān)鍵的。點膠嘴可盡量接近器件邊緣，以便降低對器件的周邊的污染；針頭點膠嘴離板面高度恰到好處，以便針嘴出膠暢通。最終效果是，使膠水快速均勻地流入器件底部，同時減少流到器件外圍的膠水量。點膠設(shè)備對涂敷填充品質(zhì)更是舉足輕重，小批量的生產(chǎn)可采用手工或半自動設(shè)備作業(yè)，不過針頭點涂設(shè)備須能夠精確控制出膠量；大批量生產(chǎn)須采用自動點（噴）膠機，每點（

20、噴）完一次膠需自動封閉針頭，避免低粘度膠水斷膠后針頭繼續(xù)流膠或拖滴膠。自動點（噴）膠機通常都有較為精確的定位能力以及重復(fù)精度，對于PCBS板位置偏差或模具精度不一致，可以通過基準點光學(xué)定位，因而避免了點膠或噴膠的偏位不良。如果是厚度很薄的PCBFPC或Rigid-FlexPC易翹曲變形，需要通過載板治具降低其基板的變形量，也需要點（噴）膠機通過高度感測針（HeightSensorProbe）,準確的檢測出點膠位置的高度，以便點膠針或噴膠嘴在最恰當?shù)奈恢眠M行點膠或噴膠。針頭或噴嘴盡量接近器件封裝邊緣，或略低于器件頂部，可以避免膠水臟污影像器件的表面或鄰近區(qū)域的COB?定焊墊。點（噴）膠針頭需要符

21、合器件及溢膠區(qū)域控制白要求，細間距的BGA器件須采用精密的不銹鋼針頭，針頭或噴嘴內(nèi)徑范圍（0.150.21mrr）,外徑（0.310.41mm。一種新器件的點膠參數(shù)設(shè)定，需依據(jù)點膠填充的效果反復(fù)調(diào)試，最終確定所需膠量。點膠或噴膠作業(yè)開始前，需依據(jù)產(chǎn)品器件特點，選擇孔徑大小合適的針頭，調(diào)試出恰當?shù)狞c膠參數(shù)和每個器件所需的膠量；并預(yù)先啟動點膠泵對針筒以及針頭排氣，使膠水移動到針頭的前端，以便點膠均勻。點噴膠結(jié)束，針頭或噴嘴必需停在精膠位（PurgeStation）。日前常用的施膠方式有三種，傳統(tǒng)的手工或半自動點膠、自動針頭點膠和非接觸式噴射點膠。下面對其分別略做介紹。1、手工或半自動點膠手工點膠方

22、式，是作業(yè)員手持點膠針筒進行點膠路徑和滴膠量控制的一種作業(yè)方法；作業(yè)時針頭需力求平穩(wěn)、均衡，在器件邊緣點膠見圖11A。它的缺點是，點膠停頓時針頭滴膠，膠的粘度較大時拉絲，每次作業(yè)完針頭會有膠水殘留；因此當作業(yè)中斷或停頓，對于相機模組或其精密器件的點膠，重啟點膠必需清潔針頭。這種點膠方式設(shè)備投資小、作業(yè)方便靈活，點膠精度雖不高，但只要作業(yè)員熟練并掌握了一定技巧，用在類似于相機模組這樣高精度點膠要求的產(chǎn)品上也是可行的。這種點膠設(shè)備有兩種不同的點膠模式：一種是由定時器控制點膠量，定時定量自動出膠，多半用于單角施膠模式。點膠時間設(shè)定范圍0.07S-9.99S,自動重啟間隔時間0.1S-9.9S,對于精

23、密器件點膠通常不能采用自動循環(huán)模式。另一種是定量出膠，腳踏開關(guān)每動作一次，針頭出膠一次，出膠時間0.07S-9.99S,最小點滴量約0.01ml,這種方式較為常用，可以很方便控制點膠量。圖11B所示為半自動點膠機的操作面板，通過調(diào)節(jié)氣壓，設(shè)定點膠時間和選擇合適的針嘴，可以滿足各種器件不同膠量需要。手動點膠方式的點膠速度、點膠路徑、針頭高度，以及針頭與芯片的距離等，都只能依靠人工掌握控制，點膠的品質(zhì)主要依賴于作業(yè)員的熟練程度。作業(yè)員熟練度不夠或控制不當，可能造成膠量偏多或不足、溢膠甚或膠水粘到影像器件的表面等不良，見圖11Go如果采用手工點膠，作業(yè)員須經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練，并具有一定的作業(yè)經(jīng)驗，點膠的品

24、質(zhì)才能得到保障，見圖11Dt圖11A手工點膠圖11B手動點膠機面板圖11D溢膠不良圖11C點膠良品而半自動點膠方式，點膠機可以做點膠路徑的設(shè)置，不過對PCB定位通?？恐尉?；由于機器沒有光學(xué)識別系統(tǒng)，對FPC之類的產(chǎn)品作業(yè)較為困難。這種方式，對于相機模組器件的精密點膠不太適合，其靈活性和精度都略顯不足。2、自動點膠機針頭點膠自動點膠機依據(jù)程序的點膠路徑參數(shù)設(shè)定，其針頭可以自動快速作方向旋轉(zhuǎn)，通常具有畫點、線、面、圓弧以及不規(guī)則曲線連續(xù)點膠功能，見圖12A。這種點膠方式在生產(chǎn)前首先需要編寫好點膠的程序，比如以PCBt學(xué)點為基準確定器件點膠坐標以及路徑，并選定點膠的模式等參數(shù)。針頭自動點膠方式的優(yōu)點

25、是，點膠的位置精度和點膠量的控制比手工點膠要好，用于大批量生產(chǎn)中效率較高。早期生產(chǎn)的這種類型機器多半有其致命弱點，即針頭在Z軸上下移動或停頓瞬間難免滴膠，見圖12B。這種舊式機器的缺陷造成點膠的起始或結(jié)束位置膠點較大，甚至使得膠水損耗較多，所以它只能被用于溢膠區(qū)域限制要求不高的產(chǎn)品，見圖12。n為了配合精密點膠的需要，許多研發(fā)自動點膠機的廠商都在努力改善這個問題，通過在點膠針筒上配置真空負壓裝置，點膠結(jié)束啟動負壓封閉針頭，這種智能斷膠功能減少了針頭上下移動過程中的漏膠或拖膠拉尖的問題。同時，高速旋轉(zhuǎn)閥門控制提高了點膠的起點和結(jié)束點精度，使膠量大小粗細得以控制。自動點膠機點膠針頭多半與PCBE器

26、件表面垂直，如果針頭與器件表面要形成斜角則需要有專用的夾具。12A自動針頭點膠12B點膠機停頓滴膠圖12C“L”形點膠圖12D針嘴殘膠造成膠多自動點膠機可用于各種模式施膠，在細間距較多的采用點“點堆點”，以及沿著器件不同邊單點或多點作業(yè)。其點膠過程為：針嘴到達指定點膠位置后停止移動，擠射一點或者在同一位置擠射多點膠水，還可以改變膠點的尺寸大小。通過精確的膠水總量控制，實現(xiàn)產(chǎn)品精密點膠要求；不過這種方式用于相機模組某些WLCS器件上還是有一定的風(fēng)險，當針嘴上帶有殘膠就可能造成膠多不良，見圖12Db3、先進的噴射點膠精密產(chǎn)品BGAR類似器件的底部填充，對于精確點膠是極其重要的，而噴射點膠相比傳統(tǒng)的

27、針頭點膠則更具優(yōu)勢，更符合溢膠區(qū)域精密控制的要求。噴射點膠與自動針頭點膠一樣，點膠前須編寫好點膠的程序，準確測量出器件所需膠量，選擇型號大小合適的噴嘴，把點膠頭高度調(diào)整到合適位置，通過高度探測針校驗點膠高度，等等。依據(jù)器件溢膠的限制區(qū)域不同，確定好噴點膠的最佳起始邊或起始點和結(jié)束位置，器件邊緣就近有測試點或太靠近cob?定焊墊等限制，應(yīng)當避免作為點膠起始或結(jié)束位置邊。當前先進的性價比較好的點膠灌封裝設(shè)備，可參考安達新型模塊化高速多功能點膠機，見圖13A;同時參照圖13B分析得知，噴射式點膠相比針頭點膠優(yōu)劣特點。點膠的程序，準確測量出器件所需膠量，選擇型號大小合適的噴嘴，把點膠頭高度調(diào)整到合適位

28、置，通過高度探測針校驗點膠高度，等等。依據(jù)器件溢膠的限制區(qū)域不同，確定好噴點膠的最佳起始邊或起始點和結(jié)束位置，器件邊緣就近有測試點或太靠近cob?定焊墊等限制，應(yīng)當避免作為點膠起始或結(jié)束位置邊。當前先進的性價比較好的點膠灌封裝設(shè)備，可參考安達新型模塊化高速多功能點膠機，見圖13A;同時參照圖13B分析得知，噴射式點膠相比針頭點膠優(yōu)劣特點。圖13A安達高速多功能點膠機圖13B針頭點膠Vs噴射式點膠、當器件間距小至0.25mm時，接觸式針頭點膠就顯得束手無策了(針頭的外徑尺寸最小0.28mm),由于針頭無法下到PCBS面難以進行作業(yè)，而非接觸式噴膠則游刃有余。、噴射式點膠，點膠頭不需要進行Z軸上下

29、移動，點膠頭移動點擠射技術(shù)充分地利用了點擠射機構(gòu)在速度方面的優(yōu)勢，可以使膠水在點膠頭移動過程中噴出(JettingOnTheFly),從而可以提高相機模組點膠效率；針頭點膠容易傷到器件的問題，噴射點膠卻無此之虞。、膠點直徑可以小至0.25mm噴射量精確到1.6納開，0.1mm的噴射線條，細小的膠滴使得潤濕臟污板面更小，既避免了過多的溢膠臟污了邦定焊墊(BondingPad)及其它組件，也有助于減少膠水損耗，縮短了潤濕臟污的避讓區(qū)。、與傳統(tǒng)的針式點膠相比，點膠間隙不再是影響噴射式點膠精度的主要因素；噴射點膠比針頭點膠能從更近的距離對器件邊部噴射點膠；由于膠體到達間隙的速度更快，因此可在器件邊緣形

30、成更快的毛細流動，減少了膠水從封裝體邊沿要出的問題，見圖13C、傳統(tǒng)針頭點膠容易產(chǎn)生膠點形狀不良或點膠偏位，因而可能臟污CMOS/CCD面或造成填充不良，而噴射點膠機有噴射校正功能CPJ(CalibratedProcessJetting)可自動調(diào)整點膠位置，可保證點膠的重復(fù)精度。(六)、噴射點膠沒有針頭點膠產(chǎn)生滴膠的問題，還可進行低粘度底部填充材料的涂敷，同時其正向材料關(guān)閉閥可封閉針頭，防止拖膠拉絲與滴膠不良。出、噴射點膠的膠點形狀可自始至終保持勻稱，避免了針頭點膠的兩頭大問題，圖13D所示為典型的從針頭點膠與噴頭射出的膠滴，它們的優(yōu)劣不言而喻。嗎micronsDie350microns采堿式

31、站修溷漏粘污&相比博航針式鉆膝更小NeedleDispensedg延嚷普畿會圖13C噴膠與點膠精密度對比圖13C噴膠與點膠精密度對比圖13D噴膠與點膠形狀對比自動噴射點膠機與針頭點膠機基本功能相近，比如點膠程序的制作，點膠路徑設(shè)置，以及部件的處理；另外基板預(yù)熱，器件定位，底部填充膠量控制等都大同小異。如果膠的粘度不合適或工作環(huán)境不合理，必要的時候可以開啟溫度調(diào)節(jié)器(NeedleHeaterorCoolingAir)或TCA(ThermalControlAssembly)裝置，對涂膠針嘴或噴嘴預(yù)處理(溫度30-50C),便于減低膠水粘度提高填充速度。五、填充品質(zhì)控制及烘烤工藝底部填充膠在

32、完成涂敷和填充后，需要對點膠的器件進行必要的外觀檢查。點膠填充合格后，接下來就是對膠水的烘烤，為保證膠水的完全固化，要充分考慮其固化溫度曲線。把烘烤好的產(chǎn)品從烤箱中取出后，需要對器件的四周檢查填充效果，確認完全符合工藝標準要求。1 .烘烤前的檢查高密度組裝板的BGAR類似器件的溢膠范圍被嚴格限制，溢膠區(qū)域有時被限制在器件邊沿的0.15mm范圍內(nèi)，個別器件一些邊沿甚至不能有溢膠存在，圖14A所示為某產(chǎn)品WL需件溢膠限制。點膠后，烘烤前的檢驗至關(guān)重要，溢膠區(qū)的檢驗有時需通過帶刻度的千分尺顯微鏡，對溢膠做量化檢驗，見圖14B。如果膠量不足需手工通過牙簽補膠；膠量偏多需要用棉棒把多余的膠擦拭掉，見圖1

33、4C,當膠水7到CMOS/CCD表面，須用無塵布沾無水酒精小心地擦拭干凈，并注意不要把膠水弄到鏡片的影像區(qū)，否則對影像畫質(zhì)產(chǎn)生不良影響。如果是首件抽檢或校驗，也可采用3D測量儀，不過這種方式效率很低不宜用于生產(chǎn)線檢驗，圖14D=如果生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)有少膠、漏膠，或多膠、溢膠和影像器件表面沾膠等制程不良，須立即停止點膠作業(yè)并反饋給工程人員調(diào)機改善，并對不良品進行及時的修補。底印境克股溢出WXCKP修淡需抨制不大蕤Q.1ii»圖14AWLCS%膠限制圖14B帶刻度的顯微鏡檢驗圖14C溢膠或沾膠清潔圖14C3D測量儀抽檢2 .固化工藝底部填充膠的烘烤溫度與時間的曲線設(shè)置，需要參照廠商的TDS(T

34、echnicalDataSheet)推薦的固化條件，不同型號或品牌的填充樹脂其特性可能不一樣，應(yīng)該在明確其具體的特性后，依據(jù)其固化條件有的放矢，以獲得最好的物理性能，參考圖15A&B烘烤溫度與時間設(shè)置妥當后，打開烤箱的電源開始加熱升溫，等達到設(shè)置溫度后把填充檢驗合格的PCBA!同烘烤架(BakingMagazine),裝入烤箱進行烘烤。圖15C所示為某產(chǎn)品的烘烤架烤箱進行烘烤。圖15C所示為某產(chǎn)品的烘烤架南充朦因化通離量整化曲舞15AEpoxy&PUW脂固化曲線15B某填充膠的熱固性能15C產(chǎn)品的烘烤架15DDSC熱變化曲線填充膠的固化工藝控制，首先是依據(jù)填充膠的特性曲線調(diào)試出

35、合適的產(chǎn)品熱固化曲線，不同溫度下膠水所需的固化時間有區(qū)別，具體推薦的固化條件通常都是指在高溫下的滯留時間，不包括預(yù)熱；溫度是指填充膠實際溫度，并非烘箱設(shè)定溫度。經(jīng)驗表明均勻地加熱器件，是消除填充氣泡及空洞獲得良好固化效果的必要條件。由于烤箱熱偶的感溫誤差，實際溫度可能稍低于烘箱設(shè)置溫度，為確保膠水完全固化，烘箱的設(shè)置溫度可以略高于固化推薦溫度510C,從而保證膠水實際溫度達到固化要求的溫度。為確?？鞠湫阅芸煽浚刻鞊Q班通過KIC爐溫儀檢測烘箱的實際加熱與溫度變化也是很有必要的。一般來說，外觀檢驗很難分辨膠水的固化是否徹底。那么，如何才能檢測出烘烤過的膠是完全固化的呢？動態(tài)熱量測量（DSC分析儀

36、可以有效檢測，由于物質(zhì)的化學(xué)或物理反應(yīng)會放熱，DSC通過監(jiān)測釋放出來的熱量來判定膠水固化程度，如果放熱結(jié)束說明反應(yīng)停止，可以判定膠水完全固化，見圖15d膠水的固化不宜過快也不宜劇烈冷卻，不然熱應(yīng)力可能使填充膠產(chǎn)生裂紋。3.固化后的檢驗烘烤固化結(jié)束，首先須對器件填充和固化外觀進行檢驗確認，普通產(chǎn)品器件要求填充膠在器件四周爬升理想狀態(tài)是達到器件基材厚度的1/22/3,并在器件四邊形成圓潤的填充弧角，見圖16A。而相機模組許多器件的填充要求會有所不同，受PCB板面空間不能溢膠限制，填充膠在外觀上只要能覆蓋住焊球，抽樣通過了可靠性測試，就可以認定為填充良品，見圖16B&C如果在相機模組上的器件

37、也按照普通產(chǎn)品的外觀要求，必然造成產(chǎn)品膠多或臟污了COB旱墊而報廢，見圖16d這種外觀檢驗手段是生16A良好的填充側(cè)視圖16B相機模組CMOS!充16CCMOSM充后剖視圖16D膠多臟污COB呈墊六、點膠或底部填充的空洞防范與分析點膠和底部填充的空洞問題，對BG破類似器件可靠性的危害很大,尤其是對于尺寸較大的BGAF口CSP<WL喘件。為消除空洞，我們須清楚它的來源，雖然產(chǎn)生空洞的原因較為復(fù)雜，而空洞的位置和形狀給提供了很多線索，可以幫助我們使用有效的方法去消除它。那么，產(chǎn)生空洞的原因主要有哪些，如何防范與檢測呢？下面我將做簡略的闡述。產(chǎn)生空洞的因素與防范對策：1 .膠水中混入了空氣、其

38、他溶劑或水份，以及PCB或器件受潮等原因，在烘烤過程中產(chǎn)生氣泡而后固化形成空洞。對策：作業(yè)前對點膠頭排氣，膠水充分回溫并除汽泡；生產(chǎn)好的PCBA在24小時內(nèi)需完成底部填充，否則PCBAS要經(jīng)過烘烤祛除濕氣（90C>1小時），然后再進行填充作業(yè)；如果是水溶性錫膏焊接，點膠前PCBAS清洗并經(jīng)過徹底烘干（125C1小時），避免溶劑或水份殘留。2 .對于FC器件、CSPffiWLCSP件填充間隙很小，膠水在器件底部填充的效果與點膠的路徑尤其關(guān)系密切，點膠路徑或施膠工藝選擇不當，使膠水流動填充不均衡包封空氣而產(chǎn)生空洞。對策：依據(jù)器件面積大小，點膠前認真考慮，選擇正確的點膠路徑和施膠工藝，減少膠水

39、在流動方向上的阻礙，使流動速度均衡。3 .膠水與焊錫助焊劑不兼容性，焊接助焊殘留物對填充膠產(chǎn)生排斥，使膠水潤濕流動產(chǎn)生阻礙，甚至使靠近焊點的膠水不能固化。對策：新型的填充膠與焊錫膏搭配使用前，先做DOE（實驗驗證）確認兩者匹配兼容良好；在小批量產(chǎn)品上進行嘗試沒有問題再正式在生產(chǎn)上使用。4 .助焊劑殘留，阻礙了膠水對于器件和基板問間隙的填充，減少填充膠和界面的粘接性能，這種不良很容易在焊點周圍助焊劑集中的地方觀察到，見圖17A。對策：施膠前的清洗，這種工藝雖然被大多電子組裝生產(chǎn)廠商所排斥，但對于相機模組的多半產(chǎn)品,由于所用水溶性錫膏回焊后必需被清洗；即使在生產(chǎn)中使用免清洗助焊劑錫膏，清洗工藝還是

40、有助于提高產(chǎn)品的底部填充質(zhì)量。5 .PCEK焊層設(shè)計缺陷，板面露半通孔，NDSMD非阻焊膜定義)焊盤阻焊開口偏大等，可能造成填充膠對器件和基板的潤濕力差異太大，造成填充產(chǎn)生空洞。對策：阻焊膜須覆蓋除焊盤外的所有的金屬基底，板面不許露半通孔，焊墊配合好阻焊膜的尺寸公差，消除溝渠狀的阻焊膜開窗以確保一致性的流動。底部填充產(chǎn)生空洞的因素還有很多，在此只是列舉了常見的幾種。PCB8曲平整度不佳、填充膠的粘度太大、板面基材和器件底部粗糙度明顯差異等缺陷，不一致的潤濕都可能造成填充膠在毛細流動和回流固化過程中產(chǎn)生空洞。圖17A填充空洞切片圖17B填充良好的外觀圖17C空洞的判定與檢測圖17D空洞的聲波微成

41、像圖空洞的檢測與分析：底部填充膠進行外觀檢查比較容易也很直觀，但對于外觀良好的器件，底部填充是否有空洞、裂紋和分層等缺陷，檢測起來就比較復(fù)雜困難；圖17B所示為CS端件填充良好的外觀。不過，對于新型的填充膠水驗證、兼容性實驗或不良品分析，底部填充效果檢測必不可少。對此，有非破壞性檢測和破壞性檢查兩種方法。非破壞性底部填充異常檢測，可以通過自動聲波微成像分析技術(shù)。超聲波對于實心材質(zhì)幾乎是透明的，只有遇到類似于裂縫或空洞異常時，聲波檢測傳感器通過聲學(xué)成像系統(tǒng)工具，才能反映出相應(yīng)的異常狀況，并測量出與芯片底部與填充有關(guān)的機械缺陷。這種工具首先確定好區(qū)域單位，然后測量出每個單位區(qū)域內(nèi)的空洞、分層或裂紋，在聲學(xué)性質(zhì)所占的百分比。資料顯示，空洞與焊點接觸可能導(dǎo)致焊點失效，如果空洞很小又不靠近焊點可認為合格，比如圖17C所示的空洞A是可接受的，而空洞B&C則不可接受。圖17D所示為某產(chǎn)品空洞的聲波微成像情況。破壞性檢查是指通過對異常位置進行切片，再使用光學(xué)顯微鏡進行外觀檢查。這處切片方法與焊點的切片分析相同，通過對器件底面平行的切片(FlatSection),結(jié)合光學(xué)顯微鏡檢查填充膠的空洞、裂紋或分層不良，見圖17A;如有需要，通過金相顯微鏡或電子掃描顯微鏡和能譜分析儀(SEM/EDX,進一步檢查分析底部填充膠