去年夏天在東南亞期間，我和 Indium 的技術團隊有機會與一家主要設備供應商討論倒裝晶片浸錫製程。其中一個主題是裝置（凸起封裝或晶片）從 倒裝 晶片助焊劑浸錫盤中「拾取」，以及不同的因素如何影響裝置是否能夠從粘稠的助焊劑中「移除」。這些討論同樣適用於所有助焊劑和焊膏浸錫製程，從倒裝晶片到 MEMS 封裝組裝，再到 WL-CSP 助焊劑浸錫。
有件事一直是個謎，那就是為什麼小裝置比大裝置更難從浸漬盤裡取出來。這似乎有違邏輯，因為較小的裝置：
- 將更輕（質量更低），因此這應該使拾取更容易，而不是更困難
- 在相同的 I/O 尺寸和密度（每單位面積的 I/O 數量）下，如前所述，延展黏度（「粘性」）的影響應該與裝置面積成線性比例。因此通量接觸面積應該沒有影響。
我們了解到還有第三個方面需要考慮：裝置與真空吸頭對齊的精確度。
這個精確度是裝置中心與拾取噴嘴中心對齊細緻程度的函數。可以想像，最糟糕的情況是真空吸頭位置不準確時，必須吸起在外包裝中（捲帶包裝或華夫包裝）允許移動的包裝，然後以非常高的速度將其浸入助焊劑中。為了減輕這種影響，真空吸頭的設計總是使其接觸周長（總是小於噴嘴的視直徑）總是在模具區域內。因此，從統計學的角度來看，有一個「保持寬度」(KOW)，很明顯地，當封裝尺寸越小，其負面影響就越大。
使用圓形噴嘴的簡單情況如下圖所示。
對於方形包裝，用包裝寬度的函數來顯示效果是很簡單的數學，「% 有效面積」= 噴嘴面積 / 包裝面積，如下圖所示。請記住，將裝置向上拉的唯一作用力是噴嘴外部和內部的壓力差乘以噴嘴內部的面積。
請注意，還有其他因素也可能影響拾取小型模具和封裝的能力：所有這些因素都與密封封裝 / 噴嘴腔體內部與外部空氣之間的壓差降低有關：
- 封裝/噴嘴介面上的微小洩漏對小噴嘴內部真空的影響比對大噴嘴內部真空的影響更大。
- 大氣壓力可能會有所不同（海拔高度或天氣狀況）
因此，噴嘴從浸漬盤中拾取小模或其他有問題模塊的最佳機會是通過實施一個或多個項目：
- 低「粘性」倒裝晶片或 MEMS 磁通量
- 透過噴嘴設計和設備公差，最大化噴嘴有效區域（降低 KOW）
- 從助焊劑浸漬盤緩慢拉出
- 帶卷或華夫包裝模具或包裝的包裝「口袋」公差更嚴格
這樣做的代價是，低粘度/粘性助焊劑可能無法在回流焊前或回流焊過程中固定元件，而且更慢、更精確的浸漬和放置製程會降低產能。
Indium Corporation 目前正在擴展我們的可浸漬超低和近零殘留助焊劑產品系列，我們將在未來幾個月內教導您更多。請隨時與我們分享您的發現。
感謝我的朋友 Hyoryoon Jo 博士創造了「有效區域」一詞。
乾杯安迪
