?? 今天，電路設(shè)計人員正在不斷擴展電路的功能，但產(chǎn)品的尺寸卻在不斷的縮小，伴隨這一趨勢，在表面安裝生產(chǎn)設(shè)備中，芯片級CSP封裝，越來越普遍。在標準的表面安裝工藝中，使用CSP，有些工藝就要有所改進。其中影響較大的包括元件的進料工藝，元器件取放工藝以及視頻識別系統(tǒng)。 1元件進料 目前，CSP元件的進料方式最常用是采用一個101.6mm2的矩陣盤。使用一個安裝平臺可以把這個矩陣盤裝在元件進料器的工作面上，從而取代了原來采用的多個卷帶式或條裝式進料器。于是機器的貼裝頭就可直接從矩陣盤中吸取并安放CSP元件，如果這套系統(tǒng)考慮以下兩個非常重要的因素。就會大大提高它的可靠性。 (1)這套系統(tǒng)在x-y軸方向有足夠的移動能力，只有這樣，才能充分利用矩陣盤內(nèi)的每個凹槽。有些機器的移動距離完全可以達到帶裝或條裝進料器的前端，卻不一定能夠達到矩陣盤的后面幾行。 (2)裝在凹槽中的元件一定要確定好方向，使它與9軸或旋轉(zhuǎn)軸的方向始終一致。如果元件的方向不對，機器一定要能夠識別元件的方向并對偏差進行糾正。 CSP元件的進料方式也可以使用標準的塑料凹槽帶裝方式，這種方式在目前表面安裝工藝中是經(jīng)常用到的。元件被包裝在載帶中以供使用，采用這種方式，可以連續(xù)供給大量的元件，而無需不斷地對矩陣盤的狀態(tài)進行調(diào)整，這樣大大縮減了整個機器的裝載時間。如果考慮在大批量生產(chǎn)中使用CSP，這種標準的卷帶裝進料是一種比較理想的方式。 2 元件的取放 一般情況下，CSP元件的吸取不會有什么困難，但如果裸露的布線層位于CSP的背面，也就是吸管吸取的一面，則另當別論。如果CSP的背面已封裝或沒有裸露的線路圖形，那么使用普通的金屬吸管就可以了。如果有裸露的布線，再使用金屬吸管就可能造成損壞。在這種情況下，可能會用到一種特別包裹起來的吸管。 貼裝CSP元件所需要的貼裝壓力，比貼裝一塊大型的扁平矩形外殼或焊球陣列外殼所需的壓力要小一些。這樣，貼裝系統(tǒng)可以根據(jù)所用的元件類型來編程，把貼裝壓力控制在一定的范圍之內(nèi)。 3 視頻識別 對于大多數(shù)的生產(chǎn)廠商，如果使用他們目前的表面貼裝系統(tǒng)來裝配CSP的話，其中的視頻識別將帶來很大的問題。由于焊球節(jié)距(球到球的空間)很小，只有利用焊球本身才能實現(xiàn)精確的高穩(wěn)定性的貼裝。 如果表面貼裝系統(tǒng)只使用背光定位的話，就會給CSP元件的取放工藝帶來一定的困難。在這種系統(tǒng)中，光從背面照射在元件上，攝像頭所看到的元件僅僅是明亮背景中的一個黑影。根本就看不到焊球。所以貼裝的精確度最高也只能達到元件邊緣與焊球矩陣邊緣的相對尺寸的程度。 我們可以改進表面貼裝系統(tǒng)，給它安裝一個前光視頻定位系統(tǒng)。這個系統(tǒng)中，光從元件的下面照上去，所照亮的這個面就是攝像頭所看到的面，這樣，所有的焊球都可以識別，從而計算出準確的貼裝位置。雖然這種方法有一定的優(yōu)越性，但仍然存在一些問題。 第一個相關(guān)問題就是CCD攝像頭或鏡頭要有足夠的像素分辨率和放大倍數(shù)。因為CSP的焊球是非常微小的，如果分辨率和放大倍數(shù)不夠的話，就很難清晰的確認它。視頻系統(tǒng)是不相同的，從所積累的經(jīng)驗來看，要想獲取可靠的觀測數(shù)據(jù)，視頻系統(tǒng)至少需要擁有6個像素。如果一塊CSP的焊球直徑為0．3mm，那么視頻系統(tǒng)的像素分辨率就至少應達到0．05mm(0．3mm÷6)。如果系統(tǒng)采用512×512像素，則最終的顯示區(qū)域或者說最大的視覺區(qū)域大約是25mm(512×0．05mm)見方。 第二，大部分的表面安裝系統(tǒng)都使用同軸照射方式。我們可以采用最簡單的方法來實現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)，在CCD攝象機的鏡頭周遭安裝一圈發(fā)光二極管(LED)就可以了。光線的照射方向大致上是與攝像頭的觀測軸平行(或者成0度角)。當光線射在元件的表面，經(jīng)過反射后回到攝像頭的鏡頭中，從而形成元件的圖象。這種CSP元件的成像方法也帶來了一個問題，由于制造CSP殼體的材料大部分情況下是可反光的，所以焊球的背景都會反射光線，而且反射率是非常接近的，因此要想獲得足夠的對比度，分清哪個是焊球，那些是背景就會有一定的困難。 為了解決這個問題，我們可以使用一種偏軸或小角度的照射系統(tǒng)。在這種結(jié)構(gòu)中，光源(例如LED)偏離攝像頭一定距離，這樣光線不再和觀測軸平行。例如，我們可以調(diào)整LED位置，使它們照在元件上的光線與攝像頭的觀測軸成一定角度(比如30°)，通過這種調(diào)整，照射在焊球上的光線有一部分能夠反射回鏡頭，而照射在背景(殼體)上的光線則全部按入射角度反射出去，可想而知，這些光線是不會反射到鏡頭中的。這樣焊球與背景的對比度問題就解決了。 傳統(tǒng)的視頻定位規(guī)則系統(tǒng)，不可能把CSP上的所有焊球的位置都加以確定。要進行準確的貼裝，它們會確定一個恰當?shù)妮S心，然后采用旋轉(zhuǎn)的方式。但是在很多情況下，我們非常需要能夠觀測到所有焊球的新的視頻軟件。對于一些仍在使用舊模式的表面貼裝系統(tǒng)的用戶，應該經(jīng)常與設(shè)備供應商聯(lián)系，尋找新型的攝像裝置、照明裝置和相應的軟件，以改進原有的機器，提高效率。 4結(jié)論 由于使用CSP元件可以使一些復雜的有源器件體積變小，從而使其在電路板上所占空間大大減小，因此CSP元件的使用越來越普及。如果表面安裝技術(shù)中的元件進料工藝，視頻識別工藝及元件取放等關(guān)鍵工藝能最終確定下來，那么CSP元件的貼裝的可能性就能大大提高。對于正在使用的表面安裝的裝配線進行CSP元件安裝的用戶，或者正想購買這種裝配線的廠家，應該更全面的了解這套系統(tǒng)，從而能夠清楚它的生產(chǎn)能力和局限性。