PoP的SMT工艺流程

典型的SMT 工艺流程:

1. 非PoP面元件组装(印刷、贴片、回流和检查)

2. PoP面锡膏印刷

3. 底部元件和其它器件贴装

4. 顶部元件蘸取助焊剂或锡膏

5. 顶部元件贴装

6. 回流焊接及检测

顶层CSP元件这时需要特殊工艺来装配了，由于锡膏印刷已经不可能，除非使用特殊印刷钢网(多余设备和成本,工艺复杂), 将顶层元件浸蘸助焊剂或锡膏后以低压力放置在底部CSP上。

贴装过程如图

板基准点辨识

—定位基准点或焊垫

拾取元件

—华夫盘, 真空盘, 送料器

元件辨识

—根据元件焊球辨识

局部基准点辩识

—-底部元件背面的基准点

蘸取助焊剂

元件贴装

—-吸嘴选择 vs 硅材

PoP装配工艺的关注点

1. 顶部元件助焊剂或锡膏量的控制

助焊剂或锡膏的厚度需要根据元件焊球尺寸来确定，保证适当的而且稳定均匀的厚度，使最小的焊球也能在浸蘸过程中蘸上适量的助焊剂或锡膏。需要考虑优先选择低残留免清洗助焊剂或锡膏，如果需要底部填充工艺的话，必须考虑助焊剂/锡膏与阻焊膜及底部填充材料的兼容性问题。

顶部元件浸蘸助焊剂还是锡膏，会有不同的考虑：浸蘸锡膏可以一定程度的补偿元件的翘曲变形，同时焊接完后元件离板高度(Standoff)稍高，对于可靠性有一定的帮助，但浸蘸锡膏会加剧元件焊球本来存在的大小差异,可能导致焊点开路。

总结

元件堆叠装配虽然与成熟的倒装晶片工艺相似，但这一工艺仍然面临一些挑战。 环球仪器引用了已受认证的倒装片技术上的专长，向业界提供市场上最佳的 PoP 装配解决方案。 目前在该领域已有许多设备应用于 3G 移动电话和视觉图形处理模块制作，以实现CSP器件的堆叠贴放和同时对多器件进行助焊剂浸蘸。 设备特点：更快的速度， 4个或7个轴可以同时蘸取助焊剂或锡膏；更高的贴装精度， 精度可达9 micron@ 3 sigma，并且可以底部元件顶面的局部基准点来矫正上层元件；可以处理很广泛的助焊剂和锡膏；助焊剂或锡膏应用单元更简单、易操作、易控制、易清洁；蘸取工艺可以精确控制， 膜厚控制精确稳定， 工艺灵活可控。 结合其在美国和上海先进SMT实验室的工艺技术力量，为业界提供优异的整体解决方案。

参考资料

1． Package Stackable Very Thin Fine Pitch BGA (PSvfBGA), Amkor Technologies,

http://www.amkor.com/Products/all_products/PSvfBGA.cfm

2．TI/Amkor/Samsung/Nokia Package-on-Package, Prismark and Binghamton University.

3． Michael Meilunas, “Package on Package: An Introductory Evaluation of

Stackable Package Technology”, Area Array Consortium 2006, Surface Mount

Technology Laboratory, Universal Instruments Corporation, Binghamton,

New York 13902

4. L.Smith, M.Dreiza, A.Yoshida, “Package on Package (PoP) Stacking and Board

Level Reliability Results”, SMTA International, 2006.

5. Muffadal Mukadam, Antonio Prats,”0.4mm Pitch WLCSP Assembly and

Reliability”, Area Array Consortium 2003, Surface Mount Technology Laboratory , Universal Instruments Corporation, Binghamton, New York 13902.

6. David Esler, Antonio Prats, “Flux Only Assembly of Wafer Level Chip

Scale Packages”, Area Array Consortium 2003, Surface Mount

Technology Laboratory , Universal Instruments Corporation, Binghamton, New York 13902.