新型封裝器件對smt的影響(已修改)
2025-07-04 15:50 本頁面
【正文】 新型封裝器件對SMT的影響電子工業(yè)的迅猛發(fā)展令人咋舌，隨著人們對尺寸更小、性能更高和價(jià)格更加便宜的電路的需求不斷增長，推動著新型封裝器件不斷地涌現(xiàn)。在全球范圍內(nèi)的所有設(shè)備制造廠商、材料供應(yīng)廠商和電子產(chǎn)品制造廠商均面臨著新的商機(jī)和挑戰(zhàn)。在此形勢下，有關(guān)制造設(shè)備的更新加快、元器件的貼裝愈加準(zhǔn)確。在元器件封裝尺寸愈來愈小的情況下，SMT(SurfaceMountTechnology表面貼裝技術(shù))繼續(xù)在電子裝配領(lǐng)域扮演一個(gè)關(guān)鍵的角色，甚至在微電子和半導(dǎo)體封裝中也是如此。 在80年代，人們對電子電路小型化和I/O引線數(shù)提出了更高的要求。雖然SMT使電路組裝具有輕、薄、短小的特點(diǎn)，它對于具有大量引線數(shù)的精細(xì)間距元器件的引線間距以及引線共平面度也提出了更為嚴(yán)格的要求，但是由于受到加工精度、可生產(chǎn)性、成本和組裝工藝的制約，一般認(rèn)為QFP(QuadFlatpack矩型扁平封裝),這就大大限制了高密度組裝的發(fā)展。另外，由于精細(xì)間距QFP器件對組裝工藝要求嚴(yán)格，使其應(yīng)用受到了限制，為此美國一些公司就把注意力放在開發(fā)和應(yīng)用比QFP器件性能更為優(yōu)越的BGA(BallGridArray球柵陣列)器件上。 目前一些表面陣列封裝器件步入元器件主流領(lǐng)域，與傳統(tǒng)的表面貼裝器件進(jìn)行著有力的競爭，從而也對以往常規(guī)的SMT技術(shù)發(fā)出了挑戰(zhàn)，本文試圖就新型封裝器件對SMT的影響作一介紹。 一、步入元器件主流領(lǐng)域的新型封裝器件 新型封裝器件主要是以表面陣列器件為主，在電子工業(yè)中使用陣列技術(shù)有著不少的優(yōu)點(diǎn)。一般而言，采用陣列技術(shù)的封裝器件在與有引腳表面貼裝器件采用相同引腳數(shù)量的情況下，腳與腳之間的距離明顯減小。同時(shí)采用陣列封裝的元器件趨于更加耐用，所以它們在裝配的過程中，不容易發(fā)生損壞現(xiàn)象。使用陣列技術(shù)能夠顯著地降低工藝處理中所產(chǎn)生的缺陷。通過陣列封裝器件的內(nèi)在特點(diǎn)很容易被連接至印刷電路板上去。 目前電子工業(yè)中所使用的具有高性能和大量引腳數(shù)量的器件之中，鷗翼型、QFP器件，將繼續(xù)占據(jù)著主要的地位。但是我們無論是從機(jī)械制造PCB實(shí)際狀況的前景來看，還是從電性能的前景來看，使用BGA和CSP(ChipScalePackages芯片規(guī)模封裝)器件形式，都有著明顯的優(yōu)勢。但現(xiàn)在許多PCB的設(shè)計(jì)中，繼續(xù)使用著QFP器件。對于有關(guān)電子產(chǎn)品制造廠商而言，向BGA和CSP器件方向的轉(zhuǎn)變，意味著要求學(xué)習(xí)新的設(shè)計(jì)和電路布線規(guī)則，找尋新的封裝器件供應(yīng)廠商。并且將帶來如何滿足PCB的裝配、測試和工藝控制技術(shù)等一系列新問題。 現(xiàn)在尚有許多公司不愿意接受這一變化，另外又由于具有大量引腳的、各式各樣的鷗翼器件能夠從市場上獲取，所以鷗翼型和QFP器件仍將在市場上流行。但BGA、CSP等新型封裝形式正在步入主流產(chǎn)品世界，NEPCON（NationalElectronicPackagingandProductionConference美國國家電子組裝和生產(chǎn)聯(lián)合會）的TAC(TechnologyAdvancementCenter技術(shù)創(chuàng)新中心)在關(guān)注最新推出的QFP器件同時(shí)，同樣也將目光對準(zhǔn)最新的BGA器件等封裝形式。目前TAC將PBGA(PlasticBallGridArray塑料封裝球柵陣列)、TBGA（TapeBallGridArray帶載球柵陣列）、MQFP(metricquadflatpacks公制矩型扁平封裝)、TQFP（Thinquadflatpack簿形矩型扁平封裝）和EDQVADQFP器件作為研究的重點(diǎn)。 隨著廣泛的各式各樣的具有大量引腳的新型封裝器件被引入電子產(chǎn)品中，對SMT技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。 二、常見新型封裝器件的貼裝考慮 塑料封裝BGA（PBGA） PBGA是現(xiàn)在可以獲取的種類最多的一種BGA器件，在設(shè)計(jì)時(shí)考慮能夠滿足要求使用100~500條互連的應(yīng)用要求。這種封裝可以作為具有大量引腳數(shù)量的QFP器件和簿型QFP器件的整體替代品。這種器件具有管芯向上的形狀，這里管芯通過引線鍵合連接至一塊多層基片上，以實(shí)現(xiàn)從管芯連接焊盤至封裝焊料球面的電信號配線。層壓板使用標(biāo)準(zhǔn)的、微細(xì)引線的制作方式，以及鉆孔技術(shù)。在保持低阻抗的同時(shí)，提供電信號的線路布線。層壓板和整個(gè)模塑塑料結(jié)構(gòu)具有與PCB基片，尤其是多層FR4板非常接近的CTE(coefficientofthermalexpansion熱膨脹系數(shù))。焊料球提供了在元器件封裝和PCB之間的物理和電氣連接。目前采用低共熔點(diǎn)合金的焊料球，、。 在1999年TAC推出的生產(chǎn)線上所呈現(xiàn)的PBGA器件有著多種的尺寸，包括在一個(gè)35mm2大小的PBGA器件上有著388個(gè)組件；在一個(gè)27mm2大小的PBGA器件上有256個(gè)組件；在一個(gè)23mm2大小的PBGA上有著208個(gè)組件。使用標(biāo)準(zhǔn)的SMT工藝方式，PBGA很容易被固定連接。但是像所有的BGA器件一樣，可能需要增加一個(gè)灰度攝像機(jī)至貼裝設(shè)備上，從而使得在裝配操作期間所有的在封裝底部的焊球都能夠被檢測到。這些封裝器件比起“傳統(tǒng)”的精細(xì)間距元器件來說，所產(chǎn)生的工藝操作困難較小。這是因?yàn)樗鼈儗/O間距的要求不嚴(yán)格，在再流焊接期間具有克服貼裝歪扭的能力。PBGA器件可能對潮濕相當(dāng)敏感，所以必須實(shí)施嚴(yán)格的過程控制。PBGA器件比起QFP器件來說不易產(chǎn)生碎裂，這是因?yàn)楹噶锨蚺c薄薄引腳的易碎性相比，具有較好的強(qiáng)度的緣故。PBGA器件目前來看是能夠替換具有大
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