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高精密电子网印技术创新特色与商机(四)
2006年9月8日 14:17  来源:中国船舶重工集团总公司第709研究所  

    【慧聪网丝印特印行业频道】电子网版印刷技术创新的旗帜

    不必细究DEK是什么,但是,DEK在高端网版印刷领域里诸多的创新足以被视为网版印刷技术里程碑式的标志,所以说DEK是网版印刷技术创新的旗帜绝不为过!笔者相信下述介绍会使热爱和关心中国网版印刷事业进步的人们得到很大的启迪。

    1、DEK高端微米级SMT网版印刷机——Galaxy

    DEK宣布推出高端微米级SMT网版印刷机——Galaxy。全新的高阶微米级Galaxy网版印刷平台固有的可追溯特性和10μm精度优势及其所拥有的高产量、高精度批量挤压印刷技术特性,可在半导体封装领域中创造盈利机会。

    Galaxy能够提供半导体先进封装应用的工艺和机器解决方案,包括晶圆凸块、基板凸块、晶圆和基板植球、晶圆背面环氧树脂涂敷,以及FCD工艺。

    全新的Galaxy平台为晶圆级、基板级和板级高精度网版印刷应用而设计,封装包括CSP(含有wL—CSP)、倒装芯片(Flipchip)、微米BGA,均可使用Galaxy进行商业化生产。

    Galaxy结合了全新的机械特性,包括线性马达技术,用于提升速度、精度和可靠性。而先进的光学检测性能可在高产量下进行零差错光学检查。

    此外,随着SMT装配厂商正积极拓展未来,逐渐需要晶圆级和基板极后端封闭能力,通过Galaxy,他们便可利用非常熟悉的设备来实现这个目标,并且能轻松地跟上元器件引脚间距再次加速缩减的必然趋势,从而使自己进入需高精度水平进行制造的主流生产领域。

    Galaxy这个崭新的平台能够满足未来SMT装配和先进半导体封装的速度和精度的要求。Galaxy的出现意味着半导体封装工艺可立即受惠于它的先进电机控制和机器视觉功能,全面配合量产化芯片级封装(CSP)生产的进一步发展。该新平台的推出确保SMT装配厂商能充满信心地进行各种工艺设计,拥有所需的先进技术作为支持后盾,在装配与封装的界限之间实施各种印刷工艺。

    Galaxy所具备的性能真正属于超前的一代的SMT网版印刷机。

    2、DEK先进的批量挤压技术与ProFlex技术

    目前,世界各地的半导体元器件装配商在组装倒装芯片和芯片级封装器件时,都会使用先进的批量印刷技术在晶圆和基板上放置焊球及涂敷助焊剂、底部充填材料、密封剂、热界面材料(TIM)和贴装胶。为了响应这一需求,DEK已开发出极具经济效益的专利技术ProFlowEirEkt挤压印刷技术,并通过高端的GalaxySMT网版印刷机将这些技术统一于新一代印刷平台中,为半导体封装专业厂商创造了全新的解决方案。

    ProFlowEirEkt能够实现分辨率超过150μm的商业批量的高精度网版印刷,这种所谓“挤压”的理念是在对锡膏刮印之前所增加的一道工序,其目的是对金属模版的镂空孔格中的锡膏量进行严格定量分配,以保证所印刷的焊膏的几何尺寸的精确。

    与高精度批量挤压技术同时推出并联合使用的是DEKProFlex技术,ProFlex可以作为新机器在制造厂安装的选件,也可作为现有设备的机器性能升级(MPU)部件。ProFlex是DEK对脱模阶段中网版行为的深入研究所得到的成果。因为网版(金属模版)脱模时会对焊膏释放产生重大影响,对于极小的开孔而言,网版清洁对其影响尤为关键。频繁地使用网版清洁操作的需求会降低生产量,ProFlex则通过改变脱模阶段的网版行为,最大限度地减少开孔阻塞,从而减少网版清洗操作的次数。ProFlex改变了脱模阶段网版的移动方式,从而大幅提升了焊膏释放性能。

    通过高精度批量挤压印刷与ProFlex技术相结合的工艺方法,DEK公司不但打开了需要精细格栅阵列配置的下一代元件封装大批量制造的大门,也迈向了下一代芯片尺寸封装元件的SMT装配之路。

    高精度批量挤压技术日渐成为许多工艺的首选技术,它与ProFlex技术同时进入Galaxy,从而使Galaxy涵盖了高端SMT网版印刷所积累的丰富工艺专业技术,是通过与优秀的元器件制造商和封装专家合作而获得,使这一尖端的工艺和技术更加完善。

    经过多种优秀技术合作合成的Galaxy将是挑战下一代应用的网版设计规则的关键所在。

    3、晶圆背面涂层工艺引进批量挤压印刷技术的速度和成本优势

    基于具有成本效益的批量挤压印刷平台,DEK成功开发出高产量的晶圆背面涂层工艺,其工艺性能将超越大部分晶圆处理专家所限定的12.5μm总体厚度偏差(TTV)要求。这个新工艺可与底部充填或黏合剂型涂层相兼容,一般会在芯片切割之前于半导体晶圆背面涂敷一层标称厚度为50μm的涂层。

    TTV是所有晶圆背面涂层工艺的关键成功因素,它为半导体封装专业厂商提供了新的机会,利用高精度批量挤压技术来提高产量和降低单位封装成本。而且,所使用之设备本身比专用晶圆背面涂层机器更为灵活,为客户带来更高的投资回报。

    新工艺可与DEK的金属网版和乳胶丝网技术相兼容。金属网版可允许采用颗粒较大的充填材料,如封装材料等(即网印印料),并获得完全光滑的表面涂层。网格安装网版可让其它材料如热塑性黏合剂等,精确及高速地进行涂敷。在每种应用场合,机器和网版技术均可实现对于印刷厚度的严格控制,确保高产量下的性能稳定性。

    在使用高精度批量挤压印刷技术实施晶圆背面加工工艺的领域中,全面的工艺应用服务包括网版技术(金属模版技术)、网孔尺寸、乳胶厚度、金属网版厚度、刮刀或ProFlow选择,以及机器参数设置等等全新的网版印刷新技术,在此不一一赘述。

    4、DEK网框可分离式网版(VectorGuard)与变量隔离印刷技术(PumpPrinting)

    (1)DEK网框可分离式网版

    DEK网框可分离式网版(VectorGuard)具有更易于运送、管理、储存和产品转换的优势,随框架安装的金属网片比标准的固定安装网版更加便于储存和管理。利用网框可分离式网版,金属网片可以存放在方便和空间效率高的悬挂分类储存柜中,而无需将每个框架送返网版供应商进行校准和翻新。

    金属网片可在每次使用之前自动张紧,确保印制电路板能得到最佳的衬垫密封,并且在每次印刷循环之后实现高效的网版/印制电路板分离。网框可分离式网版的金属网片边缘带有专门设计的铝质边框,可以增强刚性便于使用。现在,操作者即使不戴手套,也可以方便及安全地运送和装载网框可分离式网版。

    与标准的网版系统相比,网框可分离式网版的安装也更为简单,因为无需进行挂齿与孔槽的对位,因为此网版系统没有装载基线,无需特别进行金属网片对位;所有操作均可自动进行。当装入机器时,操作人员只需很少的体力操作并几乎无需对其进行培训,便可进行更快捷、安全和准确的产品转换。同时,因为网框可分离式网版具有更强的刚性,使得网版从框架拆卸下来后即可清洗,无需使用清洗夹具。

    随着一些电子产品的寿命周期越来越短,加上成本要求不断缩减,厂商正要求其制造和工艺合作伙伴做出响应,于是,新型的网框可分离式网版这种灵活的创新的精密网版系统显得非常重要,该系统保证即使在最新聘请的工作人员操作时,也可将焊膏的损耗减至最少。

    网框可分离式网版备有标准厚度,能够满足大多数SMT装配工艺的要求,DEK并可根据需要提供专用计量规格的金属网片.该网版与几乎所有现代化印刷平台保持兼容,包括从DEK248机器开始的所有DEK网版印刷平台。

    网框可分离式网版的主要特性和选项:

    〉激光切割金属网片——整个印刷面积的精度为±5μm

    〉应用传统的网版设计准则——小于100μm的孔;间隙为50μm

    〉标准金属网片厚度——100-200μm

    〉更多选项包括——75、250、300μm

    〉金属网片的整体厚度(包括铝质边框——5μm)

    框架尺寸:

    248和260—584.2mm×584.2mm(23英寸×23英寸)

    265—736.6mm×584.2mm(29英寸×23英寸)

    其它套件—736.6mm×736.6mm(29英寸×29英寸)

    (2)DEK变量隔离印刷技术

    DEK变量隔离印刷(PumpPrinting)技术为目前流行的贴装胶涂敷提供了方便、灵活和高产的解决方案,适用于双面贴装等SMT用途。该技术采用标准的网版印刷机如DEKViking平台和网版进行,自然比传统的点胶机点胶方式快得多。目前DEK推出全新的VectorGuard—PumpPrint网版,结合变量隔离印刷技术对于点胶技术在速度和灵活性方面的优势,以及VectorGuard张紧系统的优点,包括节约存储和运输成本、易于输送、快速产品更换及对于环境的益处等。

    VectorGuard—PumpPrint网版备有两种标准规格:

    584.2cm×584.2cm(23英寸×23英寸)和736.6cm×736.6cm(29英寸×29英寸),起始厚度为3mm。全新的网版固定系统可省去标准的PumpPrint网版的网格和铝质框架,而VectorGuard网框张紧系统嵌人于网版周围特别布置的沟槽中,直接附着在聚丙烯PumpPrint网版上。

    VectorGuard——PumpPrint网版参见图24。

1

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    标准的VectorGuard网框已可使用,甚至不必对网框张力进行调整。因此,新型网版能够在点胶之前轻易地装配到任何需要进行贴装胶印刷的网版印刷机上。而且,它允许标准VectorGuard网框直接用于PumpPrint网版以及进行网版印刷,保护了用户现有的VectorGuard技术投资。

    VectorGuard网版存储系统的结构紧密且使用方便,如DEK网版印刷机网版盒或DEK网版柜便于VectorGuard-PumpPrint网版保持兼容。这样,大量网版便可整齐及有系统地存放于接近车间(印刷)的位置,以便快速取得并用于各种批量挤压印刷应用。

    变量隔离技术中,由于聚丙烯PumpPrint网版的厚度比焊膏印刷用的激光蚀刻不锈钢网版大,因此使得大量几乎任何形状和尺寸的胶点可以在集中的同一面印制电路板(印刷面)上快速印出,而每块印制电路板的循环时间可少于8S。把每个网孔看作一个点胶机喷嘴,就能正确地比较变量隔离印刷技术与点胶技术的速度差异。

    变量隔离印刷技术还能够省去专用点胶设备的庞大投资,并根据需要将网版印刷机重新分配用于焊膏印刷(一机多用),而点胶机所需要的编程时间在网版印刷贴装胶时也可节省。尽管变量隔离印刷技术是现代工业标准的涂胶方法,其用途却不局限于胶剂印刷。其它应用如在贴装基板上进行银环氧树脂芯片附着、焊膏挤出回流(将焊膏印刷到通孔引线上,如连接器)和大批量焊膏涂覆(如屏蔽连接)等,正成为日渐普及的印刷应用新形式。

    5、DEK最新网版可在单一行程印刷制作多种胶点高度

    DEK推出最新的加成网版技术,让用户可在单一印刷行程中生成多种高度的胶点,从而增加产量、减少工艺步骤,并提高设备利用率。DEK这种生成多种胶点高度的解决方案还可延长刮刀或封闭式印刷头擦拭器及网版的使用寿命。

    加成网版参见图25。

2

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    加成网版技术可以用于网版的任何一边,在网版表面的选定区域进行加成操作。与主要网版厚度确定的标称高度相比,选定区域的胶点高度可以增加10~100μm。也可在网版的任何区域进行加成构建,最大面枳可达40mm×40mm,以满足客户要求。

    DEK的加成网版技术通过精密工艺来实现,能够在特定的范围中精确控制网版厚度的增量,还允许DEK网版设计人员将增高区域的边缘修整光滑,使金属刮刀或封闭式印刷头(如DEK的ProFlow转印头等)的擦拭器可以轻易地滑上和滑下。此举可以延长刮刀或擦拭器以及网版的使用寿命,并且提高其工艺控制和可重复性能。

    DEK的新技术适合过往一般使用多于一块网版的场合应用,或焊膏体枳需要变化时,并可针对不同的元件贴装应用如边缘连接器等。

    加成网版的制造公差如下:

    两个胶点之间的最小距离为±0.5mm:

    最大面积为40mm×40mm:

    厚度公差为±0.012mm;

    最大胶点厚度为0.075mm。

    

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