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Nel processo di superamento dei limiti fisici della tecnologia dei semiconduttori, la tecnologia SMT (surface mount technology), che è il processo principale di elaborazione dei PCBA, e le schede di sviluppo dei semiconduttori stanno formando una profonda simbiosi tecnica. Questa sinergia non solo ridisegna la logica di fondo della produzione elettronica, ma promuove anche le schede di sviluppo a realizzare miglioramenti a macchia d'olio in indicatori chiave come la densità di integrazione, l'integrità del segnale e l'affidabilità. Per prima cosa, parliamo di simbiosi tecnologica. La miniaturizzazione dei componenti a semiconduttore e l'integrazione funzionale promuovono direttamente l'evoluzione del processo SMT verso una maggiore precisione. Nei pacchetti BGA (Ball Grid Array), ad esempio, quando la spaziatura dei pin da 0,5 mm si restringe a 0,3 mm, l'accuratezza del posizionamento visivo della macchina di posizionamento SMT deve essere migliorata da ± 50μm a ± 15μm, mentre con la serie di macchine pick and place NT-B5 di Nectec è possibile ottenere un elevato grado di coerenza del controllo della sfera di saldatura. Questa innovazione di processo consente alle schede di sviluppo dei semiconduttori di integrare chip SoC con più di 1000 pin per supportare la realizzazione di sistemi complessi come i moduli RF delle stazioni base 5G. D'altra parte, l'innovazione del processo SMT alimenta la libertà di progettazione dei semiconduttori. L'applicazione di paste conduttive al nano-argento aumenta la conduttività termica delle giunzioni di saldatura fino a 80W/m・K, con un miglioramento di 50% rispetto alle paste saldanti tradizionali, riducendo le temperature di giunzione dei dispositivi a semiconduttore di potenza di 15°C a pieno carico, consentendo così alla progettazione dei chip di allentare i vincoli di consumo energetico. Questo materiale innovativo offre una soluzione termica per le schede di sviluppo ad alte prestazioni, come i pedali del gas per l'intelligenza artificiale e i moduli di alimentazione per autoveicoli. In secondo luogo, parliamo della ricostruzione delle prestazioni. La tecnologia di montaggio SMT supera i limiti fisici grazie alla possibilità di montare componenti ultra-miniaturizzati.
Il montaggio stabile dei componenti 01005 (0,4 mm x 0,2 mm) consente alla scheda di sviluppo di aumentare di 5 volte il numero di componenti per unità di superficie, favorendo la progettazione integrata di moduli multi-chip (MCM). Nelle schede di sviluppo per dispositivi medici, questa capacità consente di integrare un modulo di acquisizione di segnali bioelettrici a 128 canali in un formato di 10 mm x 10 mm, che è 80% più piccolo delle soluzioni plug-in convenzionali. D'altra parte, il design a pin corto di SMT riduce significativamente i parametri parassiti negli scenari ad alta frequenza e ad alta velocità. Prendendo come esempio le schede per lo sviluppo di onde millimetriche 5G, il patch SMT riduce l'induttanza parassita del percorso del segnale da 5nH nella tecnologia a foro passante a meno di 0,1nH che, insieme al substrato LCP (polimero a cristalli liquidi) (costante dielettrica di 2,8, fattore di perdita di 0,002), può supportare la trasmissione stabile di segnali superiori a 60GHz con un BER inferiore a 10^-12. Questo miglioramento delle prestazioni promuove direttamente l'innovazione tecnologica in scenari ad alta frequenza e ad alta velocità. Questo miglioramento delle prestazioni promuove direttamente i progressi tecnologici nei settori dei radar montati sui veicoli e delle comunicazioni satellitari. Questo miglioramento delle prestazioni promuove direttamente la svolta tecnologica nel campo dei radar per veicoli, delle comunicazioni satellitari, ecc. Per costruire una base affidabile come questa, SMT risponde a condizioni di lavoro complesse attraverso l'ottimizzazione del processo multidimensionale. Nella scheda di sviluppo del controllo industriale, la pasta saldante in lega Sn96,5Ag3,0Cu0,5 è stata combinata con un design a gradini della piazzola, in modo che la resistenza alla trazione dei giunti di saldatura sia ≥ 0,15N/mm², rispetto al design tradizionale per migliorare 25%; allo stesso tempo, è stata iniettata nella parte inferiore del riempimento per assorbire 90% dell'energia di vibrazione, per garantire che la vita a fatica dei giunti nel ciclo di temperatura da -40 ℃ a 125 ℃ di oltre 10^ 6 volte.
In terzo luogo, parliamo delle applicazioni reali della tecnologia SMT. Il primo è il campo dell'elettronica tradizionale. La scheda madre dello smartphone realizza una densità di componenti fino a 25 per centimetro quadrato tramite SMT e supporta l'integrazione del modulo RF 5G e del chip AI. Le schede per lo sviluppo di dispositivi indossabili utilizzano circuiti flessibili (FPC) come supporto, impiegando un adesivo che polimerizza a bassa temperatura (temperatura di polimerizzazione <150°C) per completare il pacchetto di impilamento 3D di sensori e batterie e mantenendo la stabilità della trasmissione del segnale in condizioni di raggio di curvatura <2 mm. Il secondo è il settore elettrico dell'automobile. Le schede di sviluppo ADAS di bordo realizzano la produzione di massa di dispositivi BGA con passo di 0,3 mm tramite SMT e controllano il tasso di difettosità delle giunzioni di saldatura a meno di 5 parti per milione con il sistema di ispezione a raggi X. Nel sistema di gestione delle batterie per veicoli a nuova energia, le piazzole di dissipazione del calore a base di rame e il design a microcanali delle patch SMT riducono la resistenza termica del modulo a 0,5K/W e soddisfano i requisiti di impermeabilità e resistenza alla polvere IP67. Infine, il settore dell'automazione industriale. La scheda di sviluppo del PLC utilizza la pasta conduttiva nano-argento SMT per realizzare interconnessioni altamente affidabili e fluttuazioni del ritardo di trasmissione del segnale <5ps in presenza di un'accelerazione di vibrazione ≥5 g. Questa innovazione di processo consente al controllore del robot industriale di migliorare la velocità di risposta di 30%, supportando al contempo il funzionamento in un ampio intervallo di temperatura da -20℃ a 85℃. Alla fine di questo passaggio, vorremmo menzionare le prospettive di questo progresso della tecnologia SMT.
In primo luogo, si tratta di una trasformazione completamente digitalizzata. Il sistema di ispezione AOI guidato dall'intelligenza artificiale è in grado di riconoscere i difetti a livello di micron grazie all'apprendimento profondo, con un tasso di errore inferiore a 0,1%, e fornisce un feedback in tempo reale per regolare i parametri di posizionamento; il nostro NX-B di Nectec utilizza la tecnologia di ispezione a penetrazione a due raggi X per rilevare con precisione i difetti interni. L'applicazione della tecnologia dei gemelli digitali ha abbreviato il ciclo di introduzione dei nuovi prodotti di 30% e ha aumentato l'accuratezza della previsione dei guasti delle apparecchiature a 95%. In secondo luogo, stiamo cercando di costruire una base per il nuovo materiale. La saldatura ad accumulo di energia a cambiamento di fase regola dinamicamente la distribuzione del calore durante il processo di saldatura, riducendo lo shock termico della saldatura di dispositivi ad alta potenza di 40%; l'applicazione di pellicole PI degradabili promuove l'evoluzione delle schede mediche impiantabili verso la protezione dell'ambiente e realizza l'equilibrio tra biocompatibilità e stabilità del segnale nell'ambiente in vivo.
