POP新制程报告专业知识讲座

部門:SMT報告人:smt.tang

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20230707POP新制程報告第1页目錄■pop導入必要性以及導入方式■實現焊接比較PASTEVSFLUX■POP與傳統工藝比較■

Pop如何在松下設備上實現■popFeeder硬件基本介紹■pop實際生產時遇到問題和解決方式.■產生和應用背景■pop成功案例問題分析與解決■pop新技術突破第2页POP

產生和應用背景:隨著電子產品以及電子元器件愈加小型化，多功能化發展趨勢，集成電路(IC)開發,半導體材料多元應用等等都迫切要求必須引進一種愈加集成方式來解決這些問題，這樣POP就應運而生。PCB使用意義：◆

使POP（packageonpackage）組裝成爲也许◆大元件受熱變形同樣能够實現有效焊接◆增加焊接強度第3页POP工藝與傳統工藝比較一般實裝工藝2.结识焊球Nozzle3.装着Nozzle1.從TAPE中吸取物料轉寫工艺Nozzle1.从TAPE中吸着2.転写Nozzle3.结识焊球Nozzle4.装着Nozzle第4页實現焊接方式比較Flux

VSPaste

Flux焊接原理圖解Flux主要作用是清除氧化物和避免pcb氧化。在受熱時候flux會爬向上層物料錫球。裂縫變小了，不过裂縫很難被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焊接，下面就對兩种办法進行比較錫膏裂縫錫球表面第5页實現焊接方式比較FLUXVSPastePaste焊接原理圖解底部BGA受熱后變形，因此在上下兩層之間會有裂縫出現不过在受熱過程中，錫膏中金屬物質會先融化，融化錫膏會把上層變形物料拖拉過來融化錫膏浸潤性更加好，彌補了上述形成CRACK不良。從以上分析能够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第6页POP在松下設備上實現PanasonicPOP設備配备PrinterPanasonicB&C-typeMounter(includingpopfeederunit)AOIReflowOven貼裝下層沾取Paste光學定位貼裝完成保持Paste平面度POP實現過程第7页POPFeeder硬件基本介紹POPFEEDER整體Feeder自動加錫器POP在松下設備上實現第8页123備註:轉印部分

1.刮刀

2.錫膏回收裝置

3.印錫平台POP在松下設備上實現第9页POP在松下設備上實現平整印錫印錫后零件在錫槽上留有痕跡第10页POP新技術SEE起步史2023年11月，SEE第一次使用PanasonicDT-401實現POP貼裝。NOZZLE選用：松下1287吸嘴刮刀選用：180毫米刮刀第11页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.選用不一样刮刀控制錫膏厚度;3.刮刀調整零件沾取高度控制錫膏沾取量;第12页DT401生産分解過程錫膏轉寫單元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构造第13页POP新技術SEE推動史2023年九月份SEE第一個POP產品ShinobuEP0開始生産，拉開了POP生産序幕。當時生産時靠DT-401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POPFeeder以實現軟体對錫膏膜厚精確控制，以實現了品質大幅度提升。DT-401FeederUnit第14页從2023年10月10號ShinobuEP1.2開始生産始终到2023年7月2號FP2.0生産結束通過以上分析，品質如下面圖表所示有了很大改善。目前量產階段POP保持在99.97%以上品質走向圖第15页成功案例:Shinobupop不良改善

備註:Shinobu為SEE第一個pop項目,如圖所示D2023在下層,D2023在上層.在NPI階段出現了掉件，空焊，短路，漏銅等等不良.D2023D2023第16页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錫膏膜厚要求，同時印刷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。第17页解決方式：引進新型技術設備PanasonicPOPFeeder，分析研究膜厚最佳數值，利用軟体來實現膜厚設置與精確管控，掉件不良消失。掉件不良分析與改善第18页D2023虛焊紅墨水驗證圖片13214324SHINOBU不良實驗驗證第19页SHINOBU虛焊實驗驗證D2023虛焊紅墨水驗證圖片第20页SHINOBU虛焊分析第21页SHINOBU虛焊解決方式POP接合开焊不良处理提案在IC外周焊球间隙大地方发生了开焊问题点接合开焊在焊球转写时增加转写焊锡量対策A.对POP接合一般来说是有效。由于熔融焊锡表面张力会抑制变形・对间隙大地方尤其有效增加下層CPU焊錫量，來改善下層錫球浸潤性対策BCSP,C4第22页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分其中关系刮刀间隙成膜速度接合良品开焊桥接POP轉印錫量管控第23页PanasonicPopFeeder膜厚控制

我們利用下列兩种物料以及錫膏作驗證來測試管控錫膏使用量。第24页

一.通過BGA上沾錫厚度來推算出整顆物料上錫膏體積，錫膏大約覆蓋球徑1/2~2/3，球直徑為0.25mm，因此計算得出底部膜厚最少為170um，目前厰内控制膜厚為180um。同時如圖1所示：能够計算零件上錫膏比重大約為3.8毫克1PanasonicPopFeeder膜厚控制

第25页132膜厚在軟件方面控制圖一是對機台吸嘴下降高度設置，能够控制錫球沾錫深度；圖二是對POPFeeder中膜厚控制，刮板調節量參數設置能够實現在同一錫槽内出現倆种膜厚；圖三是對所使用物料參數設置。PanasonicPopFeeder膜厚控制

第26页

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POPFEEDER中添加錫膏。PanasonicPopFeeder膜厚控制

膜厚測厚器第27页刮刀裝置，刮板以及轉印台清掃和檢查按照圖中所示方向办法將轉印裝置分解第28页定期進行POPFeeder維護與保養定期檢查項目第29页溢出傳感器檢查以及校正*請確認溢出檢出傳感器批示器值在2023以上.*溢出檢出傳感器值在未滿2023時，傳感器頭上也许有污垢，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，放在別作業台上，在卸下蓋子后，在卸下刮刀裝置，刮板和轉印台狀態下進行作業。第30页結論：1.按照錫膏在目前制程條件下需要每12小時報廢，以及每次能够反復使用三次原則不但浪費錫膏并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，這樣三個月能够節省資金約伍拾万元，同時能够得到準確添加頻率。2.每個小時一次點檢以及派專人看護popfeeder，並且對設備實行有效保養，能够有效預防突發事件發生第31页POP短路與少錫不良圖片：POP上層少錫與短路分析與改善第32页不良魚骨圖分析：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PCBpad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第33页改善對策：在實際量測過程中，錫槽錫膏厚度不穩定，最厚可達250mm,已經超過了錫球高度，並且有時會出現刮槽局部無錫現象，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下列有效改善措施。1,POPFeeder錫槽錫量管控在175-185um2,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1/2~2/3個錫球之間. 5,制程抽照X-ray由原來1H/panel改為5panel/H 6.升級POPFeeder和PT200，修改Feeder成膜行程。SEE量產POP產品仍然存在虛焊問題，還有改善空間，目前良率保持