芯片的偏斜原因有哪些?

一、問(wèn)題
在電子工業(yè)的許多領(lǐng)域，都將倒裝芯片結合到新產(chǎn)品中，呈現增長(cháng)的規律。因此，必須理解許許多多的設計、材料、工藝和設備有關(guān)的變量，以保證該技術(shù)成功地實(shí)施和生存。例如，裸芯片的處理與貼裝產(chǎn)生了通常在標準的表面貼裝裝配中不會(huì )遇到的新挑戰。有一個(gè)顧客最近問(wèn)，“我們看到在我們得倒裝芯片裝配工藝中偏斜芯片的數量在增加 - 什么可能會(huì )造成這個(gè)問(wèn)題，我們如何糾正它？”
二、問(wèn)題的解決
芯片偏斜是一個(gè)當處理裸芯片是可能偶爾發(fā)生的一個(gè)工藝問(wèn)題。在倒裝芯片裝配工藝中的一些因數可能造成這種貼裝缺陷，包括不適當的設備設定、不正確的工藝參數和不兼容的裝配材料。另外，貼裝精度不僅受芯片貼裝工藝的影響，而且受其他制造工序的影響，諸如上助焊劑、板的傳送和焊錫回流。迅速地決定和消除造成這個(gè)特殊偏斜問(wèn)題的變量，經(jīng)常對制造工程師們是一個(gè)挑戰。
對于前面所提到的芯片偏斜的特殊情況，我們跟隨一系列的方法步驟，以找到問(wèn)題的原因和提供一個(gè)解決方法。在與該顧客一起工作時(shí)，初始的重點(diǎn)放在決定那個(gè)工藝步驟造成該問(wèn)題。在上游與下游工藝上作工藝檢查，主要是上助焊劑和焊錫回流，以決定每個(gè)工藝的潛在影響。在得出工藝與設備狀況都在規格范圍之內的結論和保證所有獨立與非獨立變量都正確之后，我們在客戶(hù)的工廠(chǎng)對芯片貼裝進(jìn)行了觀(guān)察。觀(guān)察顯示，不同的吸嘴類(lèi)型在各種芯片批號上產(chǎn)生重大的偏斜作用。
然后，在一條表面貼裝線(xiàn)上模擬了該貼裝過(guò)程，各變量與條件和客戶(hù)工廠(chǎng)所使用的一樣。使用客戶(hù)的實(shí)際產(chǎn)品和各種芯片批號，在貼裝過(guò)程中，當使用兩個(gè)吸嘴型號時(shí)進(jìn)行高速攝影。影片顯示在芯片被釋放的同時(shí)芯片也粘附到B型吸嘴(橡膠)上，但是當使用A型吸嘴時(shí)沒(méi)有芯片的粘附。進(jìn)行貼裝時(shí)沒(méi)有使用助焊劑，以突出芯片對吸嘴的粘附情況。對板剛性支撐，以減少板的彈性作用。也收集了信息，以決定每個(gè)吸嘴類(lèi)型對各種芯片批號的交互作用。
在芯片和吸嘴上的污染，以及芯片和吸嘴的表面光潔度，進(jìn)行了徹底的調查。對吸嘴類(lèi)型(新舊)和各個(gè)芯片批號兩者的樣品進(jìn)行了特性分析，包括溶劑萃取法、電子掃描顯微鏡(SEM)和富利埃轉換紅外光譜分析(FTIR)。分析顯示，背面凹處出現在失效的芯片批號上(大約30mm直徑、8mm深度)。也發(fā)現有機化合物 - 主要是粘著(zhù)的和自由的氫氧化合物族。這種情況可以導致芯片粘著(zhù)問(wèn)題，或者由于過(guò)大的粘附力，或者由于真空的局部效應。另外，FTIR分析揭示在舊的吸嘴(A型與B型兩者)上有化合物族，表明有自由的氫氧化合物族，這些化合物族可能在有機酸、酒精和溶劑中發(fā)現。芯片粘著(zhù)的可能原因是由于氫氧化合物族的相互作用或反應，造成芯片與吸嘴之間過(guò)大的粘著(zhù)力。在貼裝機器上安裝了新的吸嘴，偏斜問(wèn)題立刻得到糾正。
在這個(gè)特殊的案例中，芯片偏斜問(wèn)題的解決只是簡(jiǎn)單的糾正。吸嘴表面的情況對于獲得吸嘴與芯片之間適當的粘附與分開(kāi)是關(guān)鍵的。適當的吸嘴表面清潔方法對于保證吸嘴(與貼裝)的性能是關(guān)鍵的。