旋转式助焊剂涂敷机(图5)有一个旋转盘,助焊剂可滴到盘上。刮刀刮去多余助焊剂,以确保适当的助焊剂深度。通过调整固定在刮刀上的测微计设定助焊剂的深度,因此很容易改变助焊剂的深度。当器件准备浸入时,旋转盘暂停旋转,然后在浸入完成后继续旋转。必须要以恒定的速度旋转来保持助焊剂深度的一致性。旋转式助焊剂涂敷机的一个问题是,离心力的作用可以使助焊剂在旋转盘边缘的深度比在中心的深度稍微深一些。因为旋转盘必须是最大器件尺寸直径的两倍多,所以旋转式助焊剂涂敷机通常是比较大的。
贴装高度补偿
涂敷助焊剂或焊膏的浸入装置能力之二是对PoP装配的3D补偿。不同于标准的SMT,所有器件
都被贴装在同一水平面上,PoP贴装高度随着不同的装配和每一层层叠而变化。装配系统必须有一个方法能准确判断贴装高度的改变,以避免过度的力施加到器件上或损坏机器。测量和调整Z轴高度变化的能力,是PoP装配过程所独有的。有一些封装要求涂敷助焊剂,但不需要高度补偿;但PoP两者皆要求。
为了补偿不同的贴装高度,首先,装配系统必须对每个贴装头有准确的Z轴控制。机器中应用了电机和编码器这一功能。其次,在贴装每一层之前,机器需要一个方法来测量实际高度。最好的方法是,在贴装下一个器件之前用激光来测量每个贴装位置的高度。激光高度测量法既准确又快捷。装配系统根据PCB高度和已贴装好的器件计算合适的贴装高度是可行的,但是用激光逐个测量每个位置则更为准确。每个器件的实际高度会有一定程度的变化,当这个变化经过几层的累加后,计算的高度是不准确的。激光高度测量传感器(图7)被安装在装配系统的贴装头上。测量的进行非常类似于检查基准点或坏标志点(bad marks)。
贴装顺序
PoP装配中贴装顺序也是一个潜在的问题。一些应用由不同器件堆叠而成。在这些情况下,器件以适当的顺序贴装是至关重要的。装配系统软件必须有一个方法来确定每个器件将被贴装到哪一层,并保证较高一层的器件不会在较低一层贴装前贴装上去。通常在标准的SMT中,优化软件可以重新安排贴装顺序以减少装配时间。此外,当装配系统发生错误时,继续贴装后续的器件也是常见的。如果这种情况没有软件对层控制,错误发生时,贴装第一层时可能会导致第二层器件先被贴装上去。最优化软件能够详细指定每层的贴装任务,确保正确的贴装顺序。在贴装任何后续层之前,如果发生贴装错误,也会停机。
结论
相对于标准的SMT装配工艺,装配PoP器件要求两大主要变化:部分或所有器件的助焊剂涂敷,以及能够在器件顶部堆叠器件。尽管这两个要求对SMT装配工艺来说是新的,但是这一技术和硬件已经存在了很多年了。在研究PoP的性能时,重要的是要确保装配系统中的器件处理能力达到装配要求。一般来说,这些与普通的器件贴装没有太大的不同。最主要的是要记住最终堆叠成的器件的总的最大高度,而不仅仅是一个单独器件的高度。虽然有好几种可行的装配方法,并且每一个方法都有许多可能的变化,不可以说任何一种方法比其它方法更好,因为这在很大程度上取决于具体的应用。