GBT51198-2016 微组装生产线工艺设计规范.pdf

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  • 发 布 人: 薛晓禅
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    以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的 工艺。

    市政工程施工组织设计braze welding

    在电路板特定区域运用机械的、化学的、电化学的、物理的方 法施加塑性的或非塑性的非导电薄层涂料,起环境保护和(或)机 械保护作用。

    3.1.1微组装主要生产工艺应包括芯片和基板贴装、互连、密封 工艺;辅助工艺包括真空烘焙、清洗、涂覆、测试工艺。 3.1.2微组装生产线加工工艺应根据混合集成电路、多芯片组件 等微组装产品的性能指标与质量要求确定

    3.1.1微组装主要生产工艺应包括芯片和基板贴装、互连、密封

    1微组装工艺应按温度从高逐步到低进行操作,各工艺应按 共晶焊、再流焊(表面组装)、倒装焊、粘片、引线键合、密封的次序 降序排列。 2半导体器件的贴装,应采取防静电措施。 3微组装工艺应符合电子元器件常规组装顺序规定: 1)先粘片后引线键合; 2)先进行内引线键合后进行外引线键合; 3)完成器件装连后应进行产品电性能测试。 4共晶焊、再流焊、表面组装、芯片倒装焊后,当有助焊剂残 留时应进行清洗,芯片倒装焊后应进行下填充。 5每一种微组装工艺完成后,应完成相应的工序检验

    3.2.1采用环氧贴装工艺应符合下列规定:

    1贴装发热量不高、对湿气含量无严格要求的中小功率器 件、无引线倒装器件、片式元器件以及将基板贴装到封装外壳中 时,宜采用环氧贴装工艺; 2有欧姆接触要求的器件应采用掺银或金的导电环氧胶进

    3无欧姆接触要求的器件宜采用绝缘环氧胶贴装; 4有散热要求的器件应采用导热环氧胶贴装。 3.2.2环氧贴装工艺的主要工序应符合下列规定: 1应按规定方法配制多组分浆料型环氧胶,环氧胶使用前应 充分搅拌均匀并静置或真空除泡;环氧胶在冷冻环境下贮存时,使 用前应在室温下放置,充分解冻; 2环氧贴装前待贴装件应保持洁净; 3可采用滴注点涂、丝网印刷、模板印刷等方法将环氧胶涂 布在基板上元器件待安装位置,手工或采用贴装设备将环氧膜片 排布在外壳底座上; 4将待安装的元器件准确放置在基板的环氧胶上,或将基板 或电路功能衬底压着在外壳底座上已排布好的环氧膜上,应按粘 接剂的使用要求完成粘接固化; 5宜采用加热、热压、紫外光照射等方法将粘接剂固化; 固化后应清除多余的环氧胶; 应用显微镜检查芯片、器件的外观和环氧贴装质量; 应对完成贴装后的元器件进行端头通断测试。 3.2.3 环氧贴装的工艺运行条件应符合下列规定: 1 贴装元器件工艺宜在等于或优于8级净化区中完成:; 2 固化过程应有排风系统; 3称量、混合、配胶、清洗工序应在通风柜内进行

    3.3.1再流焊工艺宜适用于元器件在基板上的表面组装或将基 板焊接在外壳底座中。

    3.3.2再流焊工艺的主要工序应符合下列规定:

    应采用软合金焊料膏,使用前应充分搅拌均匀并静置排泡; 宜采用模板印刷、滴注点涂方法将适量的焊料膏涂布在基

    3.4.1共晶焊工艺应适用于要求散热好的大功率电路芯片或基 片、要求接触电阻小的高频电路芯片,以及要求湿气含量非常低的 混合电路的贴装或封帽。

    3.4.2共晶焊的主要工序应符合下列规定

    1共晶焊前,应对基板和载体进行清洗并烘干; 2应选择共晶焊料和焊接母体表面粗糙度; 3应将裁剪好的合金预制焊片置于基板(外壳)底座上,将待 安装的各元器件(基板)准确放置在对应的焊片上,通过温度、时 间、气氛要求完成共晶; 4采用含金的合金焊料时,芯片背面应淀积金层;采用以锡 钢为主要成分的低共熔温度软合金焊料时,芯片背面应淀积镍、银 层或镍金层; 5当共晶焊料中含有助焊剂时,焊接后的器件应清洗去除焊 料、焊剂的残渣; 6焊接完成后,应无损检测芯片、基板外观和焊接的空洞率。

    3.4.3共晶焊的工艺运行条件应符合下列规定: 1共晶焊工艺宜在等于或优于8级净化区中完成: 2共晶焊应在氮气或氮氢混合气体的保护气氛中进行; 3当共晶焊与环氧贴装用于同一电路时,应先完成操作温度 高的共晶焊再进行环氧贴装; 4手动共晶焊工艺可使用压缩空气; 5多个工序采用共晶焊工艺时,前道工序选用焊料的共晶温 度应高于后道工序

    1引线键合工艺适用于将电路内部的芯片、基板、外壳引脚 上的金属化键合区一一对应互连形成电气连接; 2按所施加能量方式的不同,引线键合工艺可分为热压键 合、超声波键合、热压超声波键合; 3按引线键合形式的不同,引线键合工艺可分为球形键合和 楔形键合; 4按键合材料的不同,引线键合工艺可分为金丝键合、铝丝 键合、铝硅丝键合、铜丝键合。

    筷形键合; 4按键合材料的不同,引线键合工艺可分为金丝键合、铝丝 键合、铝硅丝键合、铜丝键合。 3.5.2引线键合的主要工序应符合下列规定: 1引线键合前宜先校验引线键合规范,确认工艺参数的稳定 性,并检查基板材料可键合性; 2键合前应保证键合区域清洁; 3应根据装配图纸要求确定引线材料、型号和尺寸,引线安 置在键合工具的过程中应保证引线表面的清洁; 4应按装配图纸要求,并应按正确的位置与方向要求将待键 合的引线准确键合在相应的焊盘上; 5进行热超声金丝球形键合时,应调整好EFO打火强度及丝 尾端与打火杆的间隙大小,成球的直径宜为金丝直径的2倍~3倍:

    6采用金丝进行铝键合区IC芯片的引线键合时,键合加热 温度不宜高于150℃; 7应控制超声功率、超声时间、键合压力和键合温度,并应确 保不损伤芯片、有较大的键合强度和好的焊点形态; 8应选择劈刀规格,楔形劈刀的刀尖宽度、针形劈刀(焊针) 的轴孔直径宜为引线直径的1.3倍~1.6倍; 9焊点应落在焊盘中心,牢固、无虚焊、无短路; 10引线键合后应在显微镜下目检引线和键合质量,并应进 行键合拉力测试。 3.5.3引线键合的工艺运行条件应符合下列规定: 1 引线键合工艺宜在等于或优于7级净化区中进行; 2手动引线键合工艺可使用压缩空气; 3选用铜线进行引线键合时,宜在氮气或氮氢混合气体的保 护气氩中进行

    1引线键合工艺宜在等于或优于7级净化区中进行; 2手动引线键合工艺可使用压缩空气; 3选用铜线进行引线键合时,宜在氮气或氮氢混合气体的保 护气氛中进行

    1原芯片电极焊区应制作金属过渡层,在金属过渡层上可制 作金凸点、钢凸点、镀金镍凸点、锡铅凸点和无铅凸点; 2金凸点、镀金焊盘的组合,可采用超声热压焊实现焊接

    互连; 3双组分粘接剂使用前应按比例配制、搅拌均匀并静置排 气,单组分粘接剂宜贮存在一40℃的冷冻环境中,使用前应在室温 下充分解冻并搅拌均匀、静置或真空排气; 4由焊料构成的凸点,可在焊盘或凸点上涂敷助焊剂,然后 将待安装的芯片面朝下放置在基板上,按要求固化后通过“温度 时间”曲线进行焊料再流,完成芯片与基板的倒装焊接; 5采用下填充和固化工艺时,下填充操作时应倾斜基板,精 确控制填充胶量; 6倒装焊后应清洗除净焊接产生的污染,再烘干或晾干产品; 7芯片倒装及下填充完成后,应目检倒装焊质量,无损检测 芯片凸点电极与其基板焊区间的对准精度,并应测试所倒装芯片 的抗剪切强度。 3.6.3倒装焊的工艺运行条件应符合下列规定: 1倒装焊工艺宜在等于或优于7级净化区中进行;

    倒装焊工艺宜在等于或优于7级净化区中进行; 2 倒装焊工艺中芯片的安装、互连应同时完成; 31 倒装焊应在氮气或氮氢混合气体的保护气氛中进行

    .7.1采用钎焊工艺应符合下列

    1电路内部湿气、氧气含量均较低,且有气密性要求的电连 接器与壳体组装时应采用钎焊工艺; 2有大面积接地要求的电路基板与载体或壳体的组装,以及 接插件与封装壳体不同组成部分之间的高精度拼装时应采用钎焊 工艺; 3在微电子产品的封装过程中,对金属或陶瓷腔体绝缘子、 接头或者盖板的焊接时应采用钎焊工艺; 4针焊工艺用于小腔体的金属及陶瓷封装的封盖时,芯片及 电路应耐高温;

    5待针焊表面可针焊性宜采用厚膜、薄膜或镀覆技术进行金 属化; 6钎焊工艺可采用二元或多元共晶焊料合金焊膏的形式,也 可采用预制焊片的形式,盖板与壳体热膨胀系数应匹配。

    3.7.2针焊的主要工序应符合下列规定:

    1应根据工艺要求选择成分稳定、无氧化、表面平整的焊料, 根据焊接温度选用焊料及使用量: 2焊接前应通过真空烘焙,通氧气或湿氢的方法,去除待焊 件及焊料片表面的油污及氧化层; 3放置焊料应牢靠,并应使焊料的填缝路程最短,根据工艺 规定可涂敷阻焊剂或阻流剂,对钎焊缝外围涂层和透气孔周围微 电路线条实施阻焊; 4根据焊料种类与工艺要求选择保护气氛和温度曲线,前道 工艺焊料的熔化温度应高于后道工艺的操作温度,盖板结构设计 应合理,封盖焊接过程中应使焊料的流动减至最低限度; 5在二元或三元合金焊料熔融温度下进行针焊密封时,针焊 峰值温度应高于焊料合金液相温度20℃50℃; 6当组装过程包含多道钎焊工艺时,应采用温度梯度钎焊, 相邻两道针焊工艺焊料的液相温度相差宜大于30℃; 7有焊透率要求的电路基板的组装,需根据基板尺寸选择焊 膏进行钎焊,基板应包含透气孔; 8当组件包含多个部件一体化针焊时,宜采用工装夹具; 9钎焊完成后应清洗焊接件,去除焊渣及助焊剂; 10使用显微镜目检焊缝是否有裂纹、缝隙等缺陷,有缺陷应 重新补焊; 11针焊密封后应进行粗检漏和细检漏。

    3.7.3钎焊的工艺运行条件应符合下列规定:

    1对内部湿气、氧气含量要求比较低且有密封性要求的电 路,应采用平行缝焊工艺; 2待焊接材料为阻热高的材料,密封过程中采用局部加热 封装体的升温较低、对温度较敏感的电子元器件的封装时,应采用 平行缝焊工艺; 3对可伐合金、10号钢等电阻率较高、导热性能差的金属或 合金组件的气密电阻熔焊时,应采用平行缝焊工艺; 4对边缘为矩形、圆形等规则形状盖板的外壳进行焊接,宜 采用平行缝焊工艺。

    1应检查被焊件是否满足焊接结构和尺寸要求,并应清洗被 焊件表面; 2应根据腔体与盖板的大小和厚度,散热情况的差异选择或 编辑适宜的平行缝焊封盖程序,合理选择电极移动的速率、电流脉 冲的强度和持续时间、脉冲之间的时间间隔、电极对盖板的压力 电极移动的距离等平行缝焊工艺参数,盖板焊接部位厚度宜为 0.1mm~0.15mm,新程序试封后宜进行检漏实验,合格后方进行 正式封装; 3平行缝焊材料体系的组成要求应根据材料的热膨胀系数 决定; 4组件内部水汽含量要求严格时,应将焊接件及对应的盖 板、夹具放人烘箱中,充人氮气并抽真空,真空度达到规定要求时 开始加热并应保温一段时间; 5应确认手套箱内水汽含量达标后,将烘烤后的产品移入 缝焊操作箱(手套箱)并关严箱门,宜在4h内完成密封,当产品

    在操作箱内滞留12h以上未密封时,应重新烘烤后才能进行 密封; 6应将盖板按规定方位压置在外壳底座上且二者边缘精确 对准,再启动缝焊程序;应先进行分步封盖操作,确认程序无误后 方可进行自动封盖操作,平行缝焊机的运行速度不宜过快; 7盖板为矩形的外壳,宜先焊好长度方向上两条对边的平行 焊道,再使壳体转90°后焊好宽度方向上另两条对边的平行焊道, 两对焊道在起始点处应相互重叠形成闭合的密封焊道,矩形盖板 的长、宽尺寸应对应小于壳体(底座)长、宽0.05mm~0.1mm; 8盖板为圆形的外壳,应使两个通有连续大电流脉冲的同轴 缝焊电极压在盖板顶面的圆周边沿上,相对于壳体与盖板完成不 小于180°的圆弧运动后实现缝焊密封,圆形盖板直径应小于壳体 直径0.05mm~0.1mm; 9封装的最长尺寸不超过25mm时,宜选用厚度0.1mm~ 0.15mm的薄板形盖板;封装的最长尺寸大于25mm时,宜选用中心 区域厚度0.25mm~0.4mm、四周边缘区厚度0.1mm~0.15mm的 台阶形盖板; 10应将已熔焊密封的产品移入与缝焊操作箱相连的充有正 压氮气的密封箱中,关严操作箱侧门,再从密封箱移出; 11平行缝焊后用显微镜检查焊缝应连续平整,不应有裂纹 等缺陷; 12应进行粗检漏和细检漏,并应测试其漏率。 3.8.3平行缝焊的工艺运行条件应符合下列规定: 1平行缝焊工艺宜在等于或优于8级净化区中进行; 2平行缝焊应在湿气含量小于或等于40ppm的正压氮气或 正压氮氮混合气体环境的手套箱内完成; 3缝焊操作箱应在氮气或氮氮混合气体吹扫8h以上方能投 入缝焊操作,且日常应保持正压环境;

    1平行缝焊工艺宜在等于或优于8级净化区中进行; 2平行缝焊应在湿气含量小于或等于40ppm的正压氮气可 正压氮氮混合气体环境的手套箱内完成; 3缝焊操作箱应在氮气或氮氮混合气体吹扫8h以上方能摄 入缝焊操作,且日常应保持正压环境; 4封盖时干燥箱内气体环境的压力不应高于常压,

    3.9.1采用激光焊工艺应符合下列规定:

    1对有密封要求的电路,且焊接面为钢、镍、锌、铝等材料时: 应采用激光焊工艺; 2内部气氛要求严格的金属或金属基复合材料组件的气密 封装时,应采用激光焊工艺; 3激光焊可分为脉冲激光焊和连续激光焊; 4待焊接材料为金、银时,不应采用激光焊接。 3.9.2激光焊的主要工序应符合下列规定: 1焊接前应对焊件及焊接材料表面做除锈、脱脂处理,并应 进行酸洗、有机溶剂清洗或物理方法打磨去除表面杂质; 2对焊件真空烘焙,应排除焊件内部的水汽; 3运行焊接程序前,应先用激光打点进行焊件定位,焊接过 程中焊件应夹紧,激光光斑应落在待焊件中间位置,光斑在垂直于 焊接运动方向对焊缝中心的偏离量应小于光斑直径; 4脉冲激光焊时,应设置脉冲能量、脉冲宽度、功率密度、离 焦量等工艺参数; 5连续激光焊时,应设置激光功率、焊接速度、光斑直径、离 焦量、保护气氛等工艺参数; 6有气密要求的电路,其壳体与盖板之间的配合应控制在 0.1mm内; 7可添加金属做辅助材料,焊接过程被焊金属部位应有充分 的熔深,焊接能量不宜过大; 8激光焊接后应清除飞溅物落在焊件上形成的瘤状物; 9 应在显微镜下观察焊缝,焊缝应光滑连续,无气孔、裂纹等 缺陷; 10激光焊接后应进行粗检漏和细检漏。

    3激光焊工艺运行条件应符合

    激光焊工艺宜在等于或优于8级净化区中进行; 激光焊应在氮气、氩气等气氛中进行。

    5:10.1对有表面焊接性能安求及表面有非等电组分的到装材科 在使用前可采用涂覆工艺,使其表面形成可焊性的金属化涂覆层。 3.10.2涂覆的主要工序应符合下列规定: 1进行超声清洗处理电路板表面的助焊剂、离子污染,不应 损伤已经装配好的敏感元件: 2应对所要涂覆材料进行微蚀处理和活化处理; 3应对所要涂覆材料沉积适当的金属膜层; 4电路中不需要涂覆的地方,应使用压敏胶带等进行掩模保 护并烘干; 5应选择与电路浸润性良好,能够承受在涂覆工艺之后高温 存储、温度循环等后续的其他工艺所带来的高温条件的涂覆漆;按 照合理的比例配方涂覆漆与二甲苯,配好后充分搅拌并静置20min; 6应按涂覆漆厂家提供的焙烤参数设置烘箱的焙烤温度和 焙烤时间,使电路充分固化,涂层应均匀致密、无针孔、水汽透过率 低、对基板附着力良好且收缩或张应力较小; 7涂覆后应进行热处理去除应力; 8应根据焊接温度对涂覆层进行相应的温度考核。 3.10.3涂覆工艺运行条件应符合下列规定: 1 涂覆工艺宜在等于或优于8级净化区中进行; 2涂覆工作室应保持洁净干燥,温度应在20℃~25℃,相对 湿度应在40%~60%; 3涂覆宜采用涂覆机自动完成; 4 涂覆应布置在单独房间内; 5涂覆间应设置强制排风措施; 6涂覆间送回风系统应单独设置。

    3.11.1采用真空烘焙工艺应符合下列规定:

    1对分子污染高度敏感的器件焊接封装时,应采用真空烘焙 工艺; 2 在惰性气体中进行微波器件焊接封装时,应采用真空烘焙 工艺; 3在惰性气体中进行混合电路盒体焊接封装时,应采用真空 烘焙工艺; 4模块进行密封或者真空焊接前去除内部的水汽或其他吸 附性气体成分时.可采用直空烘焙工艺

    3在情性气体中进行混合电路盒体焊接封装时,应采用真空 烘焙工艺; 4模块进行密封或者真空焊接前去除内部的水汽或其他吸 附性气体成分时,可采用真空烘焙工艺。 3.11.2真空烘焙主要工序应符合下列规定: 1真空焙烘系统在烘烤组件前应进行烘烤,确认系统正常; 2抽真空至100Pa,根据需要设定一定的除气温度和时间 开始加热除气,加热温度不应超过组件、器件的最高耐受温度,但 应高于组件工作温度10℃以上; 3系统回温,热沉温度应低于组件和烘烤温度; 4应根据组件内部水汽及氧气含量要求,设置时间、温度、烘 焙压力等工艺参数; 5根据组件封盖后内部保护气氛的要求,真空烘焙后应进行 相应保护气体的回充。

    1真空烘焙工艺宜在等于或优于8级净化区中进行; 2 真空烘焙工艺的回充气体应为氮气或其他惰性气体

    3.12.1采用清洗工艺应符合下列规定:

    12.1 采用清洗工艺应符合下列规定: 1 微组装工艺宜采用气相清洗、超声清洗、等离子清洗方式; 2 对微组装中基板、金属腔体、组件、电路片上需要清除的颗

    粒、油污、助焊剂、氧化物、多余物去除时,应采用清洗工艺; 3电路上、焊料上等残留氧化物、引线键合焊盘上氧化物、多 余的环氧粘接剂的清除宜采用等离子清洗; 4焊接后残余的助焊剂、毛发、油污、油脂等污染物的清除 在超声振动不影响待清洗件可靠性及使用性的情况下宜采用超声 清洗;否则宜采用溶剂清洗或气相清洗; 5含有晶体器件、陶瓷器件的组件的清洗,有裸芯片的、键合 金丝后的清洗不宜采用超声清洗; 6微组装清洗工艺的工作媒介宜为化学溶剂、等离子体气 体、紫外臭氧气氛、水。 3.12.2清洗主要工序应符合下列规定: 1清洗过程宜包括初洗、漂洗、烘干,按清洗介质不同可采用 水洗、半水洗和溶剂洗,清洗应在焊后及时进行; 2应根据助焊剂的成分选择清洗剂; 3清洗电路片时,应加热清洗或在异丙醇中超声清洗脱水, 然后烘干或用氮气吹干; 4金属腔体、盖板及绝缘子的清洗可采用超声气相清洗,在 加热的清洗剂中超声清洗,接着冷却漂洗,然后蒸汽清洗,最后氮 气吹干;表面污染严重或去除氧化物时,应加入抛光剂; 5等离子清洗工艺应根据应用范围合理选用等离子气体,设 置等离子清洗的气体的激发功率、清洗时间、真空度、温度; 6清洗完成后,应按要求晾干或烘干洗后元器件及在制品 并应在10倍~30倍放大的体视显微镜下且检产品质量

    3.12.3清洗工艺运行条件应符合下列规定:

    1 清洗工艺应在7级净化区中进行; 2 清洗工艺中的水洗宜配置纯水系统; 3 清洗工位应建立强制排风环境; 4清洗后的废液处理应符合现行国家标准《电子工程环境保 护设计规范》GB50814的有关规定

    5进行清洗工艺时应严格遵守化学品、危险品的安全使用操 作规范。

    1贴装工艺后的测试应包括显微镜检、万用表测试接地电 阻,是否短路、无损检查共晶界面的空洞以及芯片剪切强度测试; 2引线键合后的测试应包括显微镜检、破坏性以及非破坏性 引线键合强度的键合拉力测试: 3倒装焊后可进行高温和热循环实验,然后采用电测试、边界 扫描或功能测试的方法,检查芯片的短路和开路;或者采用自动光学 险测、自动无损检测、声学检测方法检测芯片焊接界面的微观特性: 4基板针钎焊后应采用无损方法进行空洞率测试; 5钎焊、平行缝焊、激光焊等工艺后应进行外观检查和腔体 气密性测试,有特殊要求的产品还应进行无损检查

    阻,是否短路、无损检查共晶界面的空洞以及芯片剪切强度测试; 2引线键合后的测试应包括显微镜检、破坏性以及非破坏性 引线键合强度的键合拉力测试; 3倒装焊后可进行高温和热循环实验,然后采用电测试、边界 扫描或功能测试的方法,检查芯片的短路和开路;或者采用自动光学 检测、自动无损检测、声学检测方法检测芯片焊接界面的微观特性; 4基板针焊后应采用无损方法进行空洞率测试; 5钎焊、平行缝焊、激光焊等工艺后应进行外观检查和腔体 气密性测试,有特殊要求的产品还应进行无损检查。 3.13.2测试过程的主要工序应符合下列规定: 1测试前应按照图纸及技术要求对待测件进行状态检查,检 查测试设备状态,并应按技术要求对测试设备相关参数进行设置: 2应记录各项测试项目测试参数; 3测试之后应对所测参数进行核对; 4用显微镜进行外观检查时,一般电路可使用30倍~60倍 显微镜,芯片检查应根据特征尺寸采用高倍显微镜; 5芯片剪切强度测试、键合拉力测试、高温和热循环试验宜 采用抽样测试; 6引线表面、引线下面或引线周围有用于增加键合强度的任 可粘接剂、密封剂或其他材料时,应在使用这些材料以前进行试验; 7有气密性要求的产品中,腔体上焊接有绝缘子或接头的 应在绝缘子惧清洗后生进行检漏测试检验合格的产品方可进

    3.13.2测试过程的主要工序应符合下列规定

    1测试前应按照图纸及技术要求对待测件进行状态检查,检 查测试设备状态,并应按技术要求对测试设备相关参数进行设置; 2应记录各项测试项目测试参数; 3测试之后应对所测参数进行核对; 4用显微镜进行外观检查时,一般电路可使用30倍~60倍 显微镜,芯片检查应根据特征尺寸采用高倍显微镜; 5芯片剪切强度测试、键合拉力测试、高温和热循环试验宜 采用抽样测试; 6引线表面、引线下面或引线周围有用于增加键合强度的任 何粘接剂、密封剂或其他材料时,应在使用这些材料以前进行试验: 7有气密性要求的产品中,腔体上焊接有绝缘子或接头的 应在绝缘子钎焊清洗后先进行检漏测试,检验合格的产品方可进 行之后的组装操作。

    4.1.1微组装生产线工艺设备应包括环氧贴装设备、共晶焊设 备、引线键合设备、密封设备、涂覆设备、清洗设备、测试设备。 4.1.2微组装生产线加工设备与检测仪器应根据生产线组线方 式、加工产品、生产规模、生产效率、运行管理与成本控制目标、节 能环保要求等因素配置。

    4.1.1微组装生产线工艺设备应包括环氧贴装设备

    4.1.3微组装设备选型应符合下列规定:

    1应按照产品的结构型式、工艺途径、所用材料、加工流程、 加工精度确定工艺设备种类,根据生产线的产能和产量需求,均衡 配置各工艺的设备数量; 2需保证高产能、高生产效率时,应选用具有图形自动识别、 产品数据文件接收、编程控制、学后认知等能力的自动化设备; 3研制与小批量生产加工、依靠操作人员技能水平保障加工 质量时,可选用性能价格比高、投资较少的手动型微组装设备。

    4.2.1环氧贴装工艺可选用点胶机、蘸胶机、丝网印刷机和粘片 机,少量的元器件粘接可采用手动点胶,批量生产可采用丝网印刷 或半自动和全自动粘片,

    4.2.2环氧贴装工艺设备配置应行

    1点胶机应配置承片台、显微镜、照明装置和滴针,压力控制 点胶的设备应配置压缩空气系统实现环氧树脂胶的滴注,通过调 节点胶压力、点胶时间、滴针口径、环氧粘度与触变性等参数,控制 所滴注的胶量;

    2丝网印刷机应配置承片台、视觉系统、刮板、网版或模板, 通过改变网版目数、膜厚或模板厚度、刮板压力、速度和硬度、环氧 粘度与触变性等参数,控制所印涂的胶层厚度; 3粘片机应配置承片台、视觉与操作随动系统、显微镜、照明 装置和吸嘴,并应配置真空系统实现粘片; 4自动粘片机应具有通过程序控制实现图形自动识别、自动 滴注、自动吸片、自动对准、自动贴片的功能

    4.4.1共晶焊工艺可选用共晶机、共晶炉,并宜符合下列规定:

    4.4.1共晶焊工艺可选用共晶机、共晶炉,并宜符合下列规定: 1被贴装芯片的面积不大于2mm×2mm时,应选用手动或 自动共晶机进行逐一共晶焊,同一基板上同一温度下使用同种焊 料共晶焊的芯片不应超过3个; 2多芯片贴装或被贴装芯片的面积大于6mm×6mm时,应 选用真空共晶炉进行共晶焊,并应设计焊接工装; 3被贴装芯片的面积在2mm×2mm到6mm×6mm之间 时,应根据具体情况选择工艺设备;

    4不使用焊料,直接将两种金属的界面加热到不小于它们 共熔温度进行共晶焊时,应选用具有摩擦功能的共晶机

    4.4.2共晶焊工艺设备配置应符合下列规定:

    4.5引线键合工艺设备

    4.5.1引线键合工艺可选用手动、半自动或全自动丝焊机,并宜 符合下列规定: 1楔形键合可选用楔形键合机,球形键合可选用球形键 合机; 2铝丝键合可选用铝硅丝楔焊机和粗铝丝楔焊机,金丝键合 可选用金丝球焊机和金丝楔焊机

    4.5.2引线键合工艺设备配置应符合下列规定

    1金丝球焊机应配置承片台、操作随动系统、显微镜、照明装 置和针形劈刀,利用“热能十超声能”、使用针形劈刀和高纯微细金 丝实现第一、第二焊点分别为球形焊点、半月形楔形焊点的引线键 合,应能设置和渐进调节承片台温度、超声能量和施加时间、劈刀 压力、电子打火(EFO)强度等关键工艺参数; 2铝硅丝楔焊机和粗铝丝楔焊机应配置有承片台、操作随动 系统、显微镜、照明装置和楔形劈刀,利用超声能并辅助利用热能

    使用楔形劈力和微细铝硅丝(粗铝丝)实现第一、第二焊点均为高 尔夫勺形形焊点的引线键合,也可实现微细金丝的楔形键合,应 设置和渐进调节超声能量和施加时间、承片台温度、劈刀压力、夹 丝夹力等关键工艺参数。

    4.6.1焊料凸点倒装焊工艺可选用倒装贴片机和再流焊

    f.6.1 焊科凹点倒装焊工 艺可选用倒装贴片机和再流焊炉 及下填充机,并宜符合下列规定 1超声热压倒装焊工艺可选用倒装焊机和下填充机; 2聚合物互连粘接倒装工艺可选用点胶机、倒装贴片机 装焊机和下填充机

    2聚合物互连粘接倒装工艺 装焊机和下填充机。 4.6.2倒装焊工艺设备的配置应符合下列规定: 1倒装贴片机应配置承片台、倒装图形对准识别系统、操作 随动系统、照明装置和吸嘴,利用真空实现凸点芯片的倒装贴片, 可通过吸嘴吸片、通过倒装图形对准识别系统与操作随动系统对 准粘片,并可通过改变真空度、更换吸嘴规格等方法适应不同规格 凸点IC芯片的贴片; 2下填充机是一种用于下填充工艺的点胶机,可通过液态材 料在缝隙中的毛细流效应充填满倒装凸点芯片与基板间的空隙; 3倒装焊机应配置承片台、倒装图形对准识别系统、操作随 动系统、照明装置、吸嘴以及供应保护气氛的装置,应能设置和渐 进调节承片台温度、超声能量和施加时间、局部热风温度及加热时 间、焊接压力等关键工艺参数,利用“热能十超声能”实现凸点芯片 的倒装焊接,可通过吸嘴吸片、通过倒装图形对准识别系统与操作 随动系统对准并通过改变真空度、更换吸嘴规格等方法适应不同 规格凸点IC芯片的贴片。

    4.6.2倒装焊工艺设备的配置应符合下列规定:

    4.7.14 针焊工艺可选用热台、链式钎焊炉,并宜符合下列规定

    1表面积小或要求不高的腔体可在热台上焊接,表面积大、 散热快或有特殊要求腔体可在烘箱或链式钎焊炉中进行; 2不需要使用助焊剂的焊料的针焊,可采用回流焊进行钎焊 密封; 3采用焊膏进行针焊时,应选用红外热风回流炉或气相焊 炉,带速或传递速度设置应使得组件不同部位受热均匀; 4采用预制焊片进行焊接时,应选用链式针焊炉,并应采用 惰性气氛或惰性加还原性气氛。

    4.7.2链式钎焊炉通过产品在炉膛内随网带的运行,经历“加热

    4.8平行缝焊工艺设备

    4.8.1平行缝焊工艺主要应选择平行缝焊机。

    温度、真空度及烘烤时间等关键工艺参数完成封装

    4.9.1激光焊工艺主要应选择激光焊接机,激光点焊时应选

    .9.1激光焊工艺主要应选择激光焊接机,激光点焊时应选用脉 中激光焊接机,激光缝焊时可选用脉冲激光焊接机或连续激光焊 接机,可根据组件封装的具体要求选用

    .9.2激光焊工艺设备的配置应符合下列规定

    1激光焊机应配置有激光焊机电源、承片台、定位夹具、激光 器及激光焊气氛供应与监测系统,并配备有相应的操作箱(手套箱) 和真空烘焙设备,真空焙烘设备应与激光焊接设备手套箱连接; 2连续激光焊所使用的焊接设备宜为二氧化碳(CO2)激 光器; 3脉冲激光焊所使用的焊接设备宜为钇铝石榴石晶体 (Nd:YAG)激光器; 4当对组件内部气氛有要求时,激光焊接设备应配备具有气 体净化和监测功能的焊接手套箱及组件中转箱

    4.10.1 涂覆应采用涂覆机自动完成。 4.10.2 涂覆工艺设备的配置应符合下列规定: 1 前处理设备应包含超声清洗设备、带通风橱的化学处理 设备; 2 应根据所要涂覆材料的属性和膜层沉积的方式,选择相应 的设备,如化学镀设备、真空镀膜设备、电镀设备等; 3应具有涂覆膜层厚度的检测设备。

    4.11真空烘焙工艺设备

    4.11.1真空烘焙工艺可选用真空烘箱。

    .1真空烘焙工艺可选用真空

    1真空烘焙工艺可选用真空烘箱。 2 真空烘焙设备应配置抽排风装置和机械泵,设备应与组

    4.11.2真空烘焙设备应配置抽排风装置和机械泵,设

    件封装设备连接,真空烘焙温度和时间可进行实时监测,真空度应 低于10Pa。

    4.12.1清洗工艺可选用超声波清洗设备、气相清洗设备、等离子 洗设备,并宜符合下列规定: 1清洗工艺宜采用溶剂法清洗; 2污染不严重而洁净度要求较高的,可采用间歇式气相 清洗; 3大批量表面贴装组件(SMA)清洗,可采用连续式气相清 洗工艺; 4污染较严重的表面贴装组件(SMA)清洗,可采用沸腾超 声清洗; 5大批量在线清洗系统且对环境要求较高时,可采用水基清 洗(皂化法或净水法)或半水基清洗; 6超声清洗设备不宜用于电子元器件的清洗。 4.12.2清洗设备组合与配置应根据产品需求选择

    4.13.1测试设备的最大测试量程、测试精度等指标,应满足被测 件测试要求,可根据不同测试参数选择专用测试设备或通用测证 设备进行测试。

    4.13.2密封性能测试设备配置应符合下列规定

    4.13.3引线键合拉力测试设备的配置应符合下列

    4.13.4共晶焊接和环氧贴装剪切力测试设备的配置应符合

    ±5%或剪切力达0.5N;

    2应配置用来施加测试所需力的带有杠杆臂的圆形测力计 或线性运动加力仪。 4.13.5芯片和其他元件共晶焊接的空洞率测试可选用X射线 设备。 4.13.6完成贴装后元器件的端头通断测试可选用数字多用表 其配置应符合下列规定: 1应有蜂鸣档,当测试电阻小于0.5Q2时,应出现短路报警 鸣叫; 2 应有低、中、高阻电阻值挡,并应适于测试10m2~100M

    设备。 4.13.6完成贴装后元器件的端头通断测试可选用数字多用表: 其配置应符合下列规定: 1应有蜂鸣档,当测试电阻小于0.5α时,应出现短路报警

    4.13.6完成贴装后元器件的端头通断测试可选用数字多用

    1应有蜂鸣档,当测试电阻小于0.52时,应出现短路报警 鸣叫; 2应有低、中、高阻电阻值挡,并应适于测试10m2~100MΩ 的阻值; 3宜配置四线测试功能及自检校准功能; 4宜配置表笔。 4.13.7制品、元件、构件等外观质量的放大检查可选用体视显微 镜,其配置应符合下列规定: 1放大倍数宜配置7倍~20倍、10倍~30倍、30倍~60 倍、60倍~100倍、100倍200倍等几种; 2应配置光强可调节的顶视照明系统; 3应具有双目镜孔距调节、焦距粗调与微调、单目焦距复调 等功能。

    5.1.1微组装生产线规划应力求工艺流程合理,人流、物流通畅;

    5.1.1微组装生产线规划应力求工艺流程合理,人流、物流通畅;并 应按工艺生产、动力辅助、仓储、办公与管理等功能区进行总平面布置, 5.1.2厂房洁净区位置应环境清洁,远离强振源,动力供应便捷 5.1.3微组装生产线厂房人流、物流出入口应分开设置。 5.1.4洁净区宜设置人员净化用室和物料净化设施 5.1.5微组装生产线布置在多层厂房内时,应设置垂直运输电梯

    5.2.1微组装生产线工艺区划应按照生产工艺流程为主线展开 核心生产区应包括贴装区、芯片组装区、封装区、调试区、物料储有 区、检测区,生产支持区应包括更衣区、物料净化区、清洗区。微组 装生产线应采用图5.2.1所示工艺流程

    人防标准规范范本图5.2.1微组装生产线工艺流程图

    .2.2微组装生产线厂房工艺区划应包括下列内容: 1产品的工艺流程;

    2广房建筑、结构形式; 3主要动力供给方向; 4 产品产量、生产线种类和设备选型数量; 5 清洗间、涂覆间等特别工作间的安排; 6 微组装生产线厂房设置参观走廊。 5.2.3 洁净区内人员净化用室、生活用室及吹淋室的设置,应符 合下列规定: 1人员净化用室应根据产品生产工艺要求和空气洁净度等 级设置; 2人员净化用室宜包括雨具存放、换鞋、存外衣、洗间、更 换洁净工作服、空气吹淋室等; 3 洁净工作服洗涤间、干燥间等用室,可根据需要设置。 5.2.4 人员净化用室和生活用室的区划,应符合下列规定: 1人员净化用室人口处,应设置净鞋设施; 2存外衣和更换洁净工作服的设施应分别设置; 3外衣存衣柜应按最大当班人数每人一柜设置; 4 盛洗间宜设置在洁净区外。 5.2.5洁净区内的设备和物料出入口应独立设置,并应根据设备 和物料的特征、性质、形状等设置净化用室及相应物料净化设施。 物料净化用室与洁净室之间应设置气闸室或传递窗。

    1人员净化用室人口处,应设置净鞋设施; 27 存外衣和更换洁净工作服的设施应分别设置; 3 外衣存衣柜应按最大当班人数每人一柜设置; 4 盛洗间宜设置在洁净区外

    和物料的特征、性质、形状等设置净化用室及相应物料净化设施。 物料净化用室与洁净室之间应设置气闸室或传递窗。

    5.3.1设备布置应预留人流、物流通道和设备安装入口、设备更 新和检修场地垫圈标准,设备之间应有安全操作距离。 5.3.2易造成污染的物料应设置专用出人口。 5.3.3微组装生产线厂房内,靠近生产区宜设置与生产规模相适 应的原辅物料、半成品和成品、工装夹具存放设施。 5.3.4清洗、涂覆、焊接和返修工序应设置单独的排风系统

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