芯片的偏斜原因有哪些?

一、问题

在电子工业的许多领域，都将倒装芯片结合到新产品中，呈现增长的规律。因此，必须理解许许多多的设计、材料、工艺和设备有关的变量，以保证该技术成功地实施和生存。例如，裸芯片的处理与贴装产生了通常在标准的表面贴装装配中不会遇到的新挑战。有一个顾客最近问，“我们看到在我们得倒装芯片装配工艺中偏斜芯片的数量在增加 - 什么可能会造成这个问题，我们如何纠正它？”

二、问题的解决

芯片偏斜是一个当处理裸芯片是可能偶尔发生的一个工艺问题。在倒装芯片装配工艺中的一些因数可能造成这种贴装缺陷，包括不适当的设备设定、不正确的工艺参数和不兼容的装配材料。另外，贴装精度不仅受芯片贴装工艺的影响，而且受其他制造工序的影响，诸如上助焊剂、板的传送和焊锡回流。迅速地决定和消除造成这个特殊偏斜问题的变量，经常对制造工程师们是一个挑战。

对于前面所提到的芯片偏斜的特殊情况，我们跟随一系列的方法步骤，以找到问题的原因和提供一个解决方法。在与该顾客一起工作时，初始的重点放在决定那个工艺步骤造成该问题。在上游与下游工艺上作工艺检查，主要是上助焊剂和焊锡回流，以决定每个工艺的潜在影响。在得出工艺与设备状况都在规格范围之内的结论和保证所有独立与非独立变量都正确之后，我们在客户的工厂对芯片贴装进行了观察。观察显示，不同的吸嘴类型在各种芯片批号上产生重大的偏斜作用。

然后，在一条表面贴装线上模拟了该贴装过程，各变量与条件和客户工厂所使用的一样。使用客户的实际产品和各种芯片批号，在贴装过程中，当使用两个吸嘴型号时进行高速摄影。影片显示在芯片被释放的同时芯片也粘附到B型吸嘴(橡胶)上，但是当使用A型吸嘴时没有芯片的粘附。进行贴装时没有使用助焊剂，以突出芯片对吸嘴的粘附情况。对板刚性支撑，以减少板的弹性作用。也收集了信息，以决定每个吸嘴类型对各种芯片批号的交互作用。

在芯片和吸嘴上的污染，以及芯片和吸嘴的表面光洁度，进行了彻底的调查。对吸嘴类型(新旧)和各个芯片批号两者的样品进行了特性分析，包括溶剂萃取法、电子扫描显微镜(SEM)和富利埃转换红外光谱分析(FTIR)。分析显示，背面凹处出现在失效的芯片批号上(大约30mm直径、8mm深度)。也发现有机化合物 - 主要是粘着的和自由的氢氧化合物族。这种情况可以导致芯片粘着问题，或者由于过大的粘附力，或者由于真空的局部效应。另外，FTIR分析揭示在旧的吸嘴(A型与B型两者)上有化合物族，表明有自由的氢氧化合物族，这些化合物族可能在有机酸、酒精和溶剂中发现。芯片粘着的可能原因是由于氢氧化合物族的相互作用或反应，造成芯片与吸嘴之间过大的粘着力。在贴装机器上安装了新的吸嘴，偏斜问题立刻得到纠正。

在这个特殊的案例中，芯片偏斜问题的解决只是简单的纠正。吸嘴表面的情况对于获得吸嘴与芯片之间适当的粘附与分开是关键的。适当的吸嘴表面清洁方法对于保证吸嘴(与贴装)的性能是关键的。