SMT新技术介绍与发展动态(ppt 59页).PPT

SMT发展动态与新技术介绍,电子组装技术的发展,随着电子元器件的小型化、高集成度的发展，电子组装技术也经历了以下几个发展阶段：手工（50年代）半自动插装浸焊（60年代）全自动插装波峰焊（70年代）SMT（80年代）窄间距SMT（90年代）超窄间距SMT,据飞利浦公司预测，到2010年全球范围插装元器件的使用率将下降到10%，SMC/SMD将上升到90%左右。SMT是电子装联技术的发展方向，SMT已成为世界电子整机组装技术的主流。,SMT的发展概况,SMT是从厚、薄膜混合电路、演变发展而来的。美国是世界上SMD与SMT最早起源的国家，日本在SMT方面处于世界领先地位。欧洲有较好的工业基础，发展速度也很快，新加坡、韩国、香港和台湾省亚洲四小龙发展较快。我国SMT起步于二十世纪80年代初期，目前正处于快速发展阶段，并已成为SMT世界加工基地之一，设备已经与国际接轨，但设计、制造、工艺、管理技术等方面与国际还有差距。应加强基础理论和工艺研究，提高工艺水平和管理能力。努力使我国真正成为SMT制造大国、制造强国。,SMT发展总趋势：电子产品功能越来越强、体积越来越小、元器件越来越小、组装密度越来越高。组装难度也越来越大,年度电子产品印制板SMCSMD(IC)组装形式组装密度（焊点/cm2）,例：手机19942002体积重量价格功能重量700g120g68g手表式手持电脑手机音像娱乐,1元器件发展动态,SMC片式元件向小型薄型发展其尺寸从1206(3.2mm1.6mm)向0805(2.0mm1.25mm)向0603(1.6mm0.8mm)向0402(1.00.5mm)向0201(0.60.3mm)发展。最新推出01005（0.40.2mm）,预计2010年0402（0.40.2mm）将向03015（0.30.15mm）发展,SMD表面组装器件向小型、薄型和窄引脚间距发展,SMD的各种封装形式,QFP（PlasticQuadFlatPack）,PBGA（PlasticBallGridArray）,CSP（ChipScalePackage）FC-PBGA（FlipChipPlasticBallGridArray）,DCA（DirectChipAttach）FCOB(FlipChiponBoard),WLCSPWaferLevelChipScalePackage,2窄间距技术（FPT）是SMT发展的必然趋势,FPT是指将引脚间距在0.6350.3mm之间的SMD和长宽1.6mm0.8mm的SMC组装在PCB上的技术。由于电子产品多功能小型化促使半导体集成电路的集成度越来越高，SMC越来越小，SMD的引脚间距也越来越窄，目前0.635mm和0.5mm引脚间距的QFP已成为工业和军用电子装备中的通用器件。元器件的小型化促使SMT的窄间距技术（FPT）不断发展和提高。(1)BGA、CSP的应用已经比较广泛、工艺也比较成熟了。(2)0201(0.60.3mm)在多功能手机、CCD摄象机、笔记本电脑等产品中已经比较广泛应用。01005(0.40.2mm)已在模块中应用。(4)FlipChip在美国IBM、日本SONY公司等都已经应用了倒装芯片技术(5)MCM多芯片模块由于SMC/SMD已经不能再小了，MCM功能组件是进一步小型化的方向。,日本松下为了应对高密度贴装开发了APC系统,高密度贴装时，把印刷焊膏偏移量的信息传输给贴装机，贴装元件时对位中心是焊膏图形，而不是焊盘。贴装0402（公制）工艺中采用APC系统后，明显的减少了元件浮起和立碑现象。,APC系统（AdvancedProcessContrl）通过测定上一个工序的品质结果，来控制后一个工序的技术。,应用APC贴装,传统贴装,PBGA结构,CSP结构,片基（载体）形式载带形式,新型元器件,LLP（LeadlessLeadframepackage）新微型封装,新焊端结构:LLP（LeadlessLeadframepackage）MLF（MicroLeadlessFrame）QFN(QuadFlatNo-lead),在硅片上封装（WLP）,晶圆,WaferLevel(Re-Distribution)ChipScalePackage,COB（ChipOnBoard）,3无铅焊接的应用和推广,日本首先研制出无铅焊料并应用到实际生产中，2003年已在消费类电子产品中基本实现无铅。美国和欧洲提出2006年7月1日禁止使用。我国由信息产业部、发展改革委、商务部、海关总署、工商总局、质检总局、环保总局联合制定的电子信息产品污染控制管理办法已于2006年2月28日正式颁布，2007年3月1日施行。,4非ODS清洗介绍,有关的政策禁止使用的ODS物质和时间：用于清洗的ODS物质有：FC113、CCl4、1.1.1.三氯乙烷。属于蒙特利尔议定书中规定的第一、第二、第三类受控物质。发达国家已于1996年停止使用。发展中国家2010年全部停止使用。中国作为（蒙约）谛约国，承诺在2010年全面淘汰ODS物质。中国政府意识到保护臭氧层的紧迫性，因此又承诺在目前国际替代技术发展的情况下，在发达国家资金援助和技术转让保证的前提下，中国清洗行业将在2006年停止使用ODS。在此期间将采用逐步替代、逐步淘汰的方针。,印制电路板（PCB）焊接后清洗的替代技术,（1）溶剂清洗a非ODS溶剂清洗bHCFC清洗HCFC只是一种过渡性替代物，最终（2040年）也是要禁用的。（2）免洗技术不清洗而达到清洗的效果对于一般电子产品采用免洗助焊剂或免洗焊膏，焊后可以不清洗。（3）水洗技术水洗技术可分为水洗和水中加表面活性剂两种工艺。（4）半水技术半水技术属水洗范畴，所不同的是加入的洗涤剂属可分离型。,复合式,复合式机器是从动臂式机器发展而来，它集合了转盘式和动臂式的特点，在动臂上安装有转盘。例如Simens的Siplace80S系列贴片机，有两个带有12个吸嘴的转盘。由于复合式机器可通过增加动臂数量来提高速度，具有较大灵活性，Simens的HS50机器安装有4个这样的旋转头，贴装速度可达每小时5万片。,5贴片机向模块化、多功能、高速度方向发展,平行系统（模块式）,平行系统由一系列的小型独立贴装机组成。各自有定位系统、摄像系统、若干个带式送料器。能为多块电路板、分区贴装。例如PHILIPS公司的FCM机器有16个贴装头，贴装速度达到0.03秒Chip，每个头的贴装速度在1秒Chip左右FUJI的QP132等,富士NXT模组型高速多功能贴片机,该贴片机有8模组和4模组两种基座，M6和M3两种模组，8吸嘴,4吸嘴和单吸嘴三种贴片头，可通过灵活组合满足不同产量要求。单台产量最高可达40000芯片/小时单台机器可完成从微型0201到7474mm的大型器件（甚至大到32180mm的连接件）的贴装。,PCB-SMD复合化在多层板中预埋R、C、L元件，实现高密度组件。,6其它新技术,新型封装FC-BGA（flipchip）,进一步微型化,芯片,芯片,凸点,凸点,MCM（multichipmodule)多芯片模块封装,3D封装,3DSystemsinPackage(SIP),存储器,ASIC+存储器,采用“POP”技术（PackageOnPackage）,堆叠封装的最新动态,1、种类越来越多2、市场越来越大3、高度越来越薄4、功能越来越多5、应用越来越广,1、堆叠封装的种类越来越多,（侧重于功能、侧重于技术、侧重于空间）SiP（systeminaPackage）系统级封装，是在一个封装中堆叠多个不同类型的芯片；SOC（systemonaChip）单片系统；MCP（MultiChipPackage）多芯片封装，是侧重在一个封装中堆叠多个芯片；CSMP（ChipSizeModulePackage）芯片尺寸模块封装，是强调无源元件与有源器件的堆叠，以获得模拟和数字功能的最优化；SCP（StackedChipPackage或SDP：StackedDicesPackage）芯片堆叠封装，SCP是强调两个以上芯片的堆叠；UTSCSP（UltraThinStackedChipsSizePackage）超薄堆叠芯片尺寸封装；PiP/PoP（PackageinPackageStacking/PackageonPackage）封装堆叠封装，PiP/PoP是强调一个封装在另一个封装上的堆叠；PoP是一种新兴的、成本最低的堆叠封装解决方案。,2、堆叠封装的市场越来越大,手机、数码相机等便携式电子产品的需求日益增大，促进了堆叠封装市场迅速发展。据InformationNetwork预测，2005年高密度封装（HDP）市场出货量15亿块，比上年增长32；2006年18亿块，增长21。,3、堆叠封装的高度越来越薄,目前堆叠封装中23片的堆叠最普遍。2005年2片闪存、RAM、逻辑器件芯片的堆叠高度为1.2mm，2006年达到1.0mm，2007年将达0.5mm；2005年5片存储器芯片或闪存、RAM和处理器芯片的堆叠封装高度为1.2mm，20062007年可达1.0mm；目前8片存储器芯片或闪存、RAM和处理器芯片的堆叠高度为1.4mm左右;降低堆叠封装高度的关键是圆片的减薄，通常减薄至50m左右，目前减薄技术可将圆片减薄至1015m，但为确保电路的性能和芯片的可靠性。业内人士认为圆片减薄的极限为20m左右。,4、功能越来越多,目前SiP堆叠存储器芯片无疑很成功，即MCP；目前正在堆叠闪存、RAM和处理器芯片；将来堆叠SoC、RF传感器等多种芯片。2005年底ST微电子采用MCP，推出用于新一代手机的专用NOR闪存子系统，还推出三频GSM/GPRS收发器SiP，在一个集成无源和有源器件IPAD芯片上堆叠一个GeSiRFBiCMOSASIC芯片，其SiP为低外廓BGA封装，尺寸为1.4mm为7mm7mm，使手机的外围组件数量从80个减少到5个，占板面积比以前缩小5倍。,5、应用越来越广,目前SiP主要用于手机中闪存和应用处理器的封装，还可用于数码相机、PDA、数码摄像机等其他便携式电子产品、PC外设、光驱、硬盘驱动器、娱乐系统、工艺设备和导航系统等；将来会用于模拟、数字电视、GPS等嵌入式领域。,功能模块,硬盘驱动器中的系统级芯片(包括读通道和硬盘控制器),模块式数码手机,SMT与IC、SMT与高密度封装技术相结合的产物,IPD（集成无源元件）MCM(多芯片模块)无源与有源的集成混合元件SIP(系统级封装）三维晶圆级堆叠的立体组件,模块化、系统化推动SMT向更简单、更优化、低成本、高速度、高可靠方向发展。,新工艺技术介绍,通孔元件再流焊工艺三种选择性波峰焊工艺1、掩膜板波峰焊，为每种PCB设计专用掩膜板，保护已焊好的表面贴装器件（此方式不需要买专用设备）2、拖焊工艺：在单个小焊嘴焊锡波上拖焊。适用于少量焊点及单排引脚。3、浸焊工艺：机械臂携带待焊PCB浸入固定位置焊嘴组的焊锡波上（多焊锡波）。浸入选择焊系统有多个焊锡嘴，与PCB待焊点是一对一设计的。因而对不同的PCB需制作专用的焊锡嘴。,通孔元件再流焊工艺,掩膜板选择性波峰焊工艺,掩膜板波峰焊，为每种SMA设计专用掩膜板，保护已焊好的表面贴装元器件。（此方式避免了对SMC/SMD的波峰焊）,主面,辅面,工艺流程B面再流焊A面再流焊B面掩膜波峰焊,合成石掩膜板,合成石治具,波峰焊治具供应商信息,公司：苏州格博精密机械制造有限公司地址：苏州市吴中区郭巷镇姜庄工业小区联系人：苏建中电话：0512-659687696596878165968776,ACA、ACF技术（AnisotropicConductiveAdhesive）（Anisotropicconductivefilm）,在Pitch40m的超高密度以及无铅等环保要求的形势下，ACA各向异性导电胶技术也悄然兴起。例如在LCD(液晶显示)面板、PDP（等离子体显示器）、HDD（硬盘驱动器）磁头、存储器模块、光电偶合器等封装互连中已经得到应用。,ESC技术（EpoxyEncapsulatedSolderConnection）,ESC技术是采用“焊膏粒子树脂”膏状材料替代ACF的新技术。,ACF技术,ESC技术,ESC技术工艺方法,滴涂焊膏树脂胶加热、加压焊接树脂固化,ESC与ACF比较具有以下优点：,工艺简单，节省了贴ACF的空间焊接树脂固化，增强了连接强度，提高了可靠性。更多的应用领域,ESC技术的应用,FlipChip倒装芯片组装工艺的新发展M/MESC工艺（模块与模块结合技术）新一代移动电话无连接器基板间的结合技术实现：五个模块之间的连接(从连接器ACFM/MESC工艺),SMT发展总趋势,1.电子产品功能越来越强、体积越来越小、造价越来越低、更新换代的速度也越来越快。2.元器件越来越小，0201等高密度、高难度组装技术的开发研究。3.无铅焊接技术的研究与推广应用。4.电子设备和工艺向半导体和SMT两类发展，半导体和SMT的界线逐步模糊，尤其封装技术。5.我国SMT处于快速发展阶段，我国将成为SMT世界加工厂的基地。我国SMT发展前景是广阔的。目前设备已经与国际接轨，但设计/制造/工艺/管理技术与国际有差距。应加强基础工艺研究。努力使我国真正成为SMT制造大国/制造强国。,无焊料电子装配工艺Occam倒序互连工艺介绍,Ve