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隨著主動元器件的尺寸變得越來越小，被動元件的尺寸也在減小，設計人員能夠靈活的利用它們來完成高密度產品的設計。 0603 和 0402元件的廣泛使用已有多年，這些元件能夠在批量應用中有很高的裝配良率。最近，0201/01005元件已經進行系統裝配(SiP)，在手機、數碼像機、無線藍牙等產品中得以應用。0201元件約為0402元件尺寸的四分之一，而01005元件則約為0201元件尺寸的四分之一。較小尺寸的元件可能會降低裝配工藝的穩健性。這類細小元件的裝配比其它元件在工藝材料的選擇、設計、工藝的控制方面更具敏感性。由于本身的尺寸非常小，它的尺寸公差對裝配工藝也會產生非常顯著的影響。所以，細小元件的裝配工藝不同于其它元件，需要更加精確的控制。

影響細小元件成功貼裝的關鍵因素

貼裝細小元件的關鍵因素包括貼片機的定位系統，取料過程控制，貼片機的影像系統，和對貼片過程的控制。除了這些因素之外，還有一些不容忽視的地方，如送料器的精度，元件包裝的誤差和元件本身的誤差，吸嘴的材料設計等等，都是在裝配之前需要綜合考慮的。下面我們來討論貼片過程中各個環節的關鍵控制點。

0201/01005元件的貼裝控制

1、貼片機的定位系統

對于細小元件的貼裝，要求驅動定位系統在所有驅動軸上都采用閉合環路控制，以保證取料和貼裝的位置精度?，F在很多貼片機都采用了可變磁阻馬達(VRM)驅動系統，可以提高熱穩定性，獲得較高的加速度，還有高的精度，有的分辨率已達到1um。這些技術的應用給成功貼裝細小元件提供了保障。值得注意的另外一點是，采用拱架式機構的貼片機的單懸臂橫梁在貼片過程中的抖動，是往往容易被忽視的地方。

2、取料過程的控制

準確的取料是成功實現貼裝的第一步，在此過程中影響正確取料的因素有元器件之間的差異，包裝的誤差，送料器的精度，貼片機驅動定位系統的誤差，貼片頭z軸方向的壓力控制，吸嘴材料和設計，以及在取料過程中對靜電的控制。

由于細小元件之間的細小差異會對取料和貼片過程產生顯著的影響，要求貼片頭在此過程中能自動感應其變化并采取相應的補償措施，以消除對元件高度，厚度等的敏感性。采用的方法是在貼片頭上安排壓力感應器，防止過大的壓力在此過程中將元件壓碎，或取不到料。比較好的貼片機的貼片頭z軸分辨率可達1um，壓力感應器可以感應到24um的變形。

傳統的機械式送料器已不能滿足日益變小的元件對于高精度的要求。細小元件要求精度更高的馬達驅動的電子送料器，并要求其有良好的抗靜電效果。送料器安裝在貼片機上，在它們之間會存在間隙和位置誤差，這種誤差很小，在貼裝較大器件如0603/0805等，完全可以被忽略。但是對于細小的0201和01005 而言，其影響會很大。在拾取0201/01005這類元件時，很難同時取4顆或7顆元件，原因在于此，另外還有元件包裝的誤差。所以單顆拾取0201或 01005比較穩妥，可以保證取料的可靠性

為了消除包裝，送料器等帶來的誤差，保證取料的一致性，需要貼片機在取料過程中具有動態的自動矯正取料位置的能力。在生產過程中，需要換線，需要換料，并且每只送料器的狀態也不一樣，所以元件最佳的取料位置也會變化。機器需要在此過程中敏感的捕捉到這種變化，并自動的找準調整吸料位置，保證吸料的準確性和可靠性。

3、吸嘴的設計和保養

貼裝0201和01005元件需要更細的吸嘴，同時為了防止靜電損壞元件及在取料過程中帶走其它元件，細嘴的材料需要抗靜電，所以要選用ESD材料。為了盡量降低吸料過程中元件側立，保證足夠的真空和元件被吸起之后的平衡，在吸嘴頭部需要設計2個或3個孔?？紤]到貼裝密度小于0.25mm的情況，吸嘴頭部要足夠的細，它上面的孔也會比較細。對0201的吸嘴而言，最小的孔徑會達0.127mm，而01005元件的吸嘴更細，達0.1mm。這不僅給制造帶來了難度，也需提高這些吸嘴的清潔保養頻度。對吸嘴的清潔保養的要求比其它類型的吸嘴要高，需要利用清潔溶劑和超聲波來清潔。由于0201/01005很薄，01005元件厚度只有0.1mm，這增加了細嘴與錫膏接觸的機會。增加清潔保養的頻度成為必要。

4、元件的影像對中

確定元件的中心有兩種方式，一種是采用數碼像機，另一種是采用鐳射(激光)。兩種方法各有優缺點。采用數碼像機可以檢查出元件電氣端的缺陷。但是它不能感測元件的厚度變化。對于z軸有壓力感應及取料/貼片補償功能的機器，不會產生嚴重的問題。采用鐳射成像的方法可以檢測元件的厚度，但對于元件電氣端出現的缺陷則檢查不出來。在實際貼裝過程中，元器件兩端電氣端與錫膏重疊的區域的差異，會影響焊接完成后的裝配良率。

5、貼片過程控制

在貼片過程中的關鍵控制因素有基板平整的支撐，真空關閉轉為吹氣的控制，貼片壓力的控制，貼片的精度和穩定性。

基板進入貼片機后，傳輸導軌將基板兩邊夾住，同時支撐平臺上升將板支撐住并繼續上升到貼片高度。在此過程中由于外力的作用，容易導致基板變形，加上基板來料可能存在的變形，會嚴重影響貼片的質量。對基板平整的支撐變得非常重要。薄型基板的應用，更容易出現“彈簧床”效應。薄板隨著貼片頭的下壓而下凹，并隨著貼片壓力的消失而恢復變形，這樣反復，造成元件在基板上移動，而出現貼片缺陷。所以在支撐平臺上需要安排支撐裝置，保證基板在貼片過程中平整穩定。這種裝置可以采用真空將基板吸住，也可采用具有吸能作用的特殊橡膠頂針，以消除在貼片過程中的震動并保證基板平整。

貼片壓力是另一需要控制的關鍵因素。貼片壓力控制不當，會導致元件損壞，錫膏壓塌，元件下出現錫珠，還有可能導致元件位置偏移。貼裝0201和01005 元件合適的壓力范圍為150g - 300g。對于基板變形的情況，貼片軸必須能夠感應少到25.4um的變形對應壓力的變化，以補償基板變形。

貼片精度對0201/01005元件裝配的影響

65um@3Sigma的精度可以很好的處理0201和01005元件的貼裝。當然還必須保證錫膏的印刷精度，單一的偏差有時不會有很大的影響。但是貼片偏差和錫膏印刷偏差的綜合影響必須加以控制。譬如，貼片偏差+50um,而印刷偏差為-50um，整個偏差達0.1mm，對0201和01005這類細小元件此偏差已非常大。

所以我們必須關注細小元件電氣端與錫膏的重疊區域，細小元件兩電氣端與錫膏重疊區域的大小和差異會對裝配良率產生很大的影響。如果元件兩端與錫膏接觸的區域差異大，這種不對稱很容易導致元件在回流焊接爐內產生“立碑”，錫珠和元件間短路。元件在長度方向和寬度方向的偏移，所產生的缺陷不盡相同。

在PCB和印刷鋼網設計的時候，需要考慮貼片機和印刷機的精度，以及PCB和鋼網的制造誤差，確定適當的“重疊區域”，以補償可能出現的差異?？傊?，細小元件的裝配良率受貼片精度和錫膏印刷精度的綜合影響。

細小元件應用越來越廣，給設備和工藝帶來了挑戰，因為其對各種變數更加敏感，細小的變化可能導致非常顯著的影響，如0201貼裝偏移量增加甚至小于 0.1mm，不良率將增加超過5000ppm !工藝材料，機器，方法(工藝)，人員，和環境完美的結合才能獲得穩健組裝工藝和高質量產品。本次只是闡述貼裝工藝中控制重點，基板和印刷鋼網的設計，錫膏的選擇和印刷，印刷工藝及回流焊接工藝的控制對于整個組裝工藝同樣重要。