DEK公司完成了0201表面黏著元件在網版印刷製程中採用SnPb和SAC(SnAgCu)錫膏的研究,結果顯示新的裝配和板卡設計參數只需針對特定應用進行最低限度的修改,便可實現強健的大批量組裝生產。在分析了經回焊處理的大量測試組裝件後,DEK發現SAC錫膏先天上具有更寬廣的製程窗口。
根據這項研究,0201組裝的最佳焊墊尺寸為300x380x230µm,焊墊間距為200µm。免清洗錫膏和空氣廻焊環境產生的“墓碑”缺陷最少。提高沾錫力的技術如氮氣廻焊或水溶性錫膏,則會誘發更多缺陷。基於SAC的錫膏有更高的良率,是因為無鉛配方會降低沾錫力。DEK全球應用製程工程師及研究小組主管Clive Ashmore表示:“那些降低沾錫速度的組裝條件能夠擴大製程視窗和產生較高的良率,而且,這在很大程度上與元件的方位無關。”
在建立最少缺陷的設計和製程參數後,便開始針對極富挑戰性的組裝任務進行實驗,以便找出缺陷產生的臨界點。焊墊間距被縮小到100µm,以增加橋接的機會。此外,在焊墊間距分別為150、100和50µm的情況下,對元件端電極與錫膏的重疊(即所謂的“ 抓取”)也進行了實驗。為了觀察出現墓碑缺陷的情況,還刻意將鋼板偏移了一點,使同一元件兩端的電極抓取失去平衡。在實驗中,刻意使鋼板在x方向和y方向同時偏移,實驗的對位偏差分別為0、1.0和1.5µm,從而確定成功的0201組裝製程所能容許的印刷偏差。
實驗結果說明,透過增加抓取部分,可以減少因鋼板偏移增大所引起的墓碑缺陷。另一方面,抓取部分越大,橋接和錫珠缺陷越多。Ashmore解釋說:“為了將墓碑、橋接和錫珠引起的累積缺陷減到最少,需要提高鋼板印刷精度和減少抓取的部分。”在鋼板對位偏差為4mil的情況下使用SAC錫膏印刷,迴焊後的良率通常勝過採用錫鉛共熔錫膏組裝的效果。墓碑和錫珠缺陷也大幅減少。Ashmore因此推斷:“這些實驗結果說明在0201組裝製程中採用以SAC為基礎的錫膏極為有利。”