POP-新制程报告.ppt

部 門: smt 報 告 人: 報告日期: 20100707,pop 新 制 程 報 告,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,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。,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,pop工藝與傳統工藝比較,普通實裝工藝,2. 认识焊球,nozzle,3. 装着,nozzle,1. 從tape中吸取物料,轉寫工艺,3. 认识焊球,nozzle,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,實現焊接的方式比較 flux vs paste,paste 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,pop在松下設備上的實現,panasonic pop 設備配置,printer,panasonic b&c-type mounter(including pop feeder unit),aoi,reflow oven,貼裝下層,沾取paste,光學定位,貼裝完成,保持paste平面度,pop實現過程,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,pop在松下設備上的實現,pop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,pop新技術see起步史,2005年11月，see第一次使用panasonic dt-401實現pop貼裝。,nozzle選用： 松下1287吸嘴,刮刀選用： 180毫米刮刀,dt401實際生産過程,錫膏用量控制: 1.刮刀來回移動控制錫膏表面平面度 2.選用不同刮刀控制錫膏厚度; 3.刮刀調整零件沾取高度控制錫膏沾取量;,dt401生産分解過程,錫膏轉寫單元,成膜刮刀off 掻取刮刀on,錫膏膜掻取,掻取完了,成膜刮刀on 掻取刮刀off,錫膏膜形成,成膜刮刀结构,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-401,feeder unit,從2006年的10月10號shinobu ep1.2開始生産一直到2007年的7月2號fp2.0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。 目前量產階段pop保持在99.97%以上,品質走向圖,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.,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。,掉件不良分析與改善,d2020虛焊紅墨水驗證圖片,shinobu不良的實驗驗證,shinobu虛焊的實驗驗證,d2000虛焊紅墨水驗證圖片,shinobu虛焊的分析,shinobu虛焊的解決方式,pop接合 开焊不良的解决提案,在ic外周焊球间隙大的地方 发生了开焊,问题点,接合开焊,在焊球转写时增加转写的焊锡量,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cpu的焊錫量，來改 善下層錫球的浸潤性,対策 b,csp,c4,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,panasonic pop feeder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。,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1/22/3，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,1,panasonic pop feeder膜厚控制,1,3,2,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,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,膜厚測厚器,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,定期進行pop feeder的維護與保養,定期檢查項目,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在2000以上. *溢出檢出傳感器的值在未滿2000時，傳感器頭上可能有污垢，因此請擦掉污垢，傳感器共有2処 *請勿使用酒精等溶劑，否則會導致傳感器頭的破損,要擦拭時，請從整體交換臺車上把通用型轉印裝置卸下，放在別的作業台上，在卸下蓋子后，在卸下刮刀裝置，刮板和轉印台的狀態下進行作業。,結論：,1.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50g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。 2.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，可以有效的預防突發事件的發生,pop短路與少錫不良圖片：,pop上層少錫與短路分析與改善,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,pcb,pad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,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 feeder錫槽錫量管控在175-185um 2, pop沾錫量測頻率每2h/次量測改為1h/次量測. 3, pop錫槽如有加錫/修改pop設定參數/更換物料都應將前后各2panel進行x-ray全檢ok后才能進行生產. 4, 50panel生技人員手動檢查一次pop實物沾錫狀況,保證pop錫球沾錫深度在1/22/3個錫球之間. 5, 制程抽照x-ray由原來的1h/panel改為5panel/h 6.升級pop feeder和pt200，修改feeder成膜行程。,see量產的pop產品