POP新制程报告.ppt

部部 門門: SMT報報 告告 人人:報告日期報告日期: 20100707POP 新新 制制 程程 報報 告告SEE-TECH目錄■ pop導入的必要性以及導入的方式■實現焊接的比較 PASTE VS FLUX■POP與傳統工藝比較■ Pop如何在松下設備上實現■pop Feeder硬件基本介紹■pop實際生產時遇到的問題和解決方式.■產生和應用背景■pop 成功案例問題分析與解決■pop 新技術突破SEE-TECHPOP 產生和應用背景:隨著電子產品以及電子元器件的更加小型化，多功能化的發展趨勢，集成電路(IC)的開發,半導體材料的多元應用等等都迫切要求必須引進一種更加集成的方式來解決這些問題，這樣POP就應運而生PCB使用意義：◆ 使POP（package on package）的組裝成爲可能 ◆大元件受熱變形同樣可以實現有效的焊接◆增加焊接的強度SEE-TECHPOP工藝與傳統工藝比較普通實裝工藝普通實裝工藝2. 认识焊球Nozzle3. 装着Nozzle1. 從TAPE中吸取物料轉寫轉寫工工艺Nozzle1. 从TAPE中吸着2. 転写Nozzle3. 认识焊球Nozzle4. 装着NozzleSEE-TECH實現焊接的方式比較 Flux VS Paste Flux焊接原理圖解Flux主要的作用是去除氧化物和防止pcb氧化。

在受熱的時候flux會爬向上層物料的錫球裂縫變小了，，但是裂縫很難被flux充滿，，因此裂縫很容易出現 目前SMT業界主要使用Flux和錫膏實現POP的焊接，下面就對兩种方法進行比較錫膏裂縫錫球表面SEE-TECH實現焊接的方式比較 FLUX VS PastePaste 焊接原理圖解底部BGA受熱后變形，，所以在上下兩層之間會有裂縫出現但是在受熱的過程中，，錫膏中的金屬物質會先融化，，融化的錫膏會把上層變形的物料拖拉過來融化的錫膏浸潤性更好，，彌補了上述形成的CRACK不良 從以上分析可以明顯看出錫膏焊接效果要好于FLUX焊接，，因此目前SEE都採取錫膏焊接錫球表面錫膏裂縫SEE-TECHPOP在松下設備上的實現在松下設備上的實現Panasonic POP 設備配置設備配置PrinterPanasonic B&C-type Mounter(including pop feeder unit)AOIReflow Oven貼裝下層貼裝下層沾取沾取Paste光學定位光學定位貼裝完成貼裝完成保持保持Paste平面度平面度POP實實現過程現過程SEE-TECHPOP Feeder硬件基本介紹POP FEEDER整體Feeder自動加錫器POP在松下設備上的實現在松下設備上的實現SEE-TECH123備註:轉印部分 1.刮刀 2.錫膏回收裝置 3.印錫平台POP在松下設備上的實現在松下設備上的實現SEE-TECHPOP在松下設備上的實現在松下設備上的實現平整的印錫印錫后零件在錫槽上留有痕跡SEE-TECHPOP新技術SEE起步史2005年年11月，月，SEE第一次使用第一次使用Panasonic DT-401實現實現POP貼裝。

貼裝NOZZLE選用：選用：松下松下1287吸嘴吸嘴刮刀選用：刮刀選用：180毫米刮刀毫米刮刀SEE-TECHDT401實際生産過程錫膏用錫膏用量控制量控制:1.刮刀來回移動控制刮刀來回移動控制錫膏錫膏表面平面度表面平面度2.選用不同刮刀選用不同刮刀控制控制錫膏錫膏厚厚度度;3.刮刀刮刀調整零件沾取高度控制調整零件沾取高度控制錫膏錫膏沾取量沾取量;SEE-TECHDT401生産分解過程生産分解過程錫膏轉寫單元錫膏轉寫單元①成膜刮刀OFF　掻取刮刀ON②錫膏膜掻取③掻取完了④成膜刮刀ON　掻取刮刀OFF⑤錫膏膜形成成膜刮刀结构SEE-TECHPOP新技術SEE推動史 2006年九月份SEE第一個POP產品Shinobu EP0開始生産，，拉開了POP生産的序幕當時生産時靠DT-401的刮刀來控制膜厚很不穩定，，導致生産時出現了掉件，，虛焊，，漏銅等等不良，，後來引進了POP Feeder 以實現軟体對錫膏膜厚的精確控制，，以實現了品質的大幅度提升DT-401Feeder UnitSEE-TECH 從從2006年的年的10月月10號號Shinobu EP1.2開始生産一直到開始生産一直到2007年的年的7月月2號號FP2.0生産的結束通過以上分析，品質如下面生産的結束通過以上分析，品質如下面的圖表所示有了很大改善。

的圖表所示有了很大改善 目前量產階段目前量產階段POP保持在保持在99.97%以上以上品質走向圖品質走向圖SEE-TECH成功案例:Shinobu pop 不良的改善 備註:Shinobu為SEE第一個pop項目,如圖所示如圖所示D2000在下層,D2020在上層.在NPI階段出現了掉件，，空焊，，短路，，漏銅等等不良.D2020D2020D 2 0 0 0D 2 0 0 0SEE-TECH掉件不良分析與改善掉件不良圖片：：不良分析：：在NPI階段使用DT-401實現POP貼裝時，，所使用刮刀不能夠保證生産所需要的錫膏膜厚要求，，同時印刷的不穩定性造成零件上大面積少錫無錫，，在囘焊過程中未實現可靠焊接，，導致爐后掉件與空焊SEE-TECH解決方式：：引進新型技術設備Panasonic POP Feeder，，分析研究膜厚的最佳數值，，利用軟体來實現膜厚的設置與精確管控，，掉件不良消失掉件不良分析與改善SEE-TECHD2020虛焊紅墨水驗證圖片13214324SHINOBU不良的實驗驗證不良的實驗驗證SEE-TECHSHINOBU虛焊的實驗驗證虛焊的實驗驗證D2000虛焊紅墨水驗證圖片SEE-TECHSHINOBU虛焊的分析虛焊的分析SEE-TECHSHINOBU虛焊的解決方式虛焊的解決方式POPPOP接合接合￿ ￿开开焊不良不良的解决的解决提案提案在在ICIC外周外周焊球球间隙大的地方隙大的地方发生了开生了开焊问题点点接合接合开开焊在焊球转写时增加转写的焊锡量対策対策 A.对POP接合一般来说是有效的。

由于熔融的焊锡表面张力会抑制变形・对间隙大的地方特别有效增加下層增加下層CPU的焊錫量，來改的焊錫量，來改善下層錫球的浸潤性善下層錫球的浸潤性対策対策 BCSP,C4SEE-TECH転印材料焊球形状焊球尺寸品質（接合率）転写量适用范围轉印負荷轉印時間根据左边三项会有区别其中的关系刮刀间隙成膜速度接合良品开焊桥接POP轉印錫量的管控轉印錫量的管控SEE-TECHPanasonic Pop Feeder膜厚控制膜厚控制 我們利用以下兩种物料以及錫膏作驗證來測試管控錫膏的使用量我們利用以下兩种物料以及錫膏作驗證來測試管控錫膏的使用量SEE-TECH 一.通過BGA上沾錫的厚度來推算出整顆物料上錫膏的體積，，錫膏大約覆蓋球徑的1/2~2/3，，球直徑為0.25mm，，因此計算得出底部膜厚至少為170um，，目前厰内控制膜厚為180um同時如圖1所示：：可以計算零件上錫膏比重大約為3.8毫克1Panasonic Pop Feeder膜厚控制膜厚控制 SEE-TECH132膜厚在軟件方面的控制圖一是對機台吸嘴下降高度的設置，，可以控制錫球沾錫的深度；；圖二是對POP Feeder中的膜厚的控制，，刮板調節量參數的設置可以實現在同一錫槽内出現倆种膜厚；；圖三是對所使用物料的參數設置。

Panasonic Pop Feeder膜厚控制膜厚控制 SEE-TECH 二.制訂表格,隨線生技每小時量測一次錫膏膜厚,並對設備進行保養當低於180um時即向POP FEEDER中添加錫膏Panasonic Pop Feeder膜厚控制膜厚控制 膜厚測厚器SEE-TECH刮刀裝置，，刮板以及轉印台的清掃和檢查按照圖中所示方向方法將轉印裝置分解按照圖中所示方向方法將轉印裝置分解SEE-TECH定期進行定期進行POP Feeder的維護與保養的維護與保養定期檢查項目定期檢查項目SEE-TECH溢出傳感器的檢查以及校正*請確認溢出檢出傳感器的指示器的值請確認溢出檢出傳感器的指示器的值在在2000以上以上.*溢出檢出傳感器的值在未滿溢出檢出傳感器的值在未滿2000時，時，傳感器頭上可能有污垢，因此請擦掉污傳感器頭上可能有污垢，因此請擦掉污垢，傳感器共有垢，傳感器共有2処処*請勿使用酒精等溶劑，否則會導致傳請勿使用酒精等溶劑，否則會導致傳感器頭的破損感器頭的破損要擦拭時，請從整體交換臺車要擦拭時，請從整體交換臺車上把通用型轉印裝置卸下，放上把通用型轉印裝置卸下，放在別的作業台上，在卸下蓋子在別的作業台上，在卸下蓋子后，在卸下刮刀裝置，刮板和后，在卸下刮刀裝置，刮板和轉印台的狀態下進行作業。

轉印台的狀態下進行作業SEE-TECH結論：：1.按照錫膏在目前制程的條件下需要每按照錫膏在目前制程的條件下需要每12小時報廢，以及每次可以反復使用三次的原小時報廢，以及每次可以反復使用三次的原則不但浪費錫膏而且不好管控錫膏注入量，修改錫膏封裝方式由則不但浪費錫膏而且不好管控錫膏注入量，修改錫膏封裝方式由150g改爲改爲50g封裝，封裝，這樣三個月可以節省資金約伍拾万元，同時可以得到準確的添加頻率這樣三個月可以節省資金約伍拾万元，同時可以得到準確的添加頻率2.每個小時一次的點檢以及派專人看護每個小時一次的點檢以及派專人看護pop feeder ，並且對設備實行有效的保養，，並且對設備實行有效的保養，可以有效的預防突發事件的發生可以有效的預防突發事件的發生SEE-TECHPOP短路與少錫不良圖片：：POP上層少錫與短路分析與改善SEE-TECH不良魚骨圖分析：：Pop 零件少錫,短路環境通風不暢室內過於潮濕溫度過高人未按照SOP作業 手碰零件 新手上線 物料零件與pad不符來料變形 PcbPAD不良零件PAD與PCB pad不符合有異物Pad氧化錫膏回溫時間剩餘錫膏機機台震動過大貼裝壓力不足膜厚未達到制程基本要求溫度設置不當座標偏法錫膏類型不匹配晶片管制不當零件位移手撥零件鋼板開口堵塞?POP上層少錫與短路分析與改善SEE-TECH改善對策： 在實際量測過程中，錫槽錫膏厚度不穩定，最厚可達250mm,已經超過了錫球的高度，並且有時會出現刮槽局部無錫的現象，針對以上倆种問題在多方面分析研究通過實踐驗證總結出以下有效改善措施。

1, POP Feeder1, POP Feeder錫槽錫量管控在錫槽錫量管控在175-185um 175-185um 2, POP2, POP沾錫量測頻率每沾錫量測頻率每2h/2h/次量測改為次量測改為1h/1h/次量測次量測. . 3, POP3, POP錫槽如有加錫錫槽如有加錫/ /修改修改POPPOP設定參數設定參數/ /更換物料都應將前后各更換物料都應將前后各2panel2panel進進行行X-rayX-ray全檢全檢OKOK后才能進行生產后才能進行生產. .4, 50Panel4, 50Panel生技人員手動檢查一次生技人員手動檢查一次POPPOP實物沾錫狀況實物沾錫狀況, ,保證保證POPPOP錫球沾錫深錫球沾錫深度在度在1/2~2/31/2~2/3個錫球之間個錫球之間. .5, 5, 制程抽照制程抽照X-rayX-ray由原來的由原來的1H/panel1H/panel改為改為5panel/H5panel/H6.6.升級升級POP FeederPOP Feeder和和PT200PT200，，，，修改修改FeederFeeder成膜行程成膜行程。

SEE量產的POP產品仍然存在虛焊的問題，還有改善的空間，目前良率保持在99.97%以上POP上層少錫與短路分析與改善SEE-TECHPOP新技術突破 Pop目前最小可以使用到目前最小可以使用到0.4pitch的的BGA上面，並上面，並使用切片研磨以及使用切片研磨以及X-RAY進行驗證進行驗證精密切割機精密切割機真空包埋機真空包埋機研磨機研磨機顯微鏡顯微鏡SEE-TECHPOP新技術突破 從以上三圖可以看出，從以上三圖可以看出，POP在在0.4pitch上都是焊接十分良上都是焊接十分良好的證明好的證明POP是可以應用在新技術上面的是可以應用在新技術上面的SEE-TECHSEE-TECH。