高速0201组装工艺和特性化

高速 0201 组装工艺和特性化
摘要
本文论述了超小印脚、表面组装分立元件的高速组装，特别是 0201 无源元件的
组装。发展趋势说明每年贴装的无源元件的数量快速上升，而元件尺寸却在稳定
地下降。为此，急需一种特性化的组装和超小无源元件的装联工艺。为开发研制
高速 0201 组装的初始工艺特征，尤其是工艺的局限性和变量，在这项工作中对
每一工艺步骤都进行了详尽的研究。开发的工艺步骤有模板印刷、元件贴装和再
流焊接。还对工艺参数进行了研究，如象；脱膏速度、模板清理频率、基准类型
和再流参数。
绪言
显然，在过去的几年中，随着人们使用的便携式电话、寻呼机和个人辅助用品数
量的急剧上升，使得消费类电子工业火爆发展。在更小、更快、成本更低需求的
推动下，对小型化技术研究的必要性也成为无止境的需求。多数移动式电话制造
厂家现在已将 0201 无源元件用于其所有的最新设计中，而且在不远的将来，其
它工业领域也将采用这种技术。汽车制造工业的无线通讯产品也在将 0201 技术
应用于 GPS 系统、传感器和通讯设备中。医疗行业也利用 0201 尺寸小的优点，
将其应用于医疗器械中，如象；助听器和心脏起博器。许多公司将 0201 技术用
于多芯片模块（MCM）中，以降低总的封装尺寸。使用这种 MCM 器件，通过直接
用裸芯片进行封装，用于 2 级板组装上的封装体模压，使得 0201 技术距半导体
工业更近了。还需要做更多的研究来认证焊盘设计、印刷、贴装和再流工艺窗口，
以便使 0201 无源元件在全面的推广应用之前，能够实现较高的一次合格率及高
产量。
实验规划
主要采用了三套实验方案。这三套方法主要是相对于焊膏印刷、元件贴装和元件
再流。为了了解每种工艺步骤对 0201 组装工艺的影响，分别对每种组装工艺进
行了检验。对于工艺顺序，只对研究中的工艺变量进行了更改，而对其它工艺参
数没有作任何更改。
测试载体
设计的载体应能给出下列数据：
1．0201-0201 间距效果。焊盘边缘到焊盘边缘的变化取决于 4、5、6、8、10 和 12mil
这几个间距尺寸。在某些领域的应用中，芯片边缘到芯片边缘密度比 4mil 焊盘
边缘到焊盘边缘的间距还高。可将其用于确定芯片间距和焊盘间距的可接收性。
2．焊盘尺寸的作用。标称的焊盘尺寸是一个 12×13mil 的长方形焊盘，中心到
中心的间距为 22mil。标称尺寸将会有 10%、20%和 30%的变化。在整个板子上，
焊盘尺寸将随着元件到元件间距变化而变化。
3．芯片定向：在 A、B、C 和 D 单元中，对 0°和 90°的芯片方向进行研究。在
单元 E 和 F 可使你观察到 5°角对 0201 组装工艺的影响。
4．1-6 单元研究的是各种无源元件尺寸（0402、0603、0805、1206）到 0201 之
间的相互作用。用这些组件来确定 0201 元件对其它较大无源元件的大至影响，
即在印刷、贴装和再流（散热）方面的影响。本文中叙述的间距是边缘到边缘的
间距在 4、5、6、8、10 和 12mil 范围内的变化。此外，0201 焊盘尺寸在这 6 个
单元上的变化，说明了随着焊盘尺寸变化的相互作用。
图 1 所示是测试载体，其中有 6552 个 0201 元件、420 个 0402 元件、 252 个