1-SMT发展动态与新技术介绍

第一部分第一部分SMTSMT发展动态与新技术介绍发展动态与新技术介绍顾霭云顾霭云电子组装技术的发展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，到据飞利浦公司预测，到20102010年全球范围插装元器件年全球范围插装元器件的使用率将下降到的使用率将下降到10%10%，，SMC/SMDSMC/SMD将上升到将上升到90%90%左右。左右。••SMTSMT是电子装联技术的发展方向，是电子装联技术的发展方向，SMTSMT已成为世已成为世界电子整机组装技术的主流。界电子整机组装技术的主流。SMTSMT的发展概况的发展概况SMTSMT是从厚、薄膜混合电路、演变发展而来的。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昀早起源的国家，•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努力使我国真正成为SMTSMT制造大国、制造强国制造大国、制造强国。SMTSMT发展总趋势：电子产品功能越来越强、体积越来越小、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•SMC•SMD•(IC)•组装形式•组装密度•（焊点/cm2）例：手机例：手机19941994－－20022002•体积重量价格功能•重量700g》120g》68g手表式手持电脑－手机音像娱乐11元器件发展动态元器件发展动态••⑴⑴SMCSMC——片式元件向小型薄型发展片式元件向小型薄型发展•其尺寸从1206(3.2mm×1.6mm)•→向0805(2.0mm×1.25mm)•→向0603(1.6mm×0.8mm)•→向0402(1.0×0.5mm)•→向0201(0.6×0.3mm)发展。•昀新推出昀新推出0100501005（（0.40.4××0.2mm0.2mm））预计预计20102010年年04020402（（0.40.4××0.2mm0.2mm））→将向03015（（0.30.3××0.15mm0.15mm）发展）发展⑵⑵SMDSMD——表面组装器件向小型、薄型和窄引脚间距发展表面组装器件向小型、薄型和窄引脚间距发展SMDSMD的的各种封装形式各种封装形式QFPQFP（PlasticQuadFlatPack）PBGAPBGA（PlasticBallGridArray）CSPCSP（ChipScalePackage）FCFC--PBGAPBGA（FlipChipPlasticBallGridArray）DCADCA（DirectChipAttach）FCOBFCOB(FlipChiponBoard)WLCSPWLCSPWaferLevelChipScalePackage22窄间距技术（窄间距技术（FPTFPT）是）是SMTSMT发展的必然趋势发展的必然趋势•FPT是指将引脚间距在0.635—0.3mm之间的SMD和长×宽≤1.6mm×0.8mm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(0.6×0.3mm)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(0.4×0.2mm)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日本松下为了应对高密度贴装开发了开发了APCAPC系统系统••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。元件时对位中心是焊膏图形，而不是焊盘。••贴装贴装04020402（公制）工艺中采用（公制）工艺中采用APCAPC系统后，明显的减少了元件系统后，明显的减少了元件浮起和立碑现象。浮起和立碑现象。APCAPC系统（系统（AdvancedProcessAdvancedProcessContrlContrl））————通过测定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。上一个工序的品质结果，来控制后一个工序的技术。应用应用APCAPC贴装贴装传统贴装传统贴装PBGAPBGA结构结构CSPCSP结构结构•片基（载体）形式•载带形式Chip元件的发展动态SOIC发展动态新型元器件新型元器件LLPLLP（（LeadlessLeadlessLeadframeLeadframepackagepackage））新微型封装新微型封装••新焊端结构新焊端结构::LLP（LeadlessLeadframepackage）•MLF（MicroLeadlessFrame）•QFN(QuadFlatNo-lead)在硅片上封装（在硅片上封装（WLPWLP））晶圆WaferLevel(Re-Distribution)ChipScalePackageCOB（ChipOnBoard）33无铅焊接的应用和推广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。•我国我国由信息产业部、发展改革委、商务部、海关总由信息产业部、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署、工商总局、质检总局、环保总局联合制定的《《电子信电子信息产品污染控制管理办法息产品污染控制管理办法》》已于已于20062006年年22月月2828日正式颁布，日正式颁布，20072007年年33月月11日施行。日施行。44非非ODSODS清洗介绍清洗介绍•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（印制电路板（PCBPCB））焊接后清洗的替代技术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，昀终（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。55贴片机向模块化、多功能、高速度方向发展贴片机向模块化、多功能、高速度方向发展复合式复合式••复合式机器是从动臂式机器发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展而来，它集合了转盘式和动臂式的特点，在动臂上安装有臂式的特点，在动臂上安装有转盘。转盘。••例如例如SimensSimens的的Siplace80SSiplace80S系列贴系列贴片机，有两个带有片机，有两个带有1212个吸嘴的个吸嘴的转盘。由于复合式机器可通过转盘。由于复合式机器可通过增加动臂数量来提高速度，具增加动臂数量来提高速度，具有较大灵活性，有较大灵活性，••SimensSimens的的HS50HS50机器安装有机器安装有44个个这样的旋转头，贴装速度可达这样的旋转头，贴装速度可达每小时每小时55万片。万片。平行系统平行系统（模块式）（模块式）••平行系统由一系列的小型独平行系统由一系列的小型独立贴装机组成。各自有定位立贴装机组成。各自有定位系统、摄像系统、若干个带系统、摄像系统、若干个带式送料器。能为多块电路式送料器。能为多块电路板、分区贴装。板、分区贴装。••例如例如PHILIPSPHILIPS公司的公司的FCMFCM机机器有器有1616个贴装头，贴装速度个贴装头，贴装速度达到达到0.030.03秒／秒／Chip，每个头，每个头的贴装速度在的贴装速度在11秒／秒／Chip左右左右••FUJIFUJI的ＮＸＴ的ＮＸＴQP132QP132等等富士富士NXTNXT模组型高速多功能贴片机模组型高速多功能贴片机••该贴片机有该贴片机有88模组和模组和44模组两种基座，模组两种基座，M6M6和和M3M3两种模两种模组，组，88吸嘴吸嘴,4,4吸嘴和单吸嘴三种贴片头，可通过灵活组合满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。足不同产量要求。••单台产量昀高可达单台产量昀高可达4000040000芯片芯片//小时小时••单台机器可完成从微型单台机器可完成从微型02010201到到7474××74mm74mm的大型器件（甚至的大型器件（甚至大到大到3232××180mm180mm的连接件）的贴装。的连接件）的贴装。PCBPCB--SMDSMD复合化复合化在多层板中预埋在多层板中预埋RR、、CC、、LL元件，实现高密度组件。元件，实现高密度组件。66其它新技术其它新技术新型封装新型封装FCFC--BGABGA（（flipchipflipchip））•进一步微型化芯片芯片芯片芯片凸点凸点凸点凸点••MCMMCM（（multichipmultichipmodule)module)多芯片模块封装多芯片模块封装3D3D封装封装3DSystemsinPackage3DSystemsinPackage(SIP)(SIP)存储器存储器ASIC+ASIC+存储器存储器采用采用““POPPOP””技术（技术（PackageOnPackagePackageOnPackage））堆叠封装的昀新动态堆叠封装的昀新动态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11、堆叠封装的种类越来越多、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昀优化；SCP（StackedChipPackage或SDP：StackedDicesPackage）芯片堆叠封装，SCP是强调两个以上芯片的堆叠；UT－SCSP（UltraThin－StackedChipsSizePackage）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、成本昀低的堆叠封装解决方案。22、堆叠封装的市