芯片如何放置到HDI板

将芯片（特别是高密度互连的芯片）放置到HDI板上是一个高度精密和自动化的过程，主要依赖于 表面贴装技术。以下是核心步骤：

芯片和基板准备：
- 芯片： 芯片通常采用 球栅阵列 或 栅格阵列 封装（如 BGA, LGA, CSP, WLCSP）。这些封装的底部有非常密集且微小的锡球或焊盘阵列。芯片被卷带包装或托盘装载，供贴片机使用。
- HDI 板： HDI板在生产线上经过前道工序（如内层压合、钻孔、电镀、图形转移、阻焊层印刷、表面处理 - 如 ENIG 或 OSP）后，到达 SMT 生产线。板上需要焊接芯片的位置，已经用丝网印刷或喷印技术精确地涂覆了锡膏。
锡膏印刷：
- 这是非常关键的一步。使用激光切割的精密金属网板或柔性聚合物网板（通常采用激光切割技术以达到所需精度）。
- 网板对准 HDI 板上的焊盘位置。
- 刮刀推动锡膏穿过网板上的开口，将适量的锡膏精确地沉积到每个需要焊接的焊盘上。对于 HDI 上的细间距芯片，这一步的精度要求极高。
芯片拾取与放置：
- 使用 全自动高速贴片机。
- 贴片机的视觉系统（通常是相机）首先精确定位 HDI 板上的 基准点，确保坐标系绝对准确。
- 然后，机器的贴装头使用真空吸嘴（对于 BGA，可能是特殊定制吸嘴或支撑结构）从送料器（卷带或托盘）上吸取芯片。
- 贴装头上的另一组视觉系统（相机）对吸取的芯片进行定位和方向检查，计算微小的偏移量（如位置偏差、角度旋转）。
- 贴装头根据视觉系统的校正数据，将芯片精确地放置到 HDI 板涂有锡膏的目标焊盘位置上。放置精度通常在几十微米以内。
回流焊接：
- 放置好所有芯片（和可能的其他元件）的 HDI 板，被送入 回流焊炉。
- 回流焊炉是一个精确控温的加热隧道，它严格遵循为该 PCB 和元件设计的 温度曲线。
- 板子经过预热区（缓慢升温）、浸润区（活性区，锡膏中的助焊剂激活并清洁焊盘/焊球）、回流区（温度达到峰值，锡膏完全熔化成液体，表面张力使熔融焊料将芯片焊球与 PCB 焊盘连接形成可靠的冶金焊点）、冷却区（焊点凝固）四个阶段。
- 对于 HDI 板上的芯片，由于元件密集，可能需要更精密的温度控制（如分区控温）和氮气保护环境以减少氧化，确保焊点质量和可靠性，尤其是对于底部焊点无法目视检查的 BGA。
检测：
- 自动光学检查： 使用 AOI 设备检查元件位置、极性、锡膏涂覆和焊接后的外观质量（如短路、桥连、锡球、位移等）。但对于 BGA 底部的焊点，AOI 通常无法看到。
- X 射线检查： X-Ray 是检查 BGA、CSP 等面阵列封装底部焊点质量（如虚焊、空洞、桥连、冷焊、焊球大小一致性）的必备手段。对于 HDI 板上的高密度芯片，X-Ray 检测尤其重要且普遍。
- 在线测试/飞针测试： 可能进行 ICT 或 飞针测试 来验证电气连接是否正确（这通常在焊接所有元件后进行）。
清洗（可选）：
- 如果使用水溶性锡膏或残留助焊剂对后续工艺或产品性能有影响（如高可靠性要求），可能会进行清洗。
返修：
- 如果检测发现问题，可使用专门的 BGA返修台，它集成了精密对位、局部加热（热风或红外）和真空吸取功能，将故障芯片取下，清理焊盘后重新涂锡膏或植球，再放置新的芯片进行局部回流焊接。