SMT發(fā)展動態(tài)與新技術(shù)介紹教程

1、SMT發(fā)展動態(tài)與新技術(shù)介紹發(fā)展動態(tài)與新技術(shù)介紹 顧靄云顧靄云 電子組裝技術(shù)的發(fā)展電子組裝技術(shù)的發(fā)展 ? 隨著電子元器件的小型化、高集成度的發(fā)展，電子組裝隨著電子元器件的小型化、高集成度的發(fā)展，電子組裝技術(shù)也經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段：技術(shù)也經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段： ? 手工（手工（ 50年代）年代） 半自動插裝浸焊（半自動插裝浸焊（ 60年代年代 ） ? 全自動插裝波峰焊（全自動插裝波峰焊（ 70年代）年代） SMT（ 80年代）年代） ? 窄間距窄間距SMT（ 90年代）年代） 超窄間距超窄間距SMT ?據(jù)飛利浦公司預(yù)測，到據(jù)飛利浦公司預(yù)測，到2010年全球范圍插裝元器件年全球范圍插裝元器件的使

2、用率將下降到的使用率將下降到10%，SMC/SMD將上升到將上升到90%左右。左右。 ? SMT是電子裝聯(lián)技術(shù)的發(fā)展方向，是電子裝聯(lián)技術(shù)的發(fā)展方向，SMT已成為世已成為世界電子整機組裝技術(shù)的主流。界電子整機組裝技術(shù)的主流。 SMTSMT的發(fā)展概況的發(fā)展概況 SMT是從厚、薄膜混合電路、演變發(fā)展而來的。是從厚、薄膜混合電路、演變發(fā)展而來的。 ?美國是世界上美國是世界上SMD與與SMT最早起源的國家，最早起源的國家， ?日本在日本在SMT方面處于世界領(lǐng)先地位。方面處于世界領(lǐng)先地位。 ?歐洲有較好的工業(yè)基礎(chǔ)，發(fā)展速度也很快，歐洲有較好的工業(yè)基礎(chǔ)，發(fā)展速度也很快， ?新加坡、韓國、香港和臺灣省亞洲四小

3、龍發(fā)展較快。新加坡、韓國、香港和臺灣省亞洲四小龍發(fā)展較快。 ?我國我國SMT起步于二十世紀(jì)起步于二十世紀(jì)80年代初期，目前正處于快速發(fā)年代初期，目前正處于快速發(fā)展階段，并已成為展階段，并已成為SMT世界加工基地之一，設(shè)備已經(jīng)與國世界加工基地之一，設(shè)備已經(jīng)與國際接軌，但設(shè)計、制造、工藝、管理技術(shù)等方面與國際還際接軌，但設(shè)計、制造、工藝、管理技術(shù)等方面與國際還有差距。應(yīng)加強基礎(chǔ)理論和工藝研究，提高工藝水平和管有差距。應(yīng)加強基礎(chǔ)理論和工藝研究，提高工藝水平和管理能力。理能力。努力使我國真正成為努力使我國真正成為SMT制造大國、制造強國制造大國、制造強國 。 SMTSMT發(fā)展總趨勢：電子產(chǎn)品功能越來越

4、強、體積越來越小、發(fā)展總趨勢：電子產(chǎn)品功能越來越強、體積越來越小、 元器件越來越小、組裝密度越來越高。組裝難度也越來越大元器件越來越小、組裝密度越來越高。組裝難度也越來越大 ? 年度年度 電子產(chǎn)品電子產(chǎn)品 ? 印制板印制板 ? SMC SMC SMD SMD (IC) (IC) 組裝形式組裝形式 組裝密度組裝密度 （焊點（焊點/cm/cm2 2） 例：手機例：手機 1994 199420022002 ? 體積體積 重量重量 價格價格 功能功能 ? 重量重量700g 120g 68g 手表式手表式 手持電腦手機手持電腦手機 音像音像 娛樂娛樂 1 1 元器件發(fā)展動態(tài)元器件發(fā)展動態(tài) ? SMC S

5、MC片式元件向小型薄型發(fā)展片式元件向小型薄型發(fā)展 ? 其尺寸從其尺寸從1206(3.2mm1206(3.2mm1.6mm) 1.6mm) ? ? ? 向向0805(2.0mm0805(2.0mm1.25mm) 1.25mm) ? ? ? 向向0603(1.6mm0603(1.6mm0.8mm) 0.8mm) ? ? ? 向向0402(1.00402(1.00.5mm) 0.5mm) ? ? ? 向向0201(0.60201(0.60.3mm)0.3mm)發(fā)展。發(fā)展。 ? 最新推出最新推出01005 （0.40.40.2mm0.2mm） (01005C已經(jīng)有樣品已經(jīng)有樣品, 01005R正在試制

6、正在試制) SMD SMD表面組裝器件向小型、薄型和窄引腳間距發(fā)展表面組裝器件向小型、薄型和窄引腳間距發(fā)展 SMD的各種封裝形式的各種封裝形式 PBGA （Plastic Ball Grid Array） DCA （Direct Chip Attach） FCOB (Flip Chip on Board) QFP （Plastic Quad Flat Pack） CSP （Chip Scale Package） WLCSP Wafer Level Chip Scale Package FC-PBGA （ Flip Chip Plastic Ball Grid Array ） 2 2 窄間距技術(shù)

7、（窄間距技術(shù)（FPTFPT）是）是SMTSMT發(fā)展的必然趨勢發(fā)展的必然趨勢 ? FPTFPT是指將引腳間距在是指將引腳間距在0.6350.6350.3mm0.3mm之間的之間的SMDSMD和長寬和長寬1.6mm1.6mm0.8mm0.8mm的的SMCSMC組裝在組裝在PCBPCB上的技術(shù)。上的技術(shù)。 ? 由于電子產(chǎn)品多功能小型化促使半導(dǎo)體集成電路的集成度越來越由于電子產(chǎn)品多功能小型化促使半導(dǎo)體集成電路的集成度越來越高，高，SMCSMC越來越小，越來越小，SMDSMD的引腳間距也越來越窄，目前的引腳間距也越來越窄，目前0.635mm0.635mm和和0.5mm0.5mm引腳間距的引腳間距的QFP

8、QFP已成為工業(yè)和軍用電子裝備中的通用器件。已成為工業(yè)和軍用電子裝備中的通用器件。 ? 元器件的小型化促使元器件的小型化促使SMTSMT的窄間距技術(shù)（的窄間距技術(shù)（FPTFPT）不斷發(fā)展和提高。）不斷發(fā)展和提高。 ? (1) BGA (1) BGA 、CSPCSP的應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛、工藝也比較成熟了。的應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛、工藝也比較成熟了。 ? (2) 0201(0.6(2) 0201(0.60.3mm)0.3mm)在多功能手機、在多功能手機、CCDCCD攝象機、筆記本電腦等產(chǎn)品攝象機、筆記本電腦等產(chǎn)品中已經(jīng)比較廣泛應(yīng)用。中已經(jīng)比較廣泛應(yīng)用。 ? (4)Flip Chip在美國在美國IBMIBM

9、、日本、日本SONYSONY公司等都已經(jīng)應(yīng)用了倒裝芯片技術(shù)公司等都已經(jīng)應(yīng)用了倒裝芯片技術(shù) ? (5) MCM多芯片模塊多芯片模塊由于由于SMC/SMD已經(jīng)不能再小了，已經(jīng)不能再小了，MCM功能功能組件是進一步小型化的方向。組件是進一步小型化的方向。 PBGA結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) ?片基（載體）形式片基（載體）形式 ? 載帶形式載帶形式 CSP結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) ChipChip元件的發(fā)展動態(tài)元件的發(fā)展動態(tài) SOICSOIC 發(fā)展動態(tài)發(fā)展動態(tài) 新型元器件新型元器件 LLP LLP（Leadless Leadframe package Leadless Leadframe package ） 新微型封裝新微型封裝 ?

10、新焊端結(jié)構(gòu)新焊端結(jié)構(gòu): :LLPLLP（Leadless Leadframe package Leadless Leadframe package ） ? MLF MLF（Micro Leadless Frame Micro Leadless Frame ） ? QFN(Quad Flat No-lead) QFN(Quad Flat No-lead) 在硅片上封裝（在硅片上封裝（WLPWLP） Wafer Level (Re-Distribution) Chip Scale Package 晶圓晶圓 COB COB（Chip On BoardChip On Board） 3 3 無鉛焊接的應(yīng)

11、用和推廣無鉛焊接的應(yīng)用和推廣 日本首先研制出無鉛焊料并應(yīng)用到實際生產(chǎn)中，已在日本首先研制出無鉛焊料并應(yīng)用到實際生產(chǎn)中，已在20032003年禁止使用。年禁止使用。 ? 美國和歐洲提出美國和歐洲提出20062006年年7 7月月1 1日禁止使用。日禁止使用。 ? 我國信息產(chǎn)業(yè)部對無鉛化生產(chǎn)限期：我國信息產(chǎn)業(yè)部對無鉛化生產(chǎn)限期： 2006 2006年年7 7月月1 1日。日。 4 非非ODSODS清洗介紹清洗介紹 ? 有關(guān)的政策有關(guān)的政策 ? 禁止使用的禁止使用的ODSODS物質(zhì)和時間：物質(zhì)和時間： ? 用于清洗的用于清洗的ODSODS物質(zhì)有：物質(zhì)有：FC113FC113、CClCCl4 4、1.

12、1.1.1.1.1.三氯乙烷。屬于三氯乙烷。屬于蒙特利爾議定書中規(guī)定的第一、第二、第三類受控物質(zhì)。發(fā)達國蒙特利爾議定書中規(guī)定的第一、第二、第三類受控物質(zhì)。發(fā)達國家已于家已于19961996年停止使用。發(fā)展中國家年停止使用。發(fā)展中國家20102010年全部停止使用。年全部停止使用。 ? 中國作為（蒙約）諦約國，承諾在中國作為（蒙約）諦約國，承諾在 20102010年全面淘汰年全面淘汰ODSODS物質(zhì)。中國物質(zhì)。中國政府意識到保護臭氧層的緊迫性，因此又承諾在目前國際替代技政府意識到保護臭氧層的緊迫性，因此又承諾在目前國際替代技術(shù)發(fā)展的情況下，在發(fā)達國家資金援助和技術(shù)轉(zhuǎn)讓保證的前提下，術(shù)發(fā)展的情況下

13、，在發(fā)達國家資金援助和技術(shù)轉(zhuǎn)讓保證的前提下，中國清洗行業(yè)將在中國清洗行業(yè)將在20062006年停止使用年停止使用ODSODS。在此期間將采用逐步替代、。在此期間將采用逐步替代、逐步淘汰的方針。逐步淘汰的方針。 印制電路板（印制電路板（PCBPCB）焊接后清洗的替代技術(shù)）焊接后清洗的替代技術(shù) ? （1 1） 溶劑清洗溶劑清洗 ? a a 非非ODSODS溶劑清洗溶劑清洗 ? b HCFC b HCFC清洗清洗 ? HCFC HCFC只是一種過渡性替代物，最終（只是一種過渡性替代物，最終（20402040年）也是要禁用的。年）也是要禁用的。 ? （2 2） 免洗技術(shù)免洗技術(shù)不清洗而達到清洗的效果不

14、清洗而達到清洗的效果 ? 對于一般電子產(chǎn)品采用免洗助焊劑或免洗焊膏，焊后可以不清洗。對于一般電子產(chǎn)品采用免洗助焊劑或免洗焊膏，焊后可以不清洗。? （3 3） 水洗技術(shù)水洗技術(shù) ? 水洗技術(shù)可分為水洗和水中加表面活性劑兩種工藝。水洗技術(shù)可分為水洗和水中加表面活性劑兩種工藝。 ? （4 4） 半水技術(shù)半水技術(shù) ? 半水技術(shù)屬水洗范疇，所不同的是加入的洗滌劑屬可分離型。半水技術(shù)屬水洗范疇，所不同的是加入的洗滌劑屬可分離型。 其它新技術(shù)其它新技術(shù) PCB-SMD復(fù)合化復(fù)合化 在多層板中預(yù)埋在多層板中預(yù)埋R、C、L元件，實現(xiàn)高密度組件。元件，實現(xiàn)高密度組件。 新型封裝新型封裝 FC-BGA FC-BGA

15、 （flip chipflip chip） 凸點 ? 進一步微型化進一步微型化 芯片 芯片 凸點 ? MCM（multichip module)多芯片模塊封裝多芯片模塊封裝 3D封裝封裝 3D Systems in Package (SIP) 存儲器存儲器 ASIC+存儲器存儲器 功能模塊功能模塊 硬盤驅(qū)動器中的硬盤驅(qū)動器中的 系統(tǒng)級芯片系統(tǒng)級芯片(包括讀通道和硬盤控制器包括讀通道和硬盤控制器) 模塊式數(shù)碼手機模塊式數(shù)碼手機 SMT與與IC、SMT與高密度封裝技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物與高密度封裝技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物 IPD （ 集成無源元件）集成無源元件） MCM(多芯片模塊多芯片模塊) 無源與有源的集成

16、混合元件無源與有源的集成混合元件 SIP(系統(tǒng)級封裝）系統(tǒng)級封裝） 三維晶圓級堆疊的立體組件三維晶圓級堆疊的立體組件 模塊化、系統(tǒng)化推動模塊化、系統(tǒng)化推動SMT向更簡單、更優(yōu)化、低成向更簡單、更優(yōu)化、低成本、高速度、高可靠方向發(fā)展。本、高速度、高可靠方向發(fā)展。 通孔元件再流焊工藝通孔元件再流焊工藝 ACA技術(shù)技術(shù) （Anisotropic Conductive Adhesive） ? 在在Pitch40m的超高密度以及無鉛等環(huán)保要求的的超高密度以及無鉛等環(huán)保要求的形勢下，形勢下， ACA各向異性導(dǎo)電膠技術(shù)也悄然興各向異性導(dǎo)電膠技術(shù)也悄然興起。例如在起。例如在LCD (液晶顯示液晶顯示) 面板、

17、面板、PDP（等離子（等離子體顯示器）、體顯示器）、HDD（硬盤驅(qū)動器）磁頭、存儲器（硬盤驅(qū)動器）磁頭、存儲器模塊、光電偶合器等封裝互連中已經(jīng)得到應(yīng)用。模塊、光電偶合器等封裝互連中已經(jīng)得到應(yīng)用。 SMTSMT發(fā)展總趨勢發(fā)展總趨勢 ? 1. 1. 電子產(chǎn)品功能越來越強、體積越來越小、造價越來越低、更新?lián)Q代電子產(chǎn)品功能越來越強、體積越來越小、造價越來越低、更新?lián)Q代的速度也越來越快。的速度也越來越快。 ? 2. 2. 元器件越來越小，元器件越來越小，02010201等高密度、高難度組裝技術(shù)的開發(fā)研究。等高密度、高難度組裝技術(shù)的開發(fā)研究。 ? 3. 3. 無鉛焊接技術(shù)的研究與推廣應(yīng)用。無鉛焊接技術(shù)的研究與推廣應(yīng)用。 ? 4. 4. 電子設(shè)備和工藝向半導(dǎo)體和電子設(shè)備和工藝向半導(dǎo)體和SMTSMT兩類發(fā)展，半