设计理想的晶圆凸起网板印刷工艺(下)

2007/8/10 15:04:24

温度和湿度　　环境的主要影响是水分会被吸收进组件、基底，特别是焊膏中。对比非清洁型焊膏，水溶性晶圆凸起焊膏对这些环境变化更为敏感。如果相对湿度水平超过60%，水分便会进入水溶性焊膏中；相反，如果相对湿度低于40%，则会引起焊膏过早变干。无论哪种情况，都会改变焊膏的印刷性能，网板印刷工艺也会大大偏离正常，成为装配工艺中受影响最大的环节。建议将温度保持在21℃至25℃之间，相对湿度水平维持在40% 和60% 之间；并且与设置点的偏差应尽可能减小。　　印刷机设置　　如今的网板印刷机提供多种印刷压力、速度和分离速度，加上可以选择数种不同的印制头装备和许多现代化的焊膏配方，使得精选合适的印刷参数成为一项并不简单的工作。　　封闭式印制头的出现为晶圆凸起工艺带来重大的益处。对于这类焊膏涂敷系统，可接受的工艺窗更广阔，允许设置范围更大的印刷参数，从而更好地控制印刷介质的整体环境，以获得高质量的印刷结果。金属成分较高的焊膏可用于这类系统，施加独立的涂敷力，将焊料合金材料直接注入网板开孔中，获得更完美的焊膏涂敷形状。一般地，应在焊膏上施加足够大的直接压力，以形成良好的涂敷点，而没有多余的焊膏溢出。擦拭器的压力恰好足够即可，这样可在整个印刷过程中维持网板表面的清洁。如果需要，可将印制头的速度提高至超出刮刀印刷方法的限制，仍可获得良好的印刷清晰度。　　回流炉配置　　标准表面安装装配线的回流炉适合于在晶圆表面形成坚固的球形凸起。业界认为带有顶部和底部氮气环境加热装置并具有低氧PPM水平的强制对流回流炉，可提供最优的性能。传导回流炉也可理想地应用于晶圆加工。　　回流炉变量可能影响晶圆良率和缺陷水平，但目前有关的实验信息还相当有限。有观点称，回流焊工艺的稳固性可能与焊膏的大小和定向有关。而且，湿焊膏覆盖焊垫的百分比越高，在回流焊过程中阻力特性就越好，焊膏越容易在焊垫上形成正确的球形。　　回流焊工艺参数包括预热快速升温，以达到150℃ ±10℃的助焊剂活化温度平台，接着是急剧跳至220℃ ±10℃，高于合金的液态温度，最后是快速冷却阶段（这是对 Sn63/Pb37合金的建议）。在回流焊过程中，晶圆在每个温度区域的停留时间是相当重要的，应当根据焊膏供应商提供的技术规格，精确地控制温度上升/下降速率。　　去除助焊剂残余物　　回流焊和清洗之间的时间间隔越长，去除助焊剂的困难就越大。　　成功实施网板印刷晶圆凸起工艺，需要提高与之匹配的材料(如焊膏、网板等)和工艺设计水准的要求。另外，影响晶圆凸起工艺的重要设计参数还包括：倒装芯片粘接焊垫设计、焊垫尺寸/形状、焊垫间距/定位、凸起下部金属化、托盘设计、网板设计、网板厚度、开孔尺寸/形状、开孔方向及开孔定位。只有深入了解影响这项工艺的众多设计策略，才能获得卓越的成果。作者:Peland Koh，DEK亚太区总经理

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