【正文】 O 80～ 370 144～ 376 72～ 1089表 19－ 7 QFP和 BGA技術(shù)比較LOGOv (3)BGA技術(shù)具有更低的故障失效率。表 196列出了各種安裝技術(shù) I/O數(shù)的比較情況。同時(shí)，其最大好處還在于可采用目前 SMT常規(guī)設(shè)備和方法來生產(chǎn)并能保證質(zhì)量和生產(chǎn)率，特別是檢測(cè)技術(shù) (如采用斷層剖面式 X— 射線技術(shù)等 )的解決，使 BGA技術(shù)得到了迅速的推廣和應(yīng)用，目前正處方興未艾之勢(shì)，極大地推動(dòng)著安裝技術(shù)以及印制板與 IC器件的發(fā)展。因而，自 1997年以后， QFP元件在 SMT中的比例越來越少了，特別是 I/O數(shù)目大的器件或需小面積安裝的器件，采用 BGA結(jié)構(gòu)越來越多了。LOGO圖 19－ 3 QFP和 BGA組裝示意圖LOGOv 1． QFP技術(shù)v 從 1997年來看， QFP技術(shù)已在 SMT中占主導(dǎo)地位。組裝技術(shù)的進(jìn)步如表 195所示。m 25－ 10181。因此， PCB的 L/S縮小化還是任重道遠(yuǎn)的。自1996年由于 BGA安裝技術(shù)的解決，器件的 I/O數(shù)迅速上升，1997年器件 I/O數(shù)已達(dá) 1500個(gè)以上并已市場(chǎng)化了，這說明器件的 I/O數(shù)的提高比圖 181中預(yù)計(jì)得還要快。近幾年來 IC器件 I/O數(shù)的發(fā)展示于圖 181中。這十年來，其精微細(xì)加工技術(shù)已由 80年代的 m提高到 μ m的水平，并進(jìn)入了量產(chǎn)階段，研究成果甚至達(dá)到了 m(1998年 )和 m(1999年 )以及 m(2023年)的水平。從表 181中可看出，從 1984年到1993年， IC集成度提高了 255倍，而 1997年日本的 NEC實(shí)驗(yàn)室發(fā)表了容量為 4GB的器件，其集成度比 1993年提高了近15倍，比 1984年提高了約 4000倍。只有掌握和具備高、新和先進(jìn)的科技因素，才能制造出質(zhì)量可靠而可賣的先進(jìn)產(chǎn)品，只有這樣，使 PCB產(chǎn)品的制造永遠(yuǎn)處于良性循環(huán)和不斷創(chuàng)新的狀態(tài)下，才能占領(lǐng)市場(chǎng)和參與競(jìng)爭(zhēng)。自 50年代以來，由于科技進(jìn)步的差異，使南北國家經(jīng)濟(jì)的差異越來越大，或者說，窮國和富國差異不斷擴(kuò)大的根本原因。目前， PCB工業(yè)面臨的問題是訓(xùn)練有素的技術(shù)人員，加上 PCB技術(shù)的急速發(fā)展，因此人員的培訓(xùn)和提高對(duì) PCB產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和開發(fā)已占重要地位。采用由 PCB產(chǎn)品的用戶 (或設(shè)計(jì)者 )、生產(chǎn)者和組裝者等組成聯(lián)合小組進(jìn)行的設(shè)計(jì)，將可達(dá)到更好的科學(xué)性，提高產(chǎn)品的可靠性，縮短周期、節(jié)省成本等諸多方面獲得好處。提高 PCB產(chǎn)量，質(zhì)量和降低成本，同時(shí)增加新品開發(fā)投入和力量，搶占市場(chǎng)，適應(yīng)電子產(chǎn)品加速更新?lián)Q代特點(diǎn)，從而全面提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力和減小市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的風(fēng)險(xiǎn) !LOGOv (5)通訊 (含電信 )設(shè)備和計(jì)算機(jī)產(chǎn)品用 PCB的產(chǎn)值達(dá) 60％左右。主要用于 CSP(Chip—scale package) 或FC(flip—chip) 封裝的 BUM板 (含 B2it和 ALIVH等 )等產(chǎn)品已處于不斷開發(fā)和完善之中。v (2)多層板和高性能板 (含金屬芯印制板等 )的產(chǎn)量和產(chǎn)值將比其它類型的印制板以更大速度發(fā)展著，其中多層板的產(chǎn)值 (或銷售額 )已占 PCB總產(chǎn)值的 50％左右，多層板層數(shù)將由 4～ 6層為主向更高層數(shù) (如 6—10 層等 )為主發(fā)展著。作為電子工業(yè)的三大支柱之一的 PCB產(chǎn)品，理所當(dāng)然地會(huì)得到相應(yīng)的發(fā)展。盡管現(xiàn)在的 BUM產(chǎn)品產(chǎn)值占 PCB總產(chǎn)值的比率還很小。這個(gè)階段的主要特征是鍍 (導(dǎo) )通孔僅起著電氣互連作用，因此，提高PCB密度主要是盡量減小鍍 (導(dǎo) )通孔直徑尺寸和采用埋盲孔結(jié)構(gòu)為主要途徑。這一階段的主要特點(diǎn)是鍍 (導(dǎo) )通孔起著電氣互連和支撐元件引腿的雙重作用。LOGO第 19章 印制電路技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)代印制電路原理和工藝LOGO 印制電路技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) PCB技術(shù)發(fā)展進(jìn)程 1印制電路工業(yè)現(xiàn)狀與特點(diǎn) 2推動(dòng)現(xiàn)代印制電路技術(shù)發(fā)展的主要因素 3PCB業(yè)未來幾年的發(fā)展預(yù)測(cè) 4印制電路板制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 5 PCB技術(shù)發(fā)展進(jìn)程v 自 PCB誕生以來， PCB一直處于迅速發(fā)展之中，特別是 80年代家電產(chǎn)品的出現(xiàn)和 90年代信息產(chǎn)業(yè)崛起，極大地推動(dòng)了 PCB在其產(chǎn)品 (品種與結(jié)構(gòu) )，產(chǎn)量和產(chǎn)值上的急速發(fā)展，并形成了以 PCB工業(yè)為龍頭，促進(jìn)了與之相關(guān)的工業(yè) (如材料、化學(xué)品、設(shè)備與儀器等 )迅速進(jìn)步，這種相輔相成的發(fā)展與進(jìn)步，以前所未有的前進(jìn)步伐，大大加速了整個(gè)PCB工業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。由于元件引腿尺寸已確定，所以提高 PCB密度主要是以減小導(dǎo)線寬度／間距為特征。LOGOv(三 )芯片級(jí)封裝 (CSP)用 PCB階段，或用于以 SCM／BGA與 MCM／ BGA為代表的 MCM—L 及其母板。但是它將具有最大生命力和最有發(fā)展前途的新一代 PCB產(chǎn)品，這新一代 PCB產(chǎn)品將會(huì)像 SMT用 PCB一樣，必將迅速推動(dòng)與之相關(guān)的工業(yè)發(fā)展與進(jìn)步 ! 印制電路工業(yè)現(xiàn)狀與特點(diǎn)v 全球 PCB銷售概況v 自從 90年代以來，從總的形勢(shì)看，全世界 PCB工業(yè)發(fā)展是好的，而且是迅速的。從近幾年來對(duì) PCB工業(yè)產(chǎn)值的統(tǒng)計(jì)和今后發(fā)展的預(yù)測(cè) (見表 19—1)可看到 PCB工業(yè)的現(xiàn)狀和未來。各種類型 PCB(單面、雙面、多層 )產(chǎn)品還會(huì)共存下去，并以不同程度 (速率 )繼續(xù)發(fā)展著，但是它們之間的比率將會(huì)不斷改變著，多層板和高性能印制板所占的比率會(huì)越來越大，高性能印制板將處于更顯著地位而發(fā)展起來。并開始走上了量化生產(chǎn)階段。信息時(shí)代或進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)年代仍然離不開以通訊設(shè)備 (含電信等 )和計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的電子工業(yè)。LOGOv (7)科技因素作用及其所占比例將越來越多 v 當(dāng)今的 PCB產(chǎn)品已進(jìn)入 “ 一代設(shè)備、一代產(chǎn)品 ” 的時(shí)代，或者說是 “ 七分設(shè)備，三分技術(shù) ” 的時(shí)代。這些因素綜合起來的實(shí)質(zhì)是科技進(jìn)步因素在起作用 。LOGO勞動(dòng)方式 手工勞動(dòng)操作 機(jī)械化勞動(dòng)操作 高科技產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造價(jià)值（元 /年） 一千～幾千元 一萬～幾萬元 十萬～幾十萬元比例 1 10 10019－ 2 每個(gè)勞動(dòng)者在不同科技條件下創(chuàng)造的價(jià)值LOGOv 所以我們?cè)?PCB生產(chǎn)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，要充分重視科技進(jìn)步(或科技因素 )的作用。v 推動(dòng) PCB工業(yè)發(fā)展是人類社會(huì)整體科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果，但是其主要的直接因素是集成電路 (IC)集成度的持續(xù)急速提高、電子電路組裝技術(shù)的進(jìn)步和電子信號(hào)傳輸?shù)母哳l化與高速數(shù)字化的發(fā)展結(jié)果。全世界 1999年 IC器件產(chǎn)值為 1500億美元，而 2023年的 IC器件產(chǎn)值達(dá)到 3000億美元， 2023年比 1999年， IC器件產(chǎn)值增加 l倍。這些成果給人類、世界軍事、經(jīng)濟(jì)和民生等各個(gè)方面帶來了翻天覆地的變化，今后仍將繼續(xù)發(fā)展下去。大家知道插裝的器件其 I/O數(shù)大多在 100個(gè)以內(nèi)，采用表面安裝技術(shù)的 QFP器件使其 I/O數(shù)上升到 100—500 之間。LOGO圖 18－ 1 器件 I/O數(shù)的發(fā)展LOGOv 但是， PCB導(dǎo)線寬度的縮小速度還是落后于 IC中線寬的縮小速度，如 184所示。表 19－ 4 PCB的 L/S縮小化年代 上世紀(jì) 70年代 上世紀(jì) 90年代 2023年IC線寬（經(jīng)） 3181。m差距 100倍 560倍 250－ 200倍LOGOv 安裝技術(shù)的進(jìn)步v 隨著 IC器件集成度化的提高，安裝技術(shù)已經(jīng)由插裝技術(shù) (DIP或 THT)走到表面安裝技術(shù) (SMT)上來了。組裝類型 通孔插裝技（ THT）表面安裝技術(shù)（ SMT）芯片級(jí)封裝（CSP）面積比較（組裝面積 /芯片面積） 80： 1 ： 1 ： 1典型代表元件 DIP QFP → BGA BGA典型元件 I/O數(shù) 16～ 64 32～ 304 121～ 1600 1000LOGO圖 19－ 2 電路組裝技術(shù)的發(fā)展LOGOv 自 80年代中期出現(xiàn) SMT以來，雖受到人們的重視，但進(jìn)入90年代以來才真正得到了發(fā)展，特別是 1993年以來， SMT趨于成熟，用于表面安裝的元器件和 SMB已在全世界范圍內(nèi)得到迅速推廣和廣泛應(yīng)用。有人估算， 1997年 QFP技術(shù)占 90％左右， BGA技術(shù)占 10％左右。 BGA結(jié)構(gòu)是目前和今后電子連接中最有前途和根本的方法之一。事實(shí)證明從 1998年起， BGA器件和 BGA技術(shù)將會(huì)迅速增加其比重，到 2023年已成為安裝技術(shù)的主流。 節(jié)距（密爾）QFP之 I/O數(shù) BGA之 I/O數(shù) BGA/QFP100 32 64 250 64 256 425 124 961 20 156 1521 16 196 2404 10 312 6084 表 19－ 6 封裝尺寸為 2時(shí)， QFP和 BGA的 I/O數(shù)比較LOGOv (2)BGA技術(shù)比起 QFP技術(shù)可增加 I/O數(shù)和節(jié)距。與 QFP技術(shù)比較起來， BGA具有明顯低的故障失效率 (見表 19－ 8和圖 195)，因而有更好的可靠性，并可降低成本。也就是說， BGA技術(shù)不僅適用于目前封裝的 BGA器件上，而且也適宜于 MCM和 FC(倒裝芯片或裸芯片安裝 )上 (如圖19－ 5所示 )。LOGOv 3． MCM、 CSP和 3D組裝技術(shù)(1). MCM技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步v 由于多芯片模塊 (MCM)的出現(xiàn)、發(fā)展和進(jìn)步，推動(dòng)了微組裝技術(shù)發(fā)展。這樣的封裝保持著 HIC(hybrid integrated circuit)的一些特點(diǎn)，把所有元件都集成在一個(gè)平面 (XY)上，故稱為二維 MCM(2DMCM)。這樣的信號(hào)傳送頻率，即使在真空中以光速傳輸，每個(gè)時(shí)鐘周期的傳輸距離只有 10厘米左右。MCM制造技術(shù)主要包括五個(gè)方面：設(shè)計(jì)和測(cè)試技術(shù)；確認(rèn)良品芯片 KGD(known good die)； HDI工 (高密度互連 )基板；組裝技術(shù)和封裝外殼。而 MCMC近幾年來已朝低溫共燒陶瓷 (LTCC)發(fā)展。這種 BGA的連接盤節(jié)距為 ，接近于芯片尺寸的超小型封裝，為了區(qū)別 SMT中的 BGA，而把接近芯片尺寸的 BGA封裝亦稱為芯片級(jí)封裝 CSP(chip scale package)。LOGOv CSP是在倒裝片、 BGA和高可靠塑封技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它使芯片封裝后的尺寸接近或等于裸芯片尺寸，因而， CSP一問世便得到全