SMT設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

1、bga焊接1smt設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢3國內(nèi)smt設(shè)備的現(xiàn)狀與趨勢8smt & assembly 專欄9bga焊接 隨著手機的體積越來越小， 內(nèi)部的集成程度也越來越高，而且現(xiàn)在的手機中幾乎都采用了球柵陣列封裝模塊，也就是我們通常所說的bga。這種模塊是以貼片形式焊接在主板上的。對維修人員來說，熟練的掌握熱風(fēng)槍，成為修復(fù)這種模塊的必修課程。 1。bga模塊的耐熱程度以及熱風(fēng)槍溫度的調(diào)節(jié)技巧， bga模塊利用封裝的整個底部來與電路板連接。不是通過管腳焊接，而是利用焊錫球來焊接。模塊縮小了體積， 手機也就相對的縮小了體積， 但這種模塊的封裝形式也決定了比較容易虛焊的特性，手機廠家為了加固這種模塊，往

2、往采用滴膠方法。這就增加了維修的難度。對付這種膠封模塊，我們要用熱風(fēng)槍吹很長時間才能取下模塊，往往在吹焊過程中， 拆焊的溫度掌握不好，模塊拆下來也因為溫度太高而損壞了。 那么怎樣有效的調(diào)節(jié)風(fēng)槍溫度。即能拆掉模塊又損壞不了呢！跟大家說幾種機型中常用的bga模塊的耐熱溫度和焊接時要注意的事項。 摩托羅拉v998的cpu,大家肯定很熟悉吧，這種模塊大多數(shù)是用膠封裝的。這種模塊的耐熱程度比較高， 風(fēng)槍溫度一般不超過400度不會損壞它，我們對其拆焊時可以調(diào)節(jié)風(fēng)槍溫度到350-400度，均勻的對其表面進(jìn)行加熱，等cpu下有錫球冒出的時候，說明底下的焊錫已經(jīng)全部融化，這時就可以用鑷子輕輕的撬動它，從而安全的

3、取下 。跟這種模塊的焊接方法差不多的模塊還用諾基亞8210/3310系列的cpu,不過這種cpu封裝用的膠不太一樣，大家要注意拆焊時封膠對主板上引腳的損害。 西門子3508音頻模塊和1118的cpu。這兩種模塊是直接焊接在主板上的， 但它們的耐熱程度很差，一般很難承受350度以上的高溫，尤其是1118的cpu.焊接時一般不要超過300度。我們焊接時可以在好cpu上放一塊壞掉的cpu.從而減少直接吹焊模塊引起的損害。吹焊時間可能要長一些， 但成功率會高一些。 2，主板上面掉點后的補救方法。 剛開始維修的朋友，在拆用膠封裝的模塊時，肯定會碰到主板上掉點。如過掉的焊點不是很多，我們可以用連線做點的方

4、法來修復(fù)，在修復(fù)這種掉點的故障中，我用天目公司出的綠油做為固定連線的固化劑。 主板上掉的點基本上有兩種，一種是在主板上能看到引腳，這樣的比較好處理一些，直接用線焊接在引腳上，保留一段合適的線做成一個圓型放在掉點位置上即可，另一種是過孔式焊點，這種比較難處理一些，先用小刀將下面的引腳挖出來，再用銅線做成焊點大小的圈，放在掉點的位置。再加上一個焊錫球，用風(fēng)槍加熱。從而使圈和引腳連在一起。 接下來就是用綠油固化了，涂在處理好的焊盤上，用放大鏡在太陽下聚光照上幾秒鐘，固化程度比用熱風(fēng)槍加熱一天的還要好。主板上掉了焊點， 我們用線連好，清理干凈后。在需要固定或絕緣的地方涂上綠油， 拿到外面，用放大鏡照太

5、陽聚光照綠油。幾秒鐘就固化。 3.焊盤上掉點時的焊接方法。 焊盤上掉點后，先清理好焊盤， 在植好球的模塊上吹上一點松香，然后放在焊盤上， 注意不要放的太正， 要故意放的歪一點， 但不要歪的太厲害，然后加熱，等模塊下面的錫球融化后，模塊會自動調(diào)正到焊盤上， 焊接時要注意不要擺動模塊。 另外，在植錫時，如果錫漿太薄， 可以取出一點放在餐巾紙，把助焊劑吸到紙上， 這樣的錫漿比較好用！ smt設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢the development situation and trend of smt equipment信息產(chǎn)業(yè)部電子第二研究所 陸 峰 范兆周前言作為電氣互聯(lián)技術(shù)的主要組成部分和主體技術(shù)的表

6、面組裝技術(shù)即smt，是現(xiàn)代電氣互聯(lián)技術(shù)的主流。經(jīng)過20多年的發(fā)展，目前smt已經(jīng)成為現(xiàn)代電子產(chǎn)品的pcb電路組件級互聯(lián)的主要技術(shù)手段。相關(guān)資料表明，發(fā)達(dá)國家的smt應(yīng)用普及率已超過75%，并進(jìn)一步向高密度組裝、立體組裝等技術(shù)為代表的組裝技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展。組裝技術(shù)的不斷發(fā)展必將對組裝工藝及相關(guān)設(shè)備的發(fā)展提出新的要求。國外smt設(shè)備的現(xiàn)狀與趨勢經(jīng)過近20多年的飛速發(fā)展，國外smt設(shè)備單機結(jié)構(gòu)性框架已基本趨于成熟，并進(jìn)一步向模塊化、靈活、柔性組線方向發(fā)展，以發(fā)揮設(shè)備的最大使用效率，滿足快速增長的生產(chǎn)需要。但是，近幾年隨著一些相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，如元器件領(lǐng)域，新的封裝器件不斷涌現(xiàn)，元器件越來越小，引線間距

7、越來越密，以及人類環(huán)保意識的加強等，相應(yīng)的對smt設(shè)備的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)。貼裝設(shè)備的現(xiàn)狀與趨勢作為smt設(shè)備的龍頭，貼裝設(shè)備的發(fā)展歷來備受設(shè)備廠家的重視。從最初的以機械定位到圖像識別位置補償，從爪式定心到飛行對中檢測，貼裝設(shè)備的發(fā)展經(jīng)歷了質(zhì)的飛躍。但是，隨著片式組件尺寸的逐步縮小，目前片式器件從0402（公制為1005）已發(fā)展到0201（公制為0603），正在研究0101（公制0303），以及bga、csp/ bga、fc、mcm等封裝形式的元器件的大量涌現(xiàn)和推廣應(yīng)用，客觀上對貼裝設(shè)備提出了更高的要求。如0402規(guī)格的片式組件貼裝時，其貼裝精度為 100 m;0201規(guī)格的片式組件貼裝時，其

8、貼裝精度為 50 m，即貼裝精度為6 。此外，對bga、csp/ bga這類封裝器件，精確貼裝的最先決條件就是檢查焊料球的存在與否和間距，檢查焊料球變形狀態(tài)。這就要求貼裝機的視覺系統(tǒng)能根據(jù)球的形狀質(zhì)量因數(shù)和建立焊料球畸變認(rèn)可等級來實現(xiàn)這一功能。當(dāng)前，一種新的貼裝技術(shù)正在悄然出現(xiàn)，即電場貼裝技術(shù)。該技術(shù)采用電場控制微型組件的移動與貼裝，是一種實現(xiàn)微米級材料組件貼裝的新方法。一旦該技術(shù)進(jìn)入實用化階段，必將對傳統(tǒng)的貼裝設(shè)備帶來劃時代的變革?？傊?，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，貼裝設(shè)備也得不斷改進(jìn)和完善，以滿足元器件不斷發(fā)展變化的需要。因此，可以說新一代的國外貼裝設(shè)備在高精度、高速度、多功能方向?qū)⑦M(jìn)一步發(fā)展

9、和完善。印刷設(shè)備的現(xiàn)狀與趨勢新型元器件的發(fā)展和應(yīng)用必然對焊膏印刷工藝帶來新的沖擊。除印刷模板的制作工藝，模板的精度、厚度、開口形狀和尺寸，以及焊膏的選擇等外部參量需進(jìn)一步優(yōu)化外，印刷設(shè)備同樣面臨新的考驗。目前，國外先進(jìn)的印刷機主要有美國mpm公司的mpm3000、英國dek公司的dek268等機型，都采用了高精度的視覺系統(tǒng)，借助圖像識別處理功能，實現(xiàn)快速準(zhǔn)確的圖像對準(zhǔn)。同時，通過設(shè)定印刷高度、刮刀壓力和角度、印刷速度等參數(shù)，確保高質(zhì)量的印刷效果。此外，為保證焊膏印刷工藝的一致性，兩機型還加有對環(huán)境溫度和相對濕度的控制，并借助2d或3d激光檢測系統(tǒng)，對印刷質(zhì)量進(jìn)行檢測，以滿足高品質(zhì)印刷工藝的要求

10、。焊接設(shè)備的現(xiàn)狀與趨勢焊接技術(shù)是表面組裝技術(shù)中的核心技術(shù)。如果說90年代的焊接技術(shù)是在熱風(fēng)再流焊、紅外熱風(fēng)再流焊、免清洗焊接等領(lǐng)域快速發(fā)展的話，那么，21世紀(jì)的焊接技術(shù)將更加多元化，穿孔再流焊pihr（pin-in-hole-reflow）、無鉛焊以及導(dǎo)電膠（conductive adhesive）接技術(shù)將得到進(jìn)一步的推廣和應(yīng)用，相關(guān)設(shè)備將得到進(jìn)一步的發(fā)展和普及。以無鉛焊接技術(shù)為例，傳統(tǒng)的sn/pb再流焊時共晶溫度為179183，而目前較成熟的sn/ag成分焊膏的熔點為220，熔點的提高必然對再流焊設(shè)備提出更高的要求：其一，熱容量要滿足產(chǎn)品焊接溫度的需要；其二，為避免元器件的損壞，大小元器件之

11、間溫度差不得超過10，即爐膛橫截面溫度均勻性要好。倒裝芯片（fc）是高密度組裝的主流，倒裝芯片的組裝方法有兩種，一是采用再流焊方式，一是采用膠接方式，即采用導(dǎo)電膠將芯片與基板或印制電路板粘接形成電連接，該方式又分為cpc（conductive paste connection）法和acfc（anisotropic condouctive film connection）法。cpc法是用導(dǎo)電膠將芯片的凸點電極與基板或印制電路板上的電極粘接后，再進(jìn)行填充樹脂固化；acfc法采用方向各異的導(dǎo)電膠，通過脈沖熱壓，在熱壓方向上產(chǎn)生導(dǎo)電性，而其它方向是絕緣性的，從而使芯片凸點電極與基板或印制電路板上電極形

12、成連接。由于采用導(dǎo)電膠接技術(shù)焊接溫度低，不含鉛，因此，導(dǎo)電膠接技術(shù)在未來將得到更加廣泛的應(yīng)用，而這必然給導(dǎo)電膠焊接設(shè)備帶來更大的發(fā)展空間。檢測設(shè)備的現(xiàn)狀與趨勢smt領(lǐng)域涉及的檢測設(shè)備或儀器種類很多，如用于檢測器件、電路板變形的表面輪廓儀；用于分析材料表面污染的俄歇電子能譜儀；用于溫度分布測試的紅外熱像儀、溫度曲線記錄儀；用于器件、印制板可焊性測試的可焊性測試儀；用于分析膠等材料固化過程中的揮發(fā)、助焊劑揮發(fā)的熱天平；用于測試焊接力學(xué)性能的推力/拉力計；用于焊膏、貼片膠粘度測試的粘度計；以及用于印制板組件（pcba）測試的在線測試（ict）設(shè)備、功能測試（ft）設(shè)備、自動光學(xué)檢驗（aoi）設(shè)備、及

13、三維x射線檢測設(shè)備等等。應(yīng)該說，檢測設(shè)備的多元化，有力的推動了smt組裝工藝的發(fā)展，極大的提高了smt組裝工藝質(zhì)量，而檢測設(shè)備的多元化正是其發(fā)展趨勢之一。此外，當(dāng)前表面組裝正在向零缺陷制造發(fā)展，追求直通率已成為組裝廠家的目標(biāo)，檢測設(shè)備的作用將越發(fā)重要。但是，目前的檢測設(shè)備主要以尋求缺陷為目的，不能指出造成缺陷的原因。因此，檢測設(shè)備與工藝分析的進(jìn)一步結(jié)合同樣也是其今后發(fā)展的趨勢之一。國內(nèi)smt設(shè)備的現(xiàn)狀與趨勢自20世紀(jì)80年代中后期，我國開始smt設(shè)備的研制開發(fā)以來，smt設(shè)備在我國已取得長足的進(jìn)步，初步形成了一個以印刷機、再流焊機、波峰焊機等中、低檔設(shè)備為主的設(shè)備群體，但是較之國外的發(fā)展水平，

14、我國smt設(shè)備的發(fā)展道路還很漫長。貼裝設(shè)備方面，我國自1988年研制出第一臺低速貼裝機的樣機以來，十幾年的發(fā)展仍沒有開發(fā)出推向市場的商品化機型，在此方面與國外的差距巨大。目前，肇慶風(fēng)華公司、熊貓集團(tuán)公司、深圳日東公司等單位仍在繼續(xù)努力，爭取早日突破。印刷設(shè)備方面，我國以半自動絲印機、手動絲印機的生產(chǎn)為主，全自動絲印機只有日東公司開發(fā)成功，并已推向市場。該機采用機械定位方式，實現(xiàn)了全自動印刷過程，但由于不帶圖像識別系統(tǒng)，使其應(yīng)用受到了很大的局限性。目前，日東公司正在開發(fā)帶視覺系統(tǒng)的全自動絲印機。再流焊設(shè)備是我國smt國產(chǎn)化設(shè)備中最具競爭力的產(chǎn)品，其中以信息產(chǎn)業(yè)部電子第二研究所、日東、勁拓等公司為

15、代表的再流焊產(chǎn)品在技術(shù)性能指標(biāo)上已接近或達(dá)到國外同類機型的水平，初步具備了同國外產(chǎn)品競爭的實力，且價格只是國外的1/31/2。今后主要在可靠性及指標(biāo)的優(yōu)化上還需要下大力氣，以滿足市場多樣化的需求。 檢測設(shè)備國內(nèi)主要以北京星河公司為代表，其生產(chǎn)的在線測試儀ict占據(jù)了國內(nèi)很大的市場份額。但是，受高密度組裝的挑戰(zhàn)，ict的使用受到極大的制約。目前，星河公司已研制出aoi樣機，正在進(jìn)行測試和改進(jìn)。綜觀國內(nèi)smt設(shè)備的發(fā)展，應(yīng)該說局部有所突破，但整體上與國外差距很大。smt & assembly 專欄電子所與材料所攜手，開發(fā)出有機基板內(nèi)藏組件構(gòu)裝技術(shù)，應(yīng)用于藍(lán)芽模塊且驗證成功此技術(shù)主要在縮裝分離式(s

16、md)之被動組件，并內(nèi)藏到有機pcb基板內(nèi)。所能內(nèi)藏組件包括：220pf及10nh以下的所有電容、電感。此應(yīng)用例中之藍(lán)芽模塊有38%以上的表面黏著被動組件內(nèi)藏于基板中，單面組裝基板可縮小1525%的面積；雙面組裝的基板面積可縮小一半。由于將大量被動組件埋入基板中，大幅減小電路板之焊钖接點，降低因高頻所產(chǎn)生不必要之寄生效應(yīng)，進(jìn)而提升射頻模塊在高頻的電氣響應(yīng)；并增加模塊制作的良率與可靠度。此一技術(shù)利用成熟的pcb基板壓合制程與此內(nèi)藏技術(shù)將被動組件埋入多層pcb基板，比現(xiàn)有l(wèi)tcc模塊制程減少約一半的制程成本電子所所長徐爵民博士指出，此高密度射頻模塊，使未來射頻通訊產(chǎn)品將更具高可靠度、高可攜度的優(yōu)勢

17、。廠商運用此一技術(shù)將可開發(fā)微小型通訊產(chǎn)品，如無線局域網(wǎng)絡(luò)、大哥大、全球定位系統(tǒng)等各類射頻微小模塊，進(jìn)入高附加價值通訊卡的市場，創(chuàng)造無可限量的商機。內(nèi)藏被動組件整合基板大幅縮小產(chǎn)品體積、提高電路板電性及構(gòu)裝良率，對國內(nèi)pcb及通訊產(chǎn)業(yè)競爭力的提升意義重大。在經(jīng)濟(jì)部科技項目支持下，電子所與材料所共同研發(fā)有機基板內(nèi)藏組件設(shè)計技術(shù)，成功研制出高介電（介電常數(shù)40）射頻用電容基板，可應(yīng)用于藍(lán)芽模塊（bluetooth）內(nèi)，為下一代無線通訊需求之內(nèi)藏組件基板與射頻模塊的應(yīng)用帶來新契機。業(yè)界推廣，起跑！工研院成功開發(fā)的內(nèi)藏被動組件整合基板因采內(nèi)藏基板之設(shè)計，比傳統(tǒng)基板材料(fr-4)制作之電容面積減少20倍

18、，亦比ltcc陶瓷電容面積減小10倍，不但可縮小系統(tǒng)產(chǎn)品體積，對電路板電性及構(gòu)裝良率都將有革命性的提升。本技術(shù)已正式進(jìn)入推廣業(yè)界的階段，除了利用經(jīng)濟(jì)部sip整合性業(yè)界科專方式進(jìn)行外，也準(zhǔn)備對產(chǎn)業(yè)的上中下游，包括材料廠、基板廠及系統(tǒng)廠分別進(jìn)行推廣。電子所先進(jìn)構(gòu)裝中心構(gòu)裝設(shè)計技術(shù)組副組長李明林表示，內(nèi)藏被動組件整合基板除了提供通訊領(lǐng)域的藍(lán)芽模塊應(yīng)用，未來23年，還準(zhǔn)備發(fā)展到大電容的數(shù)字應(yīng)用，如中央處理器(cpu)、繪圖芯片（graphic chip）及芯片組（chipset）等封裝基板，對業(yè)者來說，不但是提升產(chǎn)品技術(shù)的機會，也可避開大陸業(yè)者的低價競爭，是未來勝出的關(guān)鍵。另外，李明林也強調(diào)技術(shù)延展性

19、十分重要，有能力提供內(nèi)藏被動組件整合基板的廠商，會逐漸形成族群效益，結(jié)合上中下游產(chǎn)業(yè)鏈共同生產(chǎn)銷售；這類族群以生產(chǎn)更小型或功能整合型產(chǎn)品去擴(kuò)大通訊領(lǐng)域的應(yīng)用，成為提升產(chǎn)業(yè)價值的轉(zhuǎn)折點。未來，單向由系統(tǒng)廠提供板廠設(shè)計圖的時代將成為過去，板廠也須具備射頻被動組件模型仿真分析、量測等技術(shù)，以對應(yīng)不同系統(tǒng)廠不同產(chǎn)品的制程要求及規(guī)格修改。在機會來之前先做好準(zhǔn)備，不僅可縮短磨合期的不順，而且，在不景氣的今天，也正是利用空出的人力及生產(chǎn)線建立數(shù)據(jù)庫的好時機。提升pcb的產(chǎn)業(yè)價值我國印刷電路板產(chǎn)業(yè)無論在產(chǎn)能或產(chǎn)量上都已高居世界第一，是我國成功發(fā)展計算機產(chǎn)業(yè)的堅實基礎(chǔ)。然而，隨著通訊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，印刷電路板逐漸面

20、臨：能否滿足通訊產(chǎn)品對高頻電性需求的新挑戰(zhàn)。因此，如何成功地把傳統(tǒng)基板表面的被動組件整合且內(nèi)藏到基板內(nèi)，便成了技術(shù)開發(fā)團(tuán)隊的新課題。目前此種技術(shù)亦是全世界通訊廠共同努力的目標(biāo)。據(jù)了解，美國針對這樣的技術(shù)，成立了national center for manufacturing sciences （ncms）及national electronics manufacturing initiative （nemi）兩個學(xué)會，并有近20家廠商積極投入開發(fā)，迄今已經(jīng)4年，尚未看到具體的突破，可見技術(shù)難度之高。電子所先進(jìn)構(gòu)裝中心構(gòu)裝設(shè)計技術(shù)組副組長李明林表示，45年前，國內(nèi)pcb業(yè)者還無法預(yù)測這樣的技術(shù)

21、將帶來何種商業(yè)機會或市場沖擊，因為當(dāng)時市場需求尚未出現(xiàn)。但至今國際通訊大廠如motorola，已經(jīng)完成這種內(nèi)藏被動組件整合基板設(shè)計制作及認(rèn)證工作，并將之應(yīng)用于大哥大gsm手機?？珙I(lǐng)域之研發(fā)重點突破在內(nèi)藏被動組件整合基板的研發(fā)過程中，材料所解決了國外材料在加工、壓合、鉆孔時容易脆裂的問題。負(fù)責(zé)材料研發(fā)的材料所電子有機材料組組長劉佳明博士表示，此項材料關(guān)鍵技術(shù)即在有效掌握奈米與有機材料界面。除了選擇適當(dāng)之奈米分散技術(shù)，亦針對無機奈米粉末的表面處理與功能化，進(jìn)行深入探討。研發(fā)團(tuán)隊使用奈米搭配次微米之高介電陶瓷粉末與環(huán)氧樹脂進(jìn)行混成，提高陶瓷粉末在樹脂中之堆積密度，減少氣孔之比例，提升介電特性之穩(wěn)定度。此外，奈米顆?？稍黾硬牧显诩庸汉蠒r的流動性，有效提升材料與基材的接著性及基板的耐熱特性，使內(nèi)藏電容基板具有良好的可靠性（reliability）。至于電子所先進(jìn)構(gòu)裝中心則利用材料所開發(fā)的高介電常數(shù)電容基板，負(fù)責(zé)內(nèi)藏組件基板電性模型及量測方法之研發(fā)。目前參與科專先期研究之廠商已經(jīng)完成基板制程驗證，證實該設(shè)計技術(shù)已經(jīng)成熟，將進(jìn)入業(yè)界推廣階段。希望業(yè)者除了注意市場趨勢，也應(yīng)預(yù)先做好相關(guān)技術(shù)，為提升產(chǎn)業(yè)價值做好準(zhǔn)備?；仡櫸迥觊_發(fā)史1999年是技術(shù)開發(fā)計劃初年，李明林指出，那時技術(shù)團(tuán)隊只有