表面貼裝技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

目前，封裝技術(shù)的定位已從連接、組裝等一般性生產(chǎn)技術(shù)逐步演變?yōu)閷?shí)現(xiàn)高度多樣化電子信息設(shè)備的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。更高密度、更小凸點(diǎn)、無(wú)鉛工藝等需要全新的封裝技術(shù)，更能適應(yīng)消費(fèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)快速變化的需求。 封裝技術(shù)的推陳出新，也已成為半導(dǎo)體及電子制造技術(shù)繼續(xù)發(fā)展的有力推手，并對(duì)半導(dǎo)體前道工藝和表面貼裝技術(shù)的改進(jìn)產(chǎn)生著重大影響。如果說(shuō)倒裝芯片凸點(diǎn)生成是半導(dǎo)體前道工藝向后道封裝的延伸，那么，基于引線鍵合的硅片凸點(diǎn)生成則是封裝技術(shù)向前道工藝的擴(kuò)展。

在整個(gè)電子行業(yè)中，新型封裝技術(shù)正推動(dòng)制造業(yè)發(fā)生變化，市場(chǎng)上出現(xiàn)了將傳統(tǒng)分離功能混合起來(lái)的技術(shù)手段，正使后端組件封裝和前端裝配融合變成一種趨勢(shì)。不難觀察到，面向部件、系統(tǒng)或整機(jī)的多芯片組件封裝技術(shù)的出現(xiàn)，徹底改變了只是面向器件的概念，并很有可能會(huì)引發(fā)SMT產(chǎn)生一次工藝革新。

元器件是SMT技術(shù)的推動(dòng)力，而SMT的進(jìn)步也推動(dòng)著芯片封裝技術(shù)不斷提升。片式元件是應(yīng)用最早、產(chǎn)量最大的表面貼裝元件，自打SMT形成后，相應(yīng)的IC封裝則開(kāi)發(fā)出了適用于SMT短引線或無(wú)引線的LCCC、PLCC、SOP等結(jié)構(gòu)。四側(cè)引腳扁平封裝(QFP)實(shí)現(xiàn)了使用SMT在PCB或其他基板上的表面貼裝，BGA解決了QFP引腳間距極限問(wèn)題，CSP取代QFP則已是大勢(shì)所趨，而倒裝焊接的底層填料工藝現(xiàn)也被大量應(yīng)用于CSP器件中。

隨著01005元件、高密度CSP封裝的廣泛使用，元件的安裝間距將從目前的0.15mm向0.1mm發(fā)展，這勢(shì)必決定著SMT從設(shè)備到工藝都將向著滿足精細(xì)化組裝的應(yīng)用需求發(fā)展。但SiP、MCM、3D等新型封裝形式的出現(xiàn)，使得當(dāng)今電子制造領(lǐng)域的生產(chǎn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題日益增多。

由于MCM技術(shù)是集混合電路、SMT及半導(dǎo)體技術(shù)于一身的集合體，所以我們可稱之為保留器件物理原型的系統(tǒng)。多芯片模組等復(fù)雜封裝的物理設(shè)計(jì)、尺寸或引腳輸出沒(méi)有一定的標(biāo)準(zhǔn)，這就導(dǎo)致了雖然新型封裝可滿足市場(chǎng)對(duì)新產(chǎn)品的上市時(shí)間和功能需求，但其技術(shù)的創(chuàng)新性卻使SMT變得復(fù)雜并增加了相應(yīng)的組裝成本。

可以預(yù)見(jiàn)，隨著無(wú)源器件以及IC等全部埋置在基板內(nèi)部的3D封裝最終實(shí)現(xiàn)，引線鍵合、CSP超聲焊接、PoP(堆疊裝配技術(shù))等也將進(jìn)入板級(jí)組裝工藝范圍。所以，SMT如果不能快速適應(yīng)新的封裝技術(shù)則將難以持續(xù)發(fā)展。

印刷(或點(diǎn)膠)--> 貼裝 --> (固化) --> 回流焊接 --> 清洗 --> 檢測(cè) --> 返修 印刷:其作用是將焊膏或貼片膠漏印到PCB的焊盤上，為元器件的焊接做準(zhǔn)備。所用設(shè)備為印刷機(jī)(錫膏印刷機(jī))，位于SMT生產(chǎn)線的最前端。

點(diǎn)膠:因現(xiàn)在所用的電路板大多是雙面貼片，為防止二次回爐時(shí)投入面的元件因錫膏再次熔化而脫落，故在投入面加裝點(diǎn)膠機(jī)，它是將膠水滴到PCB的固定位置上，其主要作用是將元器件固定到PCB板上。所用設(shè)備為點(diǎn)膠機(jī)，位于SMT生產(chǎn)線的最前端或檢測(cè)設(shè)備的后面。有時(shí)由于客戶要求產(chǎn)出面也需要點(diǎn)膠， 而現(xiàn)在很多小工廠都不用點(diǎn)膠機(jī)，若投入面元件較大時(shí)用人工點(diǎn)膠。

貼裝:其作用是將表面組裝元器件準(zhǔn)確安裝到PCB的固定位置上。所用設(shè)備為貼片機(jī)，位于SMT生產(chǎn)線中印刷機(jī)的后面。

固化:其作用是將貼片膠融化，從而使表面組裝元器件與PCB板牢固粘接在一起。所用設(shè)備為固化爐，位于SMT生產(chǎn)線中貼片機(jī)的后面。

回流焊接:其作用是將焊膏融化，使表面組裝元器件與PCB板牢固粘接在一起。所用設(shè)備為回流焊爐，位于SMT生產(chǎn)線中貼片機(jī)的后面。

清洗:其作用是將組裝好的PCB板上面的對(duì)人體有害的焊接殘留物如助焊劑等除去。所用設(shè)備為清洗機(jī)，位置可以不固定，可以在線，也可不在線。

檢測(cè):其作用是對(duì)組裝好的PCB板進(jìn)行焊接質(zhì)量和裝配質(zhì)量的檢測(cè)。所用設(shè)備有放大鏡、顯微鏡、在線測(cè)試儀(ICT)、飛針測(cè)試儀、自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(AOI)、X-RAY檢測(cè)系統(tǒng)、功能測(cè)試儀等。位置根據(jù)檢測(cè)的需要，可以配置在生產(chǎn)線合適的地方。

返修:其作用是對(duì)檢測(cè)出現(xiàn)故障的PCB板進(jìn)行返工。所用工具為烙鐵、返修工作站等。配置在生產(chǎn)線中任意位置。

(Placement Accuracy)-實(shí)際貼片位置與設(shè)定貼片位置的偏差X、Y、重復(fù)精度Replacability-描述貼片機(jī)重復(fù)地返回貼片位置的能力，貼片精度通常以之代替，與中心的離散度分辨率(Resolution)-指貼片機(jī)機(jī)械位移的最小當(dāng)量，它取決于伺服電機(jī)和軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的哉線性編碼器的分辨率實(shí)際生產(chǎn)中的貼片精度/貼片準(zhǔn)確度貼片精度除了重復(fù)精度外，還應(yīng)包括PCB/焊盤定位誤差、焊盤尺寸誤差、PCB 光繪誤差(CAD)以及片式元器件制造誤差貼片機(jī)的過(guò)程能力指數(shù)Cp/CpkCp=T/B=(Tu-Tl)/6q=(Tu-Tl)/6S T 為公差范圍;上限和下限的中心為公差中心Tm，分布中心u，公差中心和分布中心重合時(shí)u=Tm，過(guò)程無(wú)偏移;不重合時(shí)出現(xiàn)偏移量，此時(shí)應(yīng)對(duì)過(guò)程能力指數(shù)的計(jì)算進(jìn)行修正。修正后的過(guò)程能力指數(shù)記為Cpk，Cpk=(1-k)Cp對(duì)貼片機(jī)來(lái)說(shuō)為單向偏差，Cpk=Zmin/3q1.33<Cpk<=2 能力因素充足1<=Cpk<=1.33 能力因素尚可1>Cpk 能力因素欠缺。

組裝密度高、電子產(chǎn)品體積小、重量輕，貼片元件的體積和重量只有傳統(tǒng)插裝元件的1/10左右，一般采用SMT之后，電子產(chǎn)品體積縮小40%~60%，重量減輕60%~80%。

可靠性高、抗振能力強(qiáng)。焊點(diǎn)缺陷率低。

高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。

易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率。降低成本達(dá)30%~50%。 節(jié)省材料、能源、設(shè)備、人力、時(shí)間等。

表面貼裝技術(shù)Surface Mounted Technology

同義詞: 表面安裝技術(shù);表面組裝技術(shù)

無(wú)需對(duì)印制板⑴鉆插裝孔，直接將表面組裝元器件貼、焊⑵到印制板表面規(guī)定位置上的裝聯(lián)技術(shù)。

注:

1)通常表面組裝技術(shù)中使用的電路基板并不限于印制板。

2)本標(biāo)準(zhǔn)正文中所述的"焊"或"焊接"，一般均指采用軟釬焊方法，實(shí)現(xiàn)元器件焊接或弓I腳與印制板焊盤之間的機(jī)械與電氣連接;本標(biāo)準(zhǔn)正文中所述的"焊料"和"焊劑"，分別指"軟釬料"和"軟釬焊劑"。

本書分為上下兩篇，上篇基礎(chǔ)知識(shí)介紹了表面貼裝技術(shù)SMT的必要知識(shí)和基本理論，下篇項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)以手工SMT組裝和產(chǎn)線SMT組裝兩種實(shí)際生產(chǎn)中的組裝方式為主線，詳細(xì)介紹SMT元器件、基本生產(chǎn)工藝、設(shè)備操作維護(hù)方法等。