晶圆级芯片尺寸封装(CSP, Chip Scale Package)装配中的回流焊接(Reflow Soldering)是一个精密且关键的工艺步骤,主要用于将极小的芯片直接连接到印刷电路板(PCB)或其他载体上。这个过程涉及到以下几个关键环节:
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锡膏印刷:首先,在电路板的焊盘上印刷一层精 确量的焊膏。焊膏含有焊料合金粉末、助焊剂以及其他添加剂,用于后续的焊接过程。
芯片贴装:晶圆级CSP芯片通过拾放设备精 确放置在预印有焊膏的焊盘上。由于CSP封装的尺寸非常接近裸芯片尺寸,对贴装精度要求极高。
回流焊接:装配好的电路板进入回流焊炉。回流焊接炉通过多个预设的温区逐步加热,使得焊膏中的助焊剂挥发,焊料熔化并润湿接触面,随后在冷却过程中形成可靠的机械和电气连接。此过程中,控制温度曲线至关重要,以避免基板翘曲、焊点氧化、空洞形成等问题。
翘曲控制:为了防止在回流焊接过程中基板因热应力引起的翘曲变形,通常会采用翘曲变形量测设备(如Thermoire System)监控基板在模拟回流环境下的变形情况,据此优化温度设置和工艺参数。
冷却与检查:焊接完成后,电路板需经过适当的冷却过程以避免热冲击损伤。随后,会进行视觉检查和电气测试,以确保每个焊点的质量和连接的可靠性。
优化与控制:整个回流焊接工艺需要严格的工艺控制和持续的优化,包括温度曲线的微调、助焊剂的选择、焊膏量的控制以及对设备的维护,以达到高质量的焊接效果。
晶圆级CSP装配因其高度集成和微型化的特点,对回流焊接工艺提出了更高的要求,需要先进的设备和严格的过程控制以确保产品质量。