焊膏分配不是新的。然而，今天的微电子需要小于0.25毫米直径的沉积物，并且这已成为焊膏和设备供应商的艰巨挑战。更好的粘贴配方，更精确的设备和更严格控制的过程是可靠的必要沉积物。
如果投入透视，微灶分配的挑战更容易理解。典型的分配规格要求沉积物在±10％以内（目标直径或质量的3个。为了获得规模的想法，认为0.25毫米的押金是仅为10％误差值的40％0.5毫米的沉积物。这意味着0.5毫米的沉积物可以随0.25毫米沉积物而变化四倍，并且仍然达到±10％的变化极限。同样，0.1毫米的沉积物大约是质量的60％0.25毫米沉积物的10％误差值。这意味着对0.1毫米沉积物的控制必须比0.25毫米沉积物更好。
另一个挑战涉及锡膏和螺旋阀之间的相互作用。每次阀门启动时，都会对膏体施加压力。这一力导致少量的膏体分离在螺旋槽和点胶尖端。随着沉积尺寸的减小，膏体暴露于的力循环次数增加。
在我们测试过的点胶头中，从螺旋钻底部到点胶头末端，所含材料最少的点胶头含有大约1600个直径0.5毫米的锡膏沉积。如果沉积尺寸缩小到0.25毫米，针尖内的材料必须存活6400次循环。只要将存款的大小减少0.05毫米，即0.2毫米，循环次数就会增加到10,000次。再小一点，直径只有0.1毫米，循环次数就会一路膨胀到40000次——这还只是针对螺旋钻以外的材料。它不考虑螺旋槽或注射器内的材料。
通常，成功的焊膏分配取决于控制若干变量：流体压力，螺旋座间距，螺旋旋转速率，尖端设计以及尖端和基板之间的间隙。当目标是沉积物0.25毫米并且较小时，其中一些变量主导了该过程，而其他变量则承担次要角色。为了评估这些变量，我们对Microdot分配进行了两年的研究。
学习概述
我们的目标是确定每个变量影响过程的程度，并确定每个需要控制的程度如何，以确保成功的过程。在去年完成的研究的第一阶段，我们确定了一个可以在微灶分配的严谨性的焊膏配方。使用焊膏作为车辆，我们将看看每个过程变量，了解哪些过程对Microdot分配的影响最大。最后，两个变量最重要的是：温度和尖端和基板之间的间隙（Z间隙）。
在研究的第二阶段，我们单独评估这两个变量。在这个阶段，几个变量保持恒定：阀门类型，螺旋钻设计，尖端设计和焊膏。阀门元件和尖端设计是常数，因为它们具有功能性硬的工具，可预测可变性。由于没有其他选择，糊状物是一个常量;只有一个粘贴为微谱分配提供了可接受的结果。
其余变量为温度;网点直径与体积;阀控制参数;Z间隙。在本报告中，我们提出了除阀门控制参数外的所有这些变量的测试结果。
当Z间隙保持恒定时，存款尺寸的标准偏差并不是有意义的成功措施。这是因为沉积物的范围包括较大的沉积物和那些小于所选Z间隙的最佳的那些。在所有情况下，使用数据平均值，因为它们准确地反映了大量沉积物的物质流量。
温度与沉积尺寸
数据是在15到29摄氏度的温度范围内以2度的增量收集的。所有其他变量保持相等。测试温度保持在±0.1℃。对于每个温度，我们对一系列沉积物直径测量值和沉积物质量测量值取平均值。除了在15℃下制作的矿床集外，每组的前几个沉积物必须被丢弃。它们被称为恒定压力下糊状流的副作用。这是因为压力设置没有调节，因为糊状粘度下降。在生产环境中，这种“超大的第一点”现象将表现为由于点尺寸变化导致的屈服损失。当使用螺旋阀以分配焊膏时，物质粘度必须保持恒定的特定压力设定以保持适当。
我们的结果显示，温度每升高1度，圆点的平均质量就增加9.8%。在压力一定的情况下，随着温度的升高，膏体粘度的降低，沉积粒径增大。
直径与体积
在我们的第二个实验中，我们希望确定押金直径与其体积之间的关系，所有其他变量相等。在具有Z间隙保持恒定的一定直径范围内收集点直径和质量的数据。（点的质量与其体积直接相关。）温度在每个点集中保持在±0.1℃。直径和质量测量在一系列沉积物尺寸方面取平均值。沉积物直径和质量之间的关系是最接近直径0.19至0.23毫米的沉积物的线性。
从我们的结果来看，沉积物以半球体形式存在的经典假设不能解释在特定Z隙测试的全直径范围内直径和质量之间的真实关系。形状更接近球面截面，顶部有一个小峰。
Z间隙与过程控制
在我们的第三个实验中，我们改变的唯一变量是Z隙。我们在特定直径处画了两排点。第二行与第一行的Z间距不同，每一行至少有三个点。本实验对五种直径的网点进行了测试，并对Z隙设置范围进行了测试。该过程的敏感性在两个水平测试。在一个级别时，定义了处理故障的阈值，因为当Z间隙的差异导致所有配对点中的平均直径相差5％。在另一个级别，阈值被定义为当Z间隙的差异导致平均直径不同10％时。
对于给定直径的每一对行，我们进行了计算，以确定Z间距的差异会导致第二行中的点与第一行中的点的差异超过5%或10%。Z隙被评估为一个绝对值和一个相对于直径的比率。
虽然沉积物直径和体积之间的关系是非线性的，但我们发现Z间隙和直径之间的关系在5％和10％的水平下显着线性。
如果没有用于绝对Z间隙控制的系统，例如硬盘和专用的工具，则在直径0.1至0.25毫米之间的沉积物之间产生底板和尖端位置的挑战变得更加困难。
要考虑这一点，这考虑如下：基于5％的线性关系公式和0.25毫米沉积物，Z间隙变化的最大允许极限为0.0133毫米。表示为耐受性，这是±0.00667毫米或6.67微米。在0.2毫米的直径下，这种耐受性降至±5微米。在0.1毫米处，耐受性为1.71微米。
在10％的公差水平下，Z间隙变异的最大允许限制不会变化。对于0.25-，0.2-和0.1毫米的沉积物，Z间隙耐受水平分别为±8微米，±5.95微米和±1.74微米。
建议书
根据我们的实验，我们得出三个重要的结论。首先，如果目标是将沉积尺寸维持在目标尺寸的10%以内(±3)，那么最小的温度变化(±0.25 C)就会使表面上控制良好的微点分配过程超出公差。温度相差1度会导致沉积物质量变化9%到10%。这没有Z间隙的变化，也没有考虑到由于设备问题而导致的过程中的内在变化。
在每个温度下产生的数据集内，3S的沉积物直径变化在7.1％和9.9％之间，只要Z间隙适合点尺寸即可。我们的数据表明，可以在特定温度下实现可重复过程，具有特定的设备和材料。当然，并非所有汇编者目前都能够控制温度，我们在这项研究中也做到了。
其次，由于沉积物质量和沉积物之间的非线性关系，2D目视检查不能捕获分配过程中的真实变化。如果焊点的质量取决于关节中的合金体积，则需要两件事之一。任何一个汇编程序都必须以与本研究中所做的方式相同的方式表征他们的分配过程，或者他们必须使用具有足够分辨率的3D检查系统来检测可接受和不可接受的存款之间的差异。
最后，为了使一致的焊膏沉积在直径下0.1毫米，电路板上的分配尖端的高度必须控制在1至2微米的理想环境之内。将需要新的定位技术来实现这一目标。
有关MicroDot分配的更多信息，请致电800-338-4353，访问www.efdsolder.com或回复20。
