تقنية تركيب رقاقة SMT: قيادة عملية تصغير لوحات تطوير أشباه الموصلات

في ظل النمو الهائل للأجهزة الإلكترونية المحمولة، يستمر شكل محطة إنترنت الأشياء في التطور، تواجه لوحة تطوير أشباه الموصلات باعتبارها الناقل الأساسي للنظام الإلكتروني التحدي الثلاثي المتمثل في "حجم أصغر، وتكامل أعلى، وأداء أقوى". نظرًا لأن العملية الأساسية لمعالجة PCBA، فإن تقنية وضع SMT من خلال تكييف تصغير المكونات، وابتكار عملية التركيب عالية الكثافة واختراقات القدرة على التكامل ثلاثي الأبعاد، لتصبح المحرك الرئيسي للقضاء على مشاكل تصغير لوحة التطوير، لتعزيز الإلكترونيات الاستهلاكية، وإلكترونيات السيارات، والفضاء وغيرها من المجالات لتحقيق شكل الثورة. أولاً، نود أن نناقش أولاً الفيزياء الكامنة وراء أساس تصغير المكونات الكهربائية. تتمثل الميزة الأساسية لتقنية التنسيب SMT في أنها تخترق قيود الحجم الخاصة بالإدخال التقليدي من خلال الفتحات وتوفر حاملًا ماديًا موثوقًا للمكونات الإلكترونية فائقة التصغير. يمكن لماكينات التنسيب الحديثة وضع مكونات رقاقة بحجم 0201 (0.6 مم × 0.3 مم) أو حتى 01005 (0.4 مم × 0.2 مم) بدقة وضع تبلغ ±50 ميكرومتر، لتلبية متطلبات المحاذاة لحزم QFP ذات درجة ميل 0.3 مم. وبفضل سلسلة ماكينات الالتقاط والوضع NT-P5 من Nectec، فهي قادرة على تحقيق معالجة مرنة لمكونات الرقاقة بحجم 0201 باستخدام تقنية تحويل دعم التصميم المعياري. وتتيح هذه القدرة للوحات تطوير أشباه الموصلات زيادة كثافة تخطيط المكونات بمقدار 5-10 مرات: في لوحات تطوير النطاق الأساسي للهواتف الذكية، من خلال الجمع بين مكثفات MLCC بحجم 0402 ورقاقات LGA المعبأة بحجم 0.5 مم، يمكن دمج وحدة السنتيمتر المربع بأكثر من 50 مكونًا نشطًا و200 مكون سلبي، وهو ما يزيد عن 3 أضعاف كثافة التكامل مقارنة بعملية الإدخال التقليدية.

في الموضوع التالي، سنناقش التطبيق الواقعي لتقدم تكنولوجيا SMT. هناك ثلاثة مجالات نود التركيز عليها: الإلكترونيات الاستهلاكية وإلكترونيات السيارات وصناعة الطيران. أولاً لمناقشة الإلكترونيات الاستهلاكية. في لوحة تطوير الساعة الذكية، تحقق عملية SMT سماكة 0.4 مم من ثنائي الفينيل متعدد الكلور المرن وارتفاع 0.4 مم للمكونات فائقة النحافة، مثل آلة الالتقاط والمكان NT-L12 من Nectec، مع تقنية تركيب السطح المنحني (انحراف زاوية التركيب <1 درجة)، بحيث يمكن ثني اللوحة بأكملها بنصف قطر أقل من 5 مم، وهو ما يتكيف تمامًا مع تصميم علب الساعات المستديرة. من خلال التحكم في ارتفاع المكونات (أعلى مكون ≤ 1.2 مم)، يتم ضغط السماكة الإجمالية للوحة التطوير إلى أقل من 2.5 مم، مما يوفر مساحة 301 تيرابايت 3 تيرابايت للبطارية والمستشعرات. بالنسبة لإلكترونيات السيارات، تواجه لوحة تطوير أنظمة مساعدة السائق المتقدمة للسيارات درجة حرارة عالية (-40 ℃ ~ +125 ℃)، والاهتزاز (تسارع 50 جم) للبيئة القاسية، وتقنية SMT من خلال التصغير لتحقيق تخطيط مضغوط: استخدام 0.5 مم رقاقة حزمة BGA، مع الجزء السفلي من عملية التعبئة (سرعة التعبئة 50 مم / ثانية)، في تكامل الركيزة 100 مم × 100 مم من رقاقة 6 AI مع واجهة 20 مستشعر، يتم تقليل الحجم بمقدار 60% مقارنة بالحل التقليدي، وفي الوقت نفسه، تم تحسين كفاءة تبديد الحرارة من خلال تحسين تباعد المكونات (≥0.5 مم).

بالنسبة لصناعة الطيران، فإن لوحات تطوير حمولة الأقمار الصناعية حساسة للوزن (التكلفة لكل جرام>$1000)، تقنية SMT من خلال تكييف المواد خفيفة الوزن لتحقيق اختراق: استخدام ثنائي الفينيل متعدد الكلور القائم على الألومنيوم (الكثافة 2.7 جم/سم مكعب) بدلاً من الركيزة التقليدية FR-4، مع سمك 0.1 مم من الرقاقة فائقة النحافة (الوزن <0.1 جم) المتصاعدة، بحيث يكون وزن وحدة المساحة لتقليل وزن 40%. من خلال خوارزمية تحسين تخطيط المكونات (حل الخوارزمية الجينية)، يتم تحقيق 10 طبقات من الوصلات البينية للدوائر على ركيزة مقاس 200 مم × 150 مم، مما يوفر مساحة 20% مقارنة بالتخطيط اليدوي.