SMT設備的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

1、bga焊接1smt設備的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢3國內(nèi)smt設備的現(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，熟練的掌握熱風槍，成為修復這種模塊的必修課程。 1。bga模塊的耐熱程度以及熱風槍溫度的調(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)風槍溫度到350-400度，均勻的對其表面進行加熱，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，在修復這種掉點的故障中，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)達國家的smt應用普及率已超過75%，并進一步向高密度組裝、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)設備的發(fā)展提出新的要求。國外smt設備的現(xiàn)狀與趨勢經(jīng)過近20多年的飛速發(fā)展，國外smt設備單機結(jié)構(gòu)性框架已基本趨于成熟，并進一步向模塊化、靈活、柔性組線方向發(fā)展，以發(fā)揮設備的最大使用效率，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)領域的發(fā)展，如元器件領域，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，相應的對smt設備的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)。貼裝設備的現(xiàn)狀與趨勢作為smt設備的龍頭，貼裝設備的發(fā)展歷來備受設備廠家的重視。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)和推廣應用，客觀上對貼裝設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可等級來實現(xiàn)這一功能。當前，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)進入實用化階段，必將對傳統(tǒng)的貼裝設備帶來劃時代的變革。總之，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，貼裝設備也得不斷改進和完善，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備在高精度、高速度、多功能方向?qū)⑦M一步發(fā)展

9、和完善。印刷設備的現(xiàn)狀與趨勢新型元器件的發(fā)展和應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一步優(yōu)化外，印刷設備同樣面臨新的考驗。目前，國外先進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)快速準確的圖像對準。同時，通過設定印刷高度、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)量進行檢測，以滿足高品質(zhì)印刷工藝的要求

10、。焊接設備的現(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)是在熱風再流焊、紅外熱風再流焊、免清洗焊接等領域快速發(fā)展的話，那么，21世紀的焊接技術(shù)將更加多元化，穿孔再流焊pihr（pin-in-hole-reflow）、無鉛焊以及導電膠（conductive adhesive）接技術(shù)將得到進一步的推廣和應用，相關(guān)設備將得到進一步的發(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，再進行填充樹脂固化；acfc法采用方向各異的導電膠，通過脈沖熱壓，在熱壓方向上產(chǎn)生導電性，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。由于采用導電膠接技術(shù)焊接溫度低，不含鉛，因此，導電膠接技術(shù)在未來將得到更加廣泛的應用，而這必然給導電膠焊接設備帶來更大的發(fā)展空間。檢測設備的現(xiàn)狀與趨勢smt領域涉及的檢測設備或儀器種類很多，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）設備、功能測試（ft）設備、自動光學檢驗（aoi）設備、及

13、三維x射線檢測設備等等。應該說，檢測設備的多元化，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，而檢測設備的多元化正是其發(fā)展趨勢之一。此外，當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，檢測設備的作用將越發(fā)重要。但是，目前的檢測設備主要以尋求缺陷為目的，不能指出造成缺陷的原因。因此，檢測設備與工藝分析的進一步結(jié)合同樣也是其今后發(fā)展的趨勢之一。國內(nèi)smt設備的現(xiàn)狀與趨勢自20世紀80年代中后期，我國開始smt設備的研制開發(fā)以來，smt設備在我國已取得長足的進步，初步形成了一個以印刷機、再流焊機、波峰焊機等中、低檔設備為主的設備群體，但是較之國外的發(fā)展水平，

14、我國smt設備的發(fā)展道路還很漫長。貼裝設備方面，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，肇慶風華公司、熊貓集團公司、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。再流焊設備是我國smt國產(chǎn)化設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)性能指標上已接近或達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，正在進行測試和改進。綜觀國內(nèi)smt設備的發(fā)展，應該說局部有所突破，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)，應用于藍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。此應用例中之藍芽模塊有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，進而提升射頻模塊在高頻的電氣響應；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、大哥大、全球定位系統(tǒng)等各類射頻微小模塊，進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，可應用于藍芽模塊（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)已正式進入推廣業(yè)界的階段，除了利用經(jīng)濟部sip整合性業(yè)界科專方式進行外，也準備對產(chǎn)業(yè)的上中下游，包括材料廠、基板廠及系統(tǒng)廠分別進行推廣。電子所先進構(gòu)裝中心構(gòu)裝設計技術(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域的藍芽模塊應用，未來23年，還準備發(fā)展到大電容的數(shù)字應用，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)品去擴大通訊領域的應用，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。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。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。電子所先進構(gòu)裝中心構(gòu)裝設計技術(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計制作及認證工作，并將之應用于大哥大gsm手機?？珙I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。負責材料研發(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，進行深入探討。研發(fā)團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，負責內(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，證實該設計技術(shù)已經(jīng)成熟，將進入業(yè)界推廣階段。希望業(yè)者除了注意市場趨勢，也應預先做好相關(guān)技術(shù)，為提升產(chǎn)業(yè)價值做好準備。回顧五年開發(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)團隊只有