NXT上的PoP貼裝課件

“對(duì)應(yīng)批量生產(chǎn)實(shí)際成果豐富”NXT上的PoP貼裝高科技事業(yè)本部1內(nèi)容概要?IC封裝和接合方法的趨勢(shì)–實(shí)裝趨勢(shì)–3D封裝工序?PoP–Pre-stack–on-boardStack–PoP不良原因（接合不良和元件共面性）–NXT上的PoP實(shí)裝解決方法–和錫膏的配合?必要設(shè)備–謄寫(xiě)單元–貼片機(jī)?關(guān)于謄寫(xiě)量?總結(jié)2實(shí)裝趨勢(shì)1995Semiconductorpackages200020052010QFPBGAChipsFC-BGACSPStacked-CSPWLCSPSiP3D-stack(Si-TH)DCA(Flip1608M(0603)1005M(0402)0603M(0201)chip)0402M(01005)PoPEmbeddedPassive&ActiveAll-layerBuild-upPWBBuild-upPWBPWBsMulti-LayerPWB33D封裝技術(shù)EpoxymoldAuwire三維貼裝芯片等級(jí)金屬線接合錫球接合通孔max1.4ｍｍsubstrateSolderBallCurouting封裝等級(jí)PreStackOnBoard元件內(nèi)藏被動(dòng)元件主動(dòng)元件封裝電路板Source;JEITA4內(nèi)藏電容內(nèi)藏電阻SMTPre-stack安裝Bottom元件搬運(yùn)爪治具安裝TOP元件謄寫(xiě)助焊劑Pre-Stack料盤(pán)回焊Pre-stack元件根據(jù)SMT流程進(jìn)行貼裝5SMTon-boardStack印刷焊錫貼裝Bottom元件SMD同時(shí)貼裝SMD和Bottom元件謄寫(xiě)助焊劑(焊錫)貼裝Top元件回焊6優(yōu)點(diǎn)&缺點(diǎn)●Pre-Stack方式事先進(jìn)行封裝的層疊后，在進(jìn)行電路板貼裝工序時(shí)可以和通常封裝搭載同樣處理。優(yōu)點(diǎn)?層疊封裝單位的品質(zhì)保證范圍明確?電路板實(shí)裝生產(chǎn)線為通常的SMT生產(chǎn)線?可以面向大量生產(chǎn)●On-boardStack方式電路板貼裝時(shí)搭載了下面元件后，對(duì)上面的元件以助焊劑(錫膏)浸漬后搭載，成批進(jìn)行回焊作業(yè)。優(yōu)點(diǎn)?可以靈活的對(duì)應(yīng)元件選擇（組合）?可以最大限度的減少中間庫(kù)存?短期間內(nèi)的規(guī)格變更（功能提高等）缺點(diǎn)?品質(zhì)保證（修理）困難?電路板貼裝生產(chǎn)線需要浸漬對(duì)應(yīng)設(shè)備缺點(diǎn)?需要另外進(jìn)行層疊工序?不利于變更組合的靈活對(duì)應(yīng)NXT時(shí)只需追加必要單元，就可以簡(jiǎn)單的進(jìn)行對(duì)應(yīng)7PoP缺陷的原因由PoP工序引起的根圖原因分析元件錫球平面性高度一致性助焊劑/錫膏浸漬結(jié)構(gòu)不匹配封裝扭曲變化w/Time浸漬深度數(shù)量打開(kāi)/冷卻點(diǎn)氮?dú)鈕r空氣分布圖抗蝕設(shè)計(jì)錫膏印刷壓力偏移精度扭曲回焊PWB貼裝8BGA/CSP的扭曲舉例（unit：mm）No.1-11-2234567-17-2891011121314-114-215-115-21617-117-21819202122232425DimensionsXY12.0012.0012.0012.0015.1815.6314.4614.1215.4415.3213.1013.037.967.898.098.028.098.028.245.976.146.1912.2012.2015.9116.046.168.1615.3915.0614.3014.2314.3014.2312.2011.6312.2011.6312.1412.2013.2613.0313.2613.038.008.009.009.008.008.005.005.008.507.5010.506.3012.0012.0014.0014.00t1.061.061.200.970.940.751.201.421.420.931.031.061.461.021.270.820.821.121.121.301.581.581.001.361.361.210.901.041.001.00Pitch0.650.650.650.650.650.500.500.800.800.500.500.800.790.800.800.500.500.800.800.791.001.000.500.800.820.500.500.500.650.65ball

diameter（unit：μm）MAX222530333847161924261426281118443724223127222019181313103133warpageMIN-22-38-28-24-32-49-24-17-25-20-19-42-29-25-37-42-34-23-23-35-17-18-18-17-19-7-22-17-30-29MAX-MIN4463585770964036494633685736558671474566444038353720352761620.450.450.320.420.310.280.300.430.430.260.280.370.380.460.350.280.280.340.340.410.410.410.320.520.500.300.300.380.400.45NonPoPcomp.9錫球的共面性504030204X方向Z

[μm]100-100-20-30-40Pin數(shù)4Y方向51015202550403020Z

[μm]100-100-20-30-40Pin數(shù)51015202510錫球的共面性5X方向604020Z

[μm]00-20-40-60Pin數(shù)5Y方向51015202530604020Z

[μm]00-20-40-60Pin數(shù)5101520253011錫球的共面性30201012X方向Z

[μm]0-10-20-30-40-50Pin數(shù)12Y方向0246810121416302010Z

[μm]0-10-20-30-40-50Pin數(shù)024681012141612錫球共面性的3D圖形4540-5030-4020-3010-200-10-10-0-20--10-30--20-40--30-50--4017940302010Z[μm]0-10-20-30-4011211630-4020-3010-200-10-10-0-20--10-30--20-40--305040302010Z[μm]0-10-20-30-40-504101013614Pin數(shù)（Y方向）177Pin數(shù)(Y方向)1613191619221Pin數(shù)(X方向)Pin數(shù)(X方向)123020100Z[μm]-10-20-30-4011-5020-3010-200-10-10-0-20--10-30--20-40--30-50--40163Pin數(shù)(Y方向)57911Pin數(shù)(X方向)13122113回焊時(shí)的共面性測(cè)定?測(cè)定單個(gè)元件的共面性元件□12mmTOP128FBGABottomPSvfBGA305□14mmTOP152FBGABottomPSvfBGA353測(cè)定設(shè)備C公司Core9030cTemperaturecondition溫度條件RoomTemp.～240℃Temperaturesetpoint16points300溫度（℃）25020015010050リフロー條件（パーツ溫度）回焊條件(元件溫度)測(cè)定測(cè)定時(shí)間（s）50060070080090010000010020030040014共面性和回焊工序?12mmx12mmTopcomponentMaximumdeviationwithinwholeprocess:0.030mm室溫時(shí)和回焊時(shí)的最大差是30μm0.030.02室溫(回焊前)□1２Ｔｏｐ室溫（リフロー前）□12_Top0.030.020.010385391121.7152.5183.2214.1241.1237.6209.7181.1142.5116.491℃℃℃℃℃℃℃℃℃69490.010定位點(diǎn)側(cè)中心マーク側(cè)中心元件中心パーツ中心マーク反対側(cè)中心定位點(diǎn)反向側(cè)中心変位[mm]位移[mm]0.02-0.03-0.01-0.02-0.03-0.04-0.0512345670.01-0.020-0.01-0.01-0-0.02--0.01-0.03--0.02-0.04--0.03-0.05--0.04-0.01-0.02-0.03-0.04-0.05□1２Ｔｏｐリフロー溫度回焊溫度0.030.020.0100.02-0.03変位[mm]位移[mm]-0.01-0.02S1.8℃.5℃.3℃℃.1℃.8℃.9℃1920S41718S7111213141516S100.01-0.020-0.01-0.01-0-0.02--0.01-0.03--0.02-0.04--0.03-0.05--0.04S9S5151617181920S18910max定位側(cè)中心元件中心定位點(diǎn)反對(duì)側(cè)中心min0.010.0160.01max-min-0.0050.0150.0020.014-0.0040.014-0.03-0.04-0.05123456789101112131416共面性和回焊工序?12mmx12mmBottomcomponentMaximumdeviationwithinwholeprocess:0.048mm室溫時(shí)和回焊時(shí)的最大差是48μm室溫(回焊前)□1２Ｂｏｔｔｏｍ室溫（リフロー前）0.03□12_Ｂｏｔｔｏｍ0.030.020.0103490.8℃151.4℃212.2℃239.6℃180.1℃117.1℃69.7℃0.020.01定位點(diǎn)側(cè)中心マーク側(cè)中心元件中心パーツ中心定位點(diǎn)反向側(cè)中心マーク反対側(cè)中心00.02-0.030.01-0.02変位量[mm]位移量[mm]-0.01-0.020-0.01-0.01-0-0.02--0.01-0.03-0.04-0.05S13-0.03--0.02-0.04--0.03-0.05--0.041359S97111315S517-0.01.5℃-0.02-0.031921位移量[mm]変位量[mm]回焊溫度□12Ｂｏｔｔｏｍリフロー溫度0.03-0.04-0.050.020.010-0.01-0.02-0.03-0.04-0.05S130.02-0.030.01-0.020-0.01-0.01-0max定位側(cè)中心元件中心定位點(diǎn)反向側(cè)中心min0.0120.0130.011max-min-0.0160.028-0.0420.055-0.0240.035[mm]23S1-0.02--0.01-0.03--0.02-0.04--0.03-0.05--0.041359S97111315S517192123S117共面性和回焊工序?14mmx14mmTopcomponentMaximumdeviationwithinwholeprocess:0.024mm位移量[mm]変位量[mm]室溫時(shí)和回焊時(shí)的最大差是24μm□14_Top0.030.020.0102291.4℃152.5℃213.9℃237.6℃177.2℃114.8℃68.4℃0.030.02室溫(回焊前)□14TOP室溫（リフロー前)定位點(diǎn)側(cè)中心マーク側(cè)中心0.010.02-0.030-0.01-0.02-0.03-0.04-0.050.01-0.020-0.01-0.01-0-0.02--0.01-0.03--0.02-0.04--0.03元件中心パーツ中心定位點(diǎn)反向側(cè)中心マーク反対側(cè)中心13-0.05--0.0457911S71315-0.01.0℃-0.0217S419変位量[mm]位移量[mm]回焊溫度□14TOPリフロー溫度-0.03-0.04-0.05max定位點(diǎn)側(cè)中心0.030.020.010-0.01-0.02-0.030.02-0.030.01-0.020-0.01-0.01-0-0.02--0.01-0.03--0.02min元件中心定位點(diǎn)反向側(cè)中心170.005-0.0090.002max-min-0.030.035-0.0280.019-0.0260.028[mm]-0.04-0.05121S13-0.04--0.03-0.05--0.045791113S715S41921S118共面性和回焊工序?14mmx14mmBottomcomponentMaximumdeviationwithinwholeprocess:0.054mm位移量[mm]変位量[mm]室溫時(shí)和回焊時(shí)的最大差是54μm□14_Ｂｏｔｔｏｍ0.030.020.0102690.8℃152.2℃213.2℃239.0℃179.8℃116.5℃69.7℃0.03室溫(回焊前)□14Ｂｏｔｔｏｍ室溫(リフロー前)定位點(diǎn)側(cè)中心マーク側(cè)中心元件中心パーツ中心定位點(diǎn)反向側(cè)中心マーク反対側(cè)中心0.020.02-0.030.010-0.01-0.02-0.03-0.04S13-0.05S100.01-0.020-0.01-0.01-0-0.02--0.01-0.03--0.02-0.04--0.03-0.05--0.0414710S71316-0.02位移量[mm]変位量[mm]□14Ｂｏｔｔｏｍリフロー溫度回焊溫度-0.03-0.04-0.050.030.020.010-0.010.02-0.030.01-0.020-0.01-0.01-0-0.02--0.01-0.03--0.02-0.03-0.04-0.05S13S10-0.04--0.03-0.05--0.04max定位點(diǎn)側(cè)中心min7元件中心定位點(diǎn)反向側(cè)中心190.0180.002-0.002max-min-0.0250.043-0.0390.041-0.0370.035[mm]-0.021425-0.01.3℃19S422S11013S716S42225S119測(cè)試一覽12mmx12mmTopBottomRTReflowRT14mmx14mmTopBottom20和錫膏浸漬的配合?錫膏︰M705-TVA（千住金屬,PoP貼裝用）?錫膏︰S3X911-NT1（弘輝,PoP貼裝用）?CSP尺寸14mm-Bump直徑0.45mm，高度0.4mm?浸漬條件-Paste膜厚0.2mm-下降端Dwelltime0.2sec21謄寫(xiě)量評(píng)價(jià)30.0%25.0%20.0%15.0%10.0%5.0%0.0%Min條件ｍｉｎ條件量產(chǎn)條件量産條件Min條件max條件TrialwithFlax/PasteFluxA社PKGFluxB社PKGFluxC社PKGPasteA社PKGPasteB社PKGPasteC社PKGDefective

rateAmountofFlux/Paste?助焊劑和錫膏的比較?各個(gè)PKG廠的比較22自調(diào)整效果評(píng)價(jià)SelfAlignmentTrialduringReflow100%0.2,100%90%上PKG錫球直徑ф0.45mmdx80%FluxSolderPasteDefective

rate70%60%50%40%30%20%10%0.08,0%0%0%0.1,30%0.15,20%dy下PKG上面焊接直徑ф0.3mmdx,dy=0.1時(shí)實(shí)際位移量為0.141mm0.13,10%0%00.050.10.150.20.25dx,dy[mm]23關(guān)于謄寫(xiě)量?謄寫(xiě)量受浸漬深度（膜厚）的影像很大?適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)量為錫球高度的50-60%–0.65mm間距錫球時(shí)(錫球直徑為0.45mm,錫球高度為0.4mm)…有向上吸取傾向0.4mm0.2mm※被記載的數(shù)值不是保證數(shù)值。24參數(shù)影響Amount

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(mg)TranscriptoffluxDepthDescentspeedAscentspeedDwelltimeAmount

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(mg)TranscriptofsolderpasteDepthDescentspeedAscentspeedDwelltimeTopPKG:P=0.65mm,BallD=0.45mm(h=0.4mm)25助焊劑浸漬?助焊劑厚度隨錫球變化(錫球高度0.38+/-0.05mm)0.1mmdepth0.2mmdepth0.46mm0.21mm0.44mm0.29mm0.3mmdepth0.42mm0.35mm26錫膏浸漬?錫膏厚度隨錫球變化-SMIC?錫球尺寸0.45mm,錫球間距0.65mm(錫球高度0.38+/-0.05mm)0.1mmdepth0.25mmdepth0.46mm0.44mm0.19mm0.35mm0.2mmdepth0.3mmdepth0.48mm0.45mm0.27mm0.07mm0.41mm27錫膏MTBL模擬MTBL:MeanTimeBetweenLoadMaximumProductionPasteautosupplywithinDUProcessLimitPaste

WeightWeightLowend0:150:300:451:001:15生產(chǎn)時(shí)間Simulationmadeashighas1900CPH28錫球的觀測(cè)?使用回焊模擬器對(duì)回焊時(shí)每個(gè)錫球的狀態(tài)進(jìn)行比較?測(cè)定錫球尺寸變換，觀察表面光潔度?無(wú)浸漬，錫膏浸漬，和助焊劑浸漬工序錫膏浸漬錫膏浸漬后29回焊模擬器的設(shè)置2℃/ｓHeatratePreheat170℃T180ｓt1Reflow230℃T230ｓt2T2T1ｔ1ｔ2DippingthicknessThickness0.2mm30錫球高度分布?回焊前的錫球高度分布?助焊劑浸漬增加的錫球高度為0.06mm錫膏浸漬增加的錫球高度為0.08mm?此外，錫膏浸漬可將高度偏差降至最低Nodip:0.010mm(3sigma),Solderdip:0.008mm(3sigma)76543210.各ボールサイズヒストグラムリフロー前回焊前的錫球分布Ballbumpdistributionbeforereflow個(gè)數(shù)[個(gè)]NoDippingディップなしリフロー前Ave0.406SolderDippingディップはんだリフロー前Ave0.486Ave0.464ディップフラックスリフロー前FluxDippingボールサイズ[mm]錫球尺寸[mm]0.060mmFlux0.3990.4100.011Ballsize0.456Max-min0.4720.479Max-min0.4890.0160.080mmSolderpasteMax-min0.01031錫球高度分布?回焊后的錫球高度分布?助焊劑揮發(fā)所降低的錫球高度和無(wú)浸漬元件相同。對(duì)浸漬了錫膏的錫球，其融化和濕潤(rùn)取決表面溫度。.各ボールサイズヒストグラムリフロー後回焊后的錫球分布6個(gè)數(shù)[個(gè)]NoDippingディップなしリフロー後Ave0.410SolderDippingディップはんだリフロー後Ave0.432543FluxDipping后ディップフラックスリフロー後210Ave0.4060.4170.4260.444Max-min0.018Max-min0.015Ballsizeボールサイズ[mm]0.4010.411Max-min0.0100.40232觀測(cè)無(wú)浸漬回焊前·沒(méi)有浸漬焊錫浸漬回焊前·浸漬焊錫助焊劑浸漬回焊前·浸漬助焊劑回焊前回焊后·沒(méi)有浸漬回焊后·浸漬焊錫回焊后·浸漬助焊劑回焊后33觀測(cè)?錫膏浸漬時(shí)謄寫(xiě)錫膏約0.080mm在回焊工序后，延伸的長(zhǎng)度變?yōu)?.030mm?濕潤(rùn)錫膏將顯現(xiàn)在各個(gè)錫球邊上回焊前回焊前·浸漬焊錫回焊后回焊后·浸漬焊錫Before0.403mmAfter0.432mm34浸漬錫膏的回焊觀測(cè)AIRN235進(jìn)行POP貼裝時(shí)的要點(diǎn)貼片機(jī)?高精度ー貼裝精度，Z軸控制?生產(chǎn)性ー使用多吸嘴的批量Dipping?謄寫(xiě)的確認(rèn)功能ーVisionDip工序?膜壓調(diào)整?EasyOperation?焊錫/Flux自動(dòng)供應(yīng)36G04工作頭?高精度貼裝工作頭?高精度且低沖擊–貼裝高度控制，觸地(Touchdown)傳感器–可以對(duì)應(yīng)各種工序的可編程Z軸速度?搭載４吸嘴高生產(chǎn)性