市场对于缩小体积的需求,使CSP(如FLIPCHIP)得到较多应用,这样元件在SMT贴装后具有更小的占地面积和更高的信号传递速率。填充或灌胶被用来加强焊点结构使其能抵受住由于硅片与PCB材料的热膨胀系数不一致而产生的应力,SMT贴片加工厂通常会采用上滴或围填法来把晶片用胶封起来。许多这样的封装胶都需要很长的固化时间,对于在线生产的炉子来讲是不现实的,通常会使用成批处理的烘炉,但是垂直烘炉已经被证明可以成功地进行固化过程,并且其温度曲线比普通回流炉更为简单,垂直烘炉使用一个PCB传输系统来扮演缓冲区/堆积区的作用,这样就延长了PCB板在一个小占地面积的烘炉中驻留的时间。
市场对产品小型化的要求使倒焊片与DCA(倒装芯片技术)的应用越发的广泛。倒焊片技术是将芯片倒装后用焊球将其与基板直接焊接,这样可以提高信号传输速度及减少尺寸。
另一种是底部填充工艺,这是将填充材料灌注入芯片与基板之间的空隙中,这是因为芯片与基板材料之间膨胀系数不一致,而填充材料则能保护焊点不受这种应力的影响。还有是球状封顶以及围坝填充技术,这两种技术是用覆盖材料将已焊接的裸芯片加以封装的工艺。
底部填充包封材料起初应用于提高早期氧化铝(Al2O3)基材的倒装芯片的可靠性。在芯片最外围的焊点易疲劳而导致芯片功能失效。相对较小的硅片和基材间的热膨胀差异是芯片在经受热循环时产生这种问题的根源。这样,热循环的温度范围及循环的次数就决定了芯片的使用寿命。在芯片和基板间填充可固化的包封材料,可以很好地把热膨胀差异带来的集中于焊点周围的应力分散到整个芯片所覆盖的范围。
几乎所有这几种封装材料都需要很长的固化时间,所以用在线式连续生产的固化炉是不实际的,平时大家经常使用“批次烘炉”,但垂直烘炉的技术也趋于完善,尤其在加热曲线比回流炉简单时,垂直烘炉完全能够胜任。垂直烘炉使用一个垂直升降的传送系统作为“缓冲与累加器”,每一块PCB都必须通过这一道工序循环。这样的结果就是得到了足够长的固化时间,而同时减少了占地面积。
实事上SMT回流焊工艺的发展收到以下两方面的推动:
1、电子产品向短、小、轻、薄化发展。SMT贴片组装高密度化,SMC/SMD微细间距化,SMC/SMD品种规格系列化,特别是异型元件与机电元件日益增多,这诸多的新发展迫使作为SMT中的重要工艺回流焊工艺亦面临着挑战,需要不断地发展和完善以提高焊接质量和成品率。
2、人类文明发展到今天,控制三废(废气、废料、废水)保护环境已成为共识。传统的锡膏中含有助焊剂,其焊接后的残留物需要用氟里昂(CFC)及丙酮等溶剂来清洗,而这些溶剂都会对环境造成污染,为了避免污染相应出现了水清洗工艺和免清洗工艺还有新型焊锡膏。