科技的發(fā)展使得3C產(chǎn)品如智能手機(jī)、平板電腦等不斷向更高智能化方向發(fā)展。這對(duì)產(chǎn)品的精細(xì)程度提出新的挑戰(zhàn)，對(duì)基本由SMT貼片組裝而成的電路主板的要求也變得越來(lái)越高。

同時(shí)我們也要看到：以高性能、高穩(wěn)定性為主的電路板器件日趨薄型化、小型化、高性能化，板厚1.0mm以下的薄PCB或柔性高密度組裝基板中，器件與基板間的焊接點(diǎn)在機(jī)械和熱應(yīng)力作用下易變得脆弱。

為確保PCBA高質(zhì)量，需要在SMT制造中使用底部填充工藝( Under fill ）。PCB貼片完成后，需要對(duì)PCB 電路板中的晶片元件和多腳元件進(jìn)行底部填充工藝，分別達(dá)到防止元件發(fā)熱使得焊盤(pán)上的錫膏融化脫落和因?yàn)闄C(jī)械應(yīng)力而產(chǎn)生的焊盤(pán)脫落的效果。而此底部填充工藝有需高精度的點(diǎn)膠機(jī)來(lái)完成作業(yè)。

POP組裝需要的底部填充點(diǎn)膠工藝

對(duì)于手持產(chǎn)品，常規(guī)應(yīng)用中的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)載荷是導(dǎo)致器件出現(xiàn)故障的主要因素。而底部填充技術(shù)可以使封裝具備更強(qiáng)的機(jī)械穩(wěn)定性。因此，對(duì)于采用凸點(diǎn)進(jìn)行硅——硅材料之間鍵合的POP，可以通過(guò)底部填充提高封裝的可靠性。

精準(zhǔn)的噴射點(diǎn)膠(氣動(dòng)噴射閥與壓電噴射閥)技術(shù)是POP組裝實(shí)現(xiàn)底部填充的前沿工藝，解決了傳統(tǒng)的針式點(diǎn)膠技術(shù)由于點(diǎn)膠針與POP基板相距較遠(yuǎn)而難以在針頭臨時(shí)縮回時(shí)切斷膠體，或因外徑大于屏蔽罩的孔徑，或因難以滿足點(diǎn)膠容差等弊端，適應(yīng)當(dāng)下PCB的發(fā)展環(huán)境。

相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的CSP/ BGA工藝，POP工藝需要對(duì)多層封裝同時(shí)進(jìn)行點(diǎn)膠操作，要求底部填充工藝所使用的自動(dòng)化設(shè)備在POP熱管理、器件貼裝精度補(bǔ)償、點(diǎn)膠髙度定位以及操作軟件執(zhí)行工藝控制等方面具備很髙的性能。

熱管理

熱管理是噴射式點(diǎn)膠工藝的主要組成部分之一，從對(duì)膠體進(jìn)行加熱開(kāi)始，需保持均勻噴射的膠滴和器件持續(xù)加熱，以加快底部填充的毛細(xì)流速，并最終達(dá)到膠體正常固化所需的溫度（底部填充膠大多屬于熱固化型）。這是由于均勻精確地加熱整個(gè)器件是消除氣泡、獲得良好底部填充的必要條件。如圖1所示

器件貼裝精度補(bǔ)償

01

在對(duì)POP自動(dòng)進(jìn)行底部填充時(shí)，需要定義一些參數(shù)并保持良好的精度，如確認(rèn)點(diǎn)膠頭在器件上方的位置，利用可靠的視覺(jué)系統(tǒng)將基準(zhǔn)位置信息反饋到平臺(tái)，以此調(diào)整參數(shù)。

02

每個(gè)器件為滿足系統(tǒng)的整體直通率和高性能，要求POP的可靠性達(dá)到更髙的等級(jí)和具備合格的芯片、可測(cè)試性和穩(wěn)定的機(jī)械性。這是由于傳統(tǒng)的單層陣列底部填充已發(fā)展為三維填充操作——能夠快速、無(wú)缺陷地對(duì)多個(gè)疊層進(jìn)行底部填充。

03

POP進(jìn)行底部填充時(shí)，需要填充的器件不止一個(gè)，通常情況下尺寸大多很相似。這就需要甄別以防止出現(xiàn)相同的器件影響到貼裝精度。

04

底部填充膠在屏蔽罩的第一層的流速一般較快，該層溫度通常會(huì)稍高于第二層（離加熱板的距離更遠(yuǎn)），噴射技術(shù)將從更近距離的芯片邊緣點(diǎn)膠。這是由于膠體到達(dá)間隙的速度更快，因此會(huì)在上層形成快速的毛細(xì)流動(dòng)。如下圖2所示

05

點(diǎn)膠閥接近POP邊緣有助于減少膠的用量，但是會(huì)有少量膠從封裝體邊沿溢出，導(dǎo)致避讓區(qū)的長(zhǎng)度縮短。在某些情況下，底部填充時(shí)的各層之間的間隙并不相同，從而會(huì)影響毛細(xì)流速，使得間隙越大流速越快。

綜上所述：

穩(wěn)定的POP底部填充工藝既對(duì)雙層互連焊料連接的封裝進(jìn)行層間填充，又對(duì)各種封裝體在凸點(diǎn)高度/布局、用膠量、加熱及流動(dòng)時(shí)間上存在的差異進(jìn)行補(bǔ)償，從而達(dá)到點(diǎn)膠時(shí)間短、填充體積最小化、層間流動(dòng)速度快、最大程度地節(jié)省材料等效果。

底部填充膠

在BGA器件與PCB基板之間形成高質(zhì)量的填充和灌封，需要運(yùn)用到的材料就是底部填充膠。它是一種高流動(dòng)性，高純度的單組份環(huán)氧樹(shù)脂灌封材料，填充間隙小、速度快，具有優(yōu)良的電氣性能和機(jī)械性能，可兼容多數(shù)無(wú)鉛和無(wú)錫焊膏，也可進(jìn)行返修操作。

其原理是利用毛細(xì)作用使得膠水迅速流過(guò)BGA 芯片底部，而毛細(xì)流動(dòng)的最小空間是10um，符合焊接工藝中焊盤(pán)和焊錫球之間的最低電氣特性要求，保障了焊接工藝的電氣安全特性。

底部填充膠通過(guò)創(chuàng)新型毛細(xì)作用在CSP和BGA芯片的底部進(jìn)行填充，經(jīng)加熱固化后形成牢固的填充層，從而降低芯片與基板之間因熱膨脹系數(shù)差異所造成的應(yīng)力沖擊，提高元器件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，增強(qiáng)BGA封裝模式的芯片和PCBA之間的抗跌落性能。

值得注意的是，使用膠槍時(shí)應(yīng)采用傾斜的方式進(jìn)行底部填充，可以解決溢膠寬度和散點(diǎn)問(wèn)題，有效保證膠水在芯片底部填充的效率。

德森精密多功能高速點(diǎn)膠機(jī)

作為深耕高端智能電子裝備行業(yè)十六年的高新企業(yè)——德森精密基于對(duì)點(diǎn)膠和底部填充工藝的深入研究，適時(shí)推出多款高配置的高速點(diǎn)膠機(jī)，采用無(wú)接觸的精準(zhǔn)噴射點(diǎn)膠技術(shù)。作業(yè)時(shí)能達(dá)到超高速度、超高精度以及超高工藝輔助，還支持噴射式點(diǎn)膠閥、螺桿式點(diǎn)膠閥、滑動(dòng)式點(diǎn)膠閥等多種閥門(mén)，覆蓋所有線路板組裝和微電子封裝工藝的點(diǎn)膠需求，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體點(diǎn)膠工藝、SMT點(diǎn)膠工藝、底部填充、包裸封裝、紅膠、UV膠、熱熔膠等場(chǎng)景中。

例如：德森精密Q600點(diǎn)膠機(jī)采用工控機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制卡雙重控制方式，配備CCD視覺(jué)定位系統(tǒng)，自動(dòng)校準(zhǔn)運(yùn)行精度，可選配激光高度檢測(cè)系統(tǒng)，滿足工件變形后自動(dòng)校準(zhǔn)Z軸高度，確保點(diǎn)膠的精度和效率。

隨著電路板器件封裝微小型化，點(diǎn)膠和底部填充工藝對(duì)各種元器件封裝質(zhì)量起到舉足輕重的影響。德森精密高速點(diǎn)膠機(jī)精益求精，以高精度、高速度、高品質(zhì)等優(yōu)勢(shì)深入解決行業(yè)存在的痛點(diǎn)難點(diǎn)，為SMT生產(chǎn)線的組裝效率和質(zhì)量提供穩(wěn)定可靠的保障。

點(diǎn)膠機(jī)配置結(jié)構(gòu)圖