DEK公司完成了0201表面黏着组件在网版印刷制程中采用SnPb和SAC(SnAgCu)锡膏的研究,结果显示新的装配和板卡设计参数只需针对特定应用进行最低限度的修改,便可实现强健的大批量组装生产。在分析了经回焊处理的大量测试组装件后,DEK发现SAC锡膏先天上具有更宽广的制程窗口。
根据这项研究,0201组装的最佳焊垫尺寸为300x380x230µm,焊垫间距为200µm。免清洗锡膏和空气廻焊环境产生的“墓碑”缺陷最少。提高沾锡力的技术如氮气廻焊或水溶性锡膏,则会诱发更多缺陷。基于SAC的锡膏有更高的良率,是因为无铅配方会降低沾锡力。DEK全球应用制程工程师及研究小组主管Clive Ashmore表示:“那些降低沾锡速度的组装条件能够扩大制程窗口和产生较高的良率,而且,这在很大程度上与组件的方位无关。”
在建立最少缺陷的设计和制程参数后,便开始针对极富挑战性的组装任务进行实验,以便找出缺陷产生的临界点。焊垫间距被缩小到100µm,以增加桥接的机会。此外,在焊垫间距分别为150、100和50µm的情况下,对组件端电极与锡膏的重迭(即所谓的“ 抓取”)也进行了实验。为了观察出现墓碑缺陷的情况,还刻意将钢板偏移了一点,使同一组件两端的电极抓取失去平衡。在实验中,刻意使钢板在x方向和y方向同时偏移,实验的对位偏差分别为0、1.0和1.5µm,从而确定成功的0201组装制程所能容许的印刷偏差。
实验结果说明,透过增加抓取部分,可以减少因钢板偏移增大所引起的墓碑缺陷。另一方面,抓取部分越大,桥接和锡珠缺陷越多。Ashmore解释说:“为了将墓碑、桥接和锡珠引起的累积缺陷减到最少,需要提高钢板印刷精度和减少抓取的部分。”在钢板对位偏差为4mil的情况下使用SAC锡膏印刷,回焊后的良率通常胜过采用锡铅共熔锡膏组装的效果。墓碑和锡珠缺陷也大幅减少。Ashmore因此推断:“这些实验结果说明在0201组装制程中采用以SAC为基础的锡膏极为有利。”