电路板上的植球技术

　　植球为二次组装提供了一个灵活、快速、正确和本钱低廉的解决方案，大型 EMS企业也逐步进入了这一领域。SMT行业应用植球技术变得越来越有必要，而EMS企业只有把握了晶圆级和芯片级封装技术，才能响应OEM客户的要求。本文主要先容应用在电路板上的植球技术。
　　整个工艺包括四个步骤：涂布助焊剂、植球、检修及返工，以及回流焊。植球需要两台在线印刷机：一台是用于涂布膏状助焊剂的普通网板式印刷机，另外一台用于植球。两台印刷机都可随时切换为电子组装用的普通印刷机。涂布助焊剂涂布膏状助焊剂是植球工艺的第一步，它是保持球的定位以及在回流焊中良好成型的枢纽步骤。特别设计的网板应用于膏状助焊剂的印刷，该网板的启齿是基于印刷电路板的焊盘尺寸和焊球的大小而确定的。在印刷膏状助焊剂这一步，同时使用了两种类型的刮刀，前刮刀是橡胶刮刀。垂直刮板先将一层薄薄的助焊剂平均涂布在网板上，然后橡胶刮刀再将助焊剂印刷在电路板焊盘上。
　　DOE被用来确定助焊剂印刷的最佳参数，印刷之后以显微镜来观察并计算助焊剂在焊盘上的笼盖率，并计算DOE的结果。助焊剂笼盖率反映了DOE实验结果。在这个DOE的试验中 能够得到最优化的印刷参数设定；当然，不同的设备会有一定的差异。在出产过程中网板很轻易受到损坏，所以需要细心地处理和搬动。在助焊剂印刷过程中，固体粉尘或者其他外来的物质很轻易堵塞网板的启齿，只能用空来清洗。异丙醇或酒精等清洁剂都不能用来清洁网板，因其会溶解并破坏网板上的高分子材料，通常是在出产结束后用无尘布沾去离子水擦拭并用吹干。
　　助焊剂印刷完成后，需要在显微镜下检查漏印、量不足或错位。通常助焊剂是透明的，而且目视检修很难检查有缺陷。在植球阶段，同样需要特殊设计的模板。该模板的启齿设计也是基于实际焊球大小和电路板焊盘尺寸，这样做基于两个方面的考虑：一是需避免助焊剂污染 到模板和焊球；二是如何使焊球顺利地通过模板启齿。该模板结构有两层：主体是电铸模板，具有比激光或化学蚀刻模板更光滑的孔壁，因而可使焊球顺利通过；复合的两层具有与焊球直径几乎相同的厚度，很好地避免了膏状助焊剂对电铸模板的污染，同时使焊球顺利地 通过模板到达焊盘并被助焊剂粘住。
　　AOI设备用于植球以后的在线检测。主要缺陷通常是少球和错位。检查后，少球的电路板需使用离线的半自动补球设备做返工处理；对于错 缺陷，清洗电路板并重新印刷是独一的办法。少球的放置需要使用正确的图像放大系统，先用一个操纵臂在缺球的焊盘上涂布膏状助焊剂，然后使用另一个操纵臂在该焊盘上补球。对于无铅产品，一般选用的焊料合金是SAC105，它的熔点比用于电路板的无铅焊膏略高一点，以防止在二次回流中再次造成缺陷。回流焊后需要用AOI检查。