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芯片底部填充胶工艺讨论

[发布日期:2020-10-26 14:35:27] 点击:


 

  芯片底部填充胶工艺讨论

  1.1 施胶方式

  由于线路板的设计不同,倒装芯片的周围会有其他的元器件,因此产生了多种施胶方式。如果芯片尺寸大、焊点间距小,施胶过程还会有二次施胶或三次施胶以保证填充完全。通常底部填充胶的施胶过程主要有两种:单边填充和L 形填充。也有一些其他方式填充,例如:半L 形填充、U 形填充等(见图3)

芯片底部填充方式

  1.2 流动性

  组装过程的流水线作业对底部填充胶施胶后流满芯片底部的时间是有限制的,通常不会超过10 min。胶水的流动性与锡球间距,锡球尺寸有关。锡球直径小、间距小,流动就会慢,反之则快。胶水的制造商通常会用玻璃片和玻璃片搭接,控制两片玻璃之间的间隙来模拟生产中的流动性(见图4)。具体测试方法为在室温下胶水流过不同的间隙,记录胶水流到25 mm(1 英寸)需要的时间。测试流动性的间隙可以为100、150 和250 μm 等。

  流动性的调整主要是通过底部填充胶的黏度来实现。黏度小流动性好,当然黏度也不能过小,否则生产过程中容易滴胶。如果室温流动的话,建议底部填充胶的黏度在0.3~1.2 Pa·s。施胶过程对胶体或者基板进行加热可以加快流动,这样底部填充胶的黏度可以再高一些。

  1.3 固化要求

  由于主板上已经组装了电子元器件,底部填充胶的固化过程有着温度要求,这是为了保护主板上的其他电气器件以及焊点。另外,同样来自制程的要求,固化速度通常要求尽量的短,过长的固化时间会影响流水线作业的效率。通用的底部填充胶的固化条件为:温度≤150℃,固化时间≤10 min。回流焊固化由于有温区设置,固化效果会比烘箱更好也更高效。底部填充胶水固化温度和时间的确定可以参考差示扫描量热仪(DSC)动力学分析数据(见图5)。

芯片底部填充

  1.4 返修性

  由于线路板的价值较高,线路板组装完成后对整板的测试过程如果发现芯片不良的话就要对芯片进行返修,这就要求底部填充胶水具有可返修性。

  芯片返修的步骤为:清除芯片四周胶水- 卸去芯片- 清理残胶。将返修板放置在返修平台上,用热风枪加热芯片表面到100~150℃,热风枪与芯片表面距离约3~5 mm。用牙签或镊子去除芯片四周的胶水。胶水除去后用热风枪加热芯片表面到220℃以上,加热时间小于1 min,以免对主板造成伤害。待锡球融化后用镊子将芯片拆除,用烙铁加吸锡带将残留在电路板表面的残锡去掉。再将热风枪温度调到100~150℃,用镊子清理残胶。为了保护主板,整个返修过程时间越短越好。

  底部填充胶的可返修性与填料以及玻璃化转变温度Tg 有关。添加了无机填料的底部填充胶

  由于固化后胶体强度大,附着在线路板上很难清除,所以如果有返修要求的胶水不能添加填料。Tg是指底部填充胶从玻璃态到高弹态的转变温度,超过了Tg 的底部填充胶变软后易于清除。和固化要求一样,为了保护元器件,芯片返修加热温度不宜过高。如果Tg 高,胶体在100~150℃的操作温度下难以清除。Tg 温度低易于清除,但是Tg 太小又不利于增强芯片的机械性和耐热性。通常可返修的底部填充胶的Tg 建议控制在60~85℃之间较好。

除泡机

  芯片底部填充胶气泡处理

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