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在BGA、CSP以及倒裝芯片表面貼裝過程中，此類器件的液態(tài)底部填充過程非常重要，液態(tài)點(diǎn)膠的新技術(shù)值得加以關(guān)注。 By Steven J.A damson & Tom Adams 任何從事BGA、CSP以及倒裝芯片表面貼裝的生產(chǎn)技術(shù)人員都認(rèn)識(shí)到，必須密切注意此類器件的液態(tài)底部填充過程，希望底部填充過程時(shí)間盡可能短，并盡量保證整個(gè)過程準(zhǔn)確無誤。若液態(tài)材料用于焊線密封、管芯黏著時(shí)的銀膠沉積、涂覆保形涂層或是應(yīng)用于表面貼裝與UV膠等過程，工程技術(shù)人員同樣需對(duì)生產(chǎn)過程的生產(chǎn)效率、可靠性與成本予以考慮。 熟悉液態(tài)點(diǎn)膠過程的技術(shù)人員知道，如果采用針筒式點(diǎn)膠系統(tǒng)，點(diǎn)膠針筒必須距離器件很近。對(duì)于需要進(jìn)行底部填充的器件，點(diǎn)膠針頭需要降低至器件頂部以下，針頭邊緣必須盡可能地與器件邊緣靠近，且不引起接觸和器件損壞。同時(shí)，針筒式點(diǎn)膠需要精確的高度傳感器系統(tǒng)以決定針頭相對(duì)于電路板各個(gè)器件的高度，通過編程控制針頭在電路板上的三維運(yùn)動(dòng)，避免與器件產(chǎn)生碰撞。在某些情況下，設(shè)計(jì)人員需保證元件間足夠的間距以便于針筒接近需要進(jìn)行底部填充的器件。 一種稱為“噴射（jetting)”的新技術(shù)采用噴嘴式替代筒，解決了上述難題。Jetting噴嘴可在需要進(jìn)行底部填充的器件上方進(jìn)行點(diǎn)膠，無需到達(dá)其頂面以下的位置。Jetting噴嘴在整個(gè)電路板上方沿x、y方向運(yùn)動(dòng)，而無需垂直運(yùn)動(dòng)。 與點(diǎn)膠針筒不同，噴嘴并不是形成連續(xù)的底充膠液流，而代之以每秒鐘噴射200點(diǎn)以上經(jīng)過精確測(cè)量的膠點(diǎn)。隨著噴嘴的水平移動(dòng)，膠點(diǎn)可形成各種需要的線型與圖案，如實(shí)線、虛線等以及其他各種不同圖形。每次噴射都經(jīng)精確控制，一次噴射所形成的膠點(diǎn)直徑小可達(dá)0.33mm,這對(duì)于涂敷貼片膠等需要對(duì)面積進(jìn)地精確控制的場(chǎng)合非常重要。 Jetting噴嘴并不像點(diǎn)膠針筒那樣對(duì)點(diǎn)膠高度要求嚴(yán)格。根據(jù)膠液類型的不同，噴嘴可置于電路板上0.5mm到3mm的高度范圍內(nèi)，但在水平方向上，則必須對(duì)噴嘴進(jìn)行精確定位。采用“jetting”技術(shù)，噴嘴所噴射的膠點(diǎn)在100微米的數(shù)量級(jí)，因此元件間距可進(jìn)一步縮短，需要進(jìn)行底部填充的器件焊接圓角寬度可降至125微米的水平。對(duì)于電容、電阻非常接近需進(jìn)行底部填充的器件時(shí)，為避免膠液沾染無源器件，也可采用jetting技術(shù)。 采用點(diǎn)膠針筒時(shí)，生產(chǎn)技術(shù)人員除考慮液流直徑外，還需始終關(guān)注針筒壁厚。Jetting技術(shù)完全不必考慮壁厚因素，它可以產(chǎn)生一系列直徑低至100微米的膠點(diǎn)，如有必要，它還可以在兩元件間只有200微米寬的間隙內(nèi)注入膠液。 在某項(xiàng)演示實(shí)驗(yàn)中，兩塊需要進(jìn)行底部填充的芯片以1mm間距放置在電路板上（如圖1所示）。jetting噴嘴距電路板也即距芯片大約1mm高度，噴射的兩滴膠點(diǎn)沒有出現(xiàn)融合，但如果采用點(diǎn)膠針筒對(duì)芯片進(jìn)行底部填充，則很可能產(chǎn)生融合。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，jetting噴嘴所噴射的一串膠點(diǎn)，其中心到需要進(jìn)行底部填充的芯片邊緣小間距可達(dá)1.125mm。對(duì)于針筒點(diǎn)膠系統(tǒng)，即使采用小尺寸針筒（30gauge),針筒中心與芯片邊緣小也應(yīng)保持0.35mm的距離。 在對(duì)倒裝芯片或BGA器件進(jìn)行底部填充時(shí)，另一項(xiàng)需要考慮的是線終止問題。當(dāng)采用針筒時(shí)，針筒到達(dá)線末端后暫停，然后反向回溯運(yùn)動(dòng)以避免拉線，即在線末端以外出現(xiàn)冗余點(diǎn)膠。Jetting技術(shù)采用噴射獨(dú)立膠點(diǎn)的方式構(gòu)成膠線，因此避免了這個(gè)問題。在線末端，噴嘴只要停止噴射即可，而無需反向運(yùn)動(dòng)。 Jetting技術(shù)中，噴嘴對(duì)距離電路板的高度不敏感，因此較之針筒點(diǎn)膠，其生產(chǎn)效率可提高至少20%。生產(chǎn)率提高的主要原因在于，jetting技術(shù)無需對(duì)噴嘴高度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)，由于jetting噴嘴的定位并不像針筒點(diǎn)膠那樣要求精確，可以更加迅速地移至目標(biāo)位置。在某些應(yīng)用場(chǎng)合，生產(chǎn)率的提高大大超過20%，有時(shí)可達(dá)100%，甚至更高。 工程技術(shù)人員觀察到，jetting技術(shù)對(duì)于含有大量小元件陳列的電路板生產(chǎn)效率的提高萬(wàn)其顯著。這主要因?yàn)?，首先，噴嘴高度固定。其次，在?duì)一列元件進(jìn)行底部填充時(shí)，噴嘴可沿直線運(yùn)行而無需暫停和停機(jī)。在工作中即可實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)膠進(jìn)行開關(guān)控制。Jetting技術(shù)被先應(yīng)用于層疊式管芯（如圖2所示）。一塊相對(duì)較小的倒裝芯片被放置到一塊尺寸較大的引線鍵合型芯片上。在對(duì)倒裝芯片進(jìn)行底部填充時(shí)，要求避免底充膠液與引線接觸。Jetting技術(shù)成功地解決了這一難題，同時(shí)提高了生產(chǎn)效率。早期采用的針筒式點(diǎn)膠系統(tǒng)大生產(chǎn)率為每小時(shí)600個(gè)元件。而當(dāng)采用jet點(diǎn)膠系統(tǒng)時(shí)，生產(chǎn)率可提高到每小時(shí)2000個(gè)元件，增幅達(dá)到了200%以上。 點(diǎn)膠過程中，jetting噴嘴沿x-y軸運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)，噴嘴噴射膠點(diǎn)的速率也可進(jìn)行調(diào)整。這使得jetting技術(shù)較之針筒式點(diǎn)膠更靈活性，可產(chǎn)生多種截然不同的點(diǎn)膠方式。 簡(jiǎn)單的模式在前面也已提到，即在表面貼片膠等應(yīng)用中，噴嘴噴射單個(gè)膠滴。第二種模式下，在倒裝芯片等底充膠應(yīng)用中，噴嘴可噴射一列間隔均勻的膠點(diǎn)以形成直線。 某些應(yīng)用場(chǎng)合則需要更為復(fù)雜的點(diǎn)膠模式。如芯片黏著過程中涂敷銀膠時(shí),需要沿朝向管芯中心的方向上膠點(diǎn)間隔越來越?。ㄈ鐖D3)。在另一些應(yīng)用場(chǎng)合，需要將連續(xù)均勻的膠線間用間隙隔開，這也需要采用較為復(fù)雜的點(diǎn)膠模式。由于采用jetting技術(shù)，噴嘴在各線段間轉(zhuǎn)換時(shí)不需要停止運(yùn)動(dòng)，因此大大節(jié)省了加工時(shí)間。Jetting點(diǎn)膠系統(tǒng)會(huì)定期檢查點(diǎn)膠量與程序設(shè)定值之間的差別，并采用注射過程校準(zhǔn)（Calibrated Process Jetting 即CPJ）控制系統(tǒng)對(duì)點(diǎn)膠量進(jìn)行修正。 Jetting技術(shù)的加工柔性保證了大尺寸管芯較之小尺寸管芯獲得更高的底充膠填充率，因此進(jìn)一步提升了加工效率。當(dāng)采用針筒式點(diǎn)膠系統(tǒng)時(shí)，膠液流速固定，沒有對(duì)電路板上不同尺寸的倒裝芯片底充填充速率進(jìn)行優(yōu)化。而jetting噴嘴可在運(yùn)行過程中調(diào)整橫向速率、點(diǎn)膠速率和點(diǎn)膠模式，因此保證了針對(duì)各種元件獲得優(yōu)化的膠液填充速率。 Jetting技術(shù)的柔性特點(diǎn)不僅體現(xiàn)在底充膠應(yīng)用上。在微型可植入型醫(yī)療器件中，可采用jetting技術(shù)對(duì)引線鍵事型芯片進(jìn)行密封處理。此前的方法是采用針筒點(diǎn)膠系統(tǒng)，針筒必須通過兩條相鄰的引線插入以完成密封處理，這種方法效率低，并且經(jīng)常會(huì)造成引線破損。而jetting技術(shù)可在器件之上的安全距離內(nèi)進(jìn)行操作，避免了損壞引線，且生產(chǎn)效率可提高100%.