SMT发展动态与新技术介绍教程

1、SMT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：技术也经历了以下几个发展阶段： ? 手工（手工（ 50年代）年代） 半自动插装浸焊（半自动插装浸焊（ 60年代年代 ） ? 全自动插装波峰焊（全自动插装波峰焊（ 70年代）年代） SMT（ 80年代）年代） ? 窄间距窄间距SMT（ 90年代）年代） 超窄间距超窄间距SMT ?据飞利浦公司预测，到据飞利浦公司预测，到2010年全球范围插装元器件年全球范围插装元器件的使

2、用率将下降到的使用率将下降到10%，SMC/SMD将上升到将上升到90%左右。左右。 ? SMT是电子装联技术的发展方向，是电子装联技术的发展方向，SMT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 SMT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。 ?美国是世界上美国是世界上SMD与与SMT最早起源的国家，最早起源的国家， ?日本在日本在SMT方面处于世界领先地位。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，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

3、龙发展较快。新加坡、韩国、香港和台湾省亚洲四小龙发展较快。 ?我国我国SMT起步于二十世纪起步于二十世纪80年代初期，目前正处于快速发年代初期，目前正处于快速发展阶段，并已成为展阶段，并已成为SMT世界加工基地之一，设备已经与国世界加工基地之一，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。理能力。努力使我国真正成为努力使我国真正成为SMT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

4、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 ? 年度年度 电子产品电子产品 ? 印制板印制板 ? SMC SMC SMD SMD (IC) (IC) 组装形式组装形式 组装密度组装密度 （焊点（焊点/cm/cm2 2） 例：手机例：手机 1994 199420022002 ? 体积体积 重量重量 价格价格 功能功能 ? 重量重量700g 120g 68g 手表式手表式 手持电脑手机手持电脑手机 音像音像 娱乐娱乐 1 1 元器件发展动态元器件发展动态 ? SMC S

5、MC片式元件向小型薄型发展片式元件向小型薄型发展 ? 其尺寸从其尺寸从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)发展。发展。 ? 最新推出最新推出01005 （0.40.40.2mm0.2mm） (01005C已经有样品已经有样品, 01005R正在试制

6、正在试制) SMD SMD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 SMD的各种封装形式的各种封装形式 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 窄间距技术

7、（窄间距技术（FPTFPT）是）是SMTSMT发展的必然趋势发展的必然趋势 ? FPTFPT是指将引脚间距在是指将引脚间距在0.6350.6350.3mm0.3mm之间的之间的SMDSMD和长宽和长宽1.6mm1.6mm0.8mm0.8mm的的SMCSMC组装在组装在PCBPCB上的技术。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，高，SMCSMC越来越小，越来越小，SMDSMD的引脚间距也越来越窄，目前的引脚间距也越来越窄，目前0.635mm0.635mm和和0.5mm0.5mm引脚间距的引脚间距的QFP

8、QFP已成为工业和军用电子装备中的通用器件。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元器件的小型化促使SMTSMT的窄间距技术（的窄间距技术（FPTFPT）不断发展和提高。）不断发展和提高。 ? (1) BGA (1) BGA 、CSPCSP的应用已经比较广泛、工艺也比较成熟了。的应用已经比较广泛、工艺也比较成熟了。 ? (2) 0201(0.6(2) 0201(0.60.3mm)0.3mm)在多功能手机、在多功能手机、CCDCCD摄象机、笔记本电脑等产品摄象机、笔记本电脑等产品中已经比较广泛应用。中已经比较广泛应用。 ? (4)Flip Chip在美国在美国IBMIBM

9、、日本、日本SONYSONY公司等都已经应用了倒装芯片技术公司等都已经应用了倒装芯片技术 ? (5) MCM多芯片模块多芯片模块由于由于SMC/SMD已经不能再小了，已经不能再小了，MCM功能功能组件是进一步小型化的方向。组件是进一步小型化的方向。 PBGA结构结构 ?片基（载体）形式片基（载体）形式 ? 载带形式载带形式 CSP结构结构 ChipChip元件的发展动态元件的发展动态 SOICSOIC 发展动态发展动态 新型元器件新型元器件 LLP LLP（Leadless Leadframe package Leadless Leadframe package ） 新微型封装新微型封装 ?

10、新焊端结构新焊端结构: :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) 在硅片上封装（在硅片上封装（WLPWLP） Wafer Level (Re-Distribution) Chip Scale Package 晶圆晶圆 COB COB（Chip On BoardChip On Board） 3 3 无铅焊接的应

11、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，已在日本首先研制出无铅焊料并应用到实际生产中，已在20032003年禁止使用。年禁止使用。 ? 美国和欧洲提出美国和欧洲提出20062006年年7 7月月1 1日禁止使用。日禁止使用。 ? 我国信息产业部对无铅化生产限期：我国信息产业部对无铅化生产限期： 2006 2006年年7 7月月1 1日。日。 4 非非ODSODS清洗介绍清洗介绍 ? 有关的政策有关的政策 ? 禁止使用的禁止使用的ODSODS物质和时间：物质和时间： ? 用于清洗的用于清洗的ODSODS物质有：物质有：FC113FC113、CClCCl4 4、1.

12、1.1.1.1.1.三氯乙烷。属于三氯乙烷。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。发达国家已于家已于19961996年停止使用。发展中国家年停止使用。发展中国家20102010年全部停止使用。年全部停止使用。 ? 中国作为（蒙约）谛约国，承诺在中国作为（蒙约）谛约国，承诺在 20102010年全面淘汰年全面淘汰ODSODS物质。中国物质。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，术发展的情况下

13、，在发达国家资金援助和技术转让保证的前提下，中国清洗行业将在中国清洗行业将在20062006年停止使用年停止使用ODSODS。在此期间将采用逐步替代、。在此期间将采用逐步替代、逐步淘汰的方针。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 1） 溶剂清洗溶剂清洗 ? a a 非非ODSODS溶剂清洗溶剂清洗 ? b HCFC b HCFC清洗清洗 ? HCFC HCFC只是一种过渡性替代物，最终（只是一种过渡性替代物，最终（20402040年）也是要禁用的。年）也是要禁用的。 ? （2 2） 免洗技术免洗技术不清洗而达到清洗的效果不

14、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。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 3） 水洗技术水洗技术 ? 水洗技术可分为水洗和水中加表面活性剂两种工艺。水洗技术可分为水洗和水中加表面活性剂两种工艺。 ? （4 4） 半水技术半水技术 ? 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。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。 其它新技术其它新技术 PCB-SMD复合化复合化 在多层板中预埋在多层板中预埋R、C、L元件，实现高密度组件。元件，实现高密度组件。 新型封装新型封装 FC-BGA FC-BGA

15、 （flip chipflip chip） 凸点 ? 进一步微型化进一步微型化 芯片 芯片 凸点 ? MCM（multichip module)多芯片模块封装多芯片模块封装 3D封装封装 3D Systems in Package (SIP) 存储器存储器 ASIC+存储器存储器 功能模块功能模块 硬盘驱动器中的硬盘驱动器中的 系统级芯片系统级芯片(包括读通道和硬盘控制器包括读通道和硬盘控制器) 模块式数码手机模块式数码手机 SMT与与IC、SMT与高密度封装技术相结合的产物与高密度封装技术相结合的产物 IPD （ 集成无源元件）集成无源元件） MCM(多芯片模块多芯片模块) 无源与有源的集成

16、混合元件无源与有源的集成混合元件 SIP(系统级封装）系统级封装） 三维晶圆级堆叠的立体组件三维晶圆级堆叠的立体组件 模块化、系统化推动模块化、系统化推动SMT向更简单、更优化、低成向更简单、更优化、低成本、高速度、高可靠方向发展。本、高速度、高可靠方向发展。 通孔元件再流焊工艺通孔元件再流焊工艺 ACA技术技术 （Anisotropic Conductive Adhesive） ? 在在Pitch40m的超高密度以及无铅等环保要求的的超高密度以及无铅等环保要求的形势下，形势下， ACA各向异性导电胶技术也悄然兴各向异性导电胶技术也悄然兴起。例如在起。例如在LCD (液晶显示液晶显示) 面板、

17、面板、PDP（等离子（等离子体显示器）、体显示器）、HDD（硬盘驱动器）磁头、存储器（硬盘驱动器）磁头、存储器模块、光电偶合器等封装互连中已经得到应用。模块、光电偶合器等封装互连中已经得到应用。 SMTSMT发展总趋势发展总趋势 ? 1. 1. 电子产品功能越来越强、体积越来越小、造价越来越低、更新换代电子产品功能越来越强、体积越来越小、造价越来越低、更新换代的速度也越来越快。的速度也越来越快。 ? 2. 2. 元器件越来越小，元器件越来越小，02010201等高密度、高难度组装技术的开发研究。等高密度、高难度组装技术的开发研究。 ? 3. 3. 无铅焊接技术的研究与推广应用。无铅焊接技术的研究与推广应用。 ? 4. 4. 电子设备和工艺向半导体和电子设备和工艺向半导体和SMTSMT两类发展，半