Technologia montażu chipów SMT: napędza miniaturyzację półprzewodnikowych płyt rozwojowych

W związku z gwałtownym rozwojem przenośnych urządzeń elektronicznych, forma terminala Internetu rzeczy nadal ewoluuje, półprzewodnikowa płytka rozwojowa jako główny nośnik systemu elektronicznego stoi przed potrójnym wyzwaniem "mniejszego rozmiaru, większej integracji, większej wydajności". Jako podstawowy proces przetwarzania PCBA, technologia umieszczania SMT poprzez adaptację miniaturyzacji komponentów, innowacje w procesie montażu o dużej gęstości i przełomowe możliwości integracji trójwymiarowej, aby stać się kluczowym motorem do rozwiązania problemów związanych z miniaturyzacją płyt rozwojowych, w celu promowania elektroniki użytkowej, elektroniki samochodowej, lotnictwa i innych dziedzin, aby osiągnąć kształt rewolucji. Po pierwsze, chcielibyśmy omówić fizykę leżącą u podstaw miniaturyzacji komponentów elektrycznych. Podstawową zaletą technologii umieszczania SMT jest to, że przełamuje ona ograniczenia rozmiaru tradycyjnych otworów przelotowych i zapewnia niezawodny fizyczny nośnik dla ultra-miniaturowych komponentów elektronicznych. Nowoczesne maszyny do umieszczania mogą dokładnie umieszczać komponenty chipowe o rozmiarze 0201 (0,6 mm x 0,3 mm) lub nawet 01005 (0,4 mm x 0,2 mm), z dokładnością umieszczania ±50 μm, aby spełnić wymagania wyrównania pakietów QFP o rozstawie pinów 0,3 mm. Dzięki naszej maszynie typu pick and place Nectec serii NT-P5, jest ona w stanie osiągnąć elastyczne przetwarzanie komponentów chipowych o rozmiarze 0201 przy użyciu modułowej technologii transformacji wsparcia projektowego. Możliwość ta pozwala płytom rozwojowym półprzewodników zwiększyć gęstość rozmieszczenia komponentów o 5-10 razy: w płytach rozwojowych pasma podstawowego smartfonów, dzięki połączeniu kondensatorów MLCC o rozmiarze 0402 i chipów LGA o skoku 0,5 mm, jednostkę centymetra kwadratowego można zintegrować z ponad 50 aktywnymi i 200 pasywnymi komponentami, co stanowi ponad 3-krotność gęstości integracji w porównaniu z tradycyjnym procesem wstawiania.

W następnym temacie omówimy rzeczywiste zastosowanie tej zaawansowanej technologii SMT. Istnieją trzy obszary, na których chcielibyśmy się skupić: elektronika użytkowa, elektronika samochodowa i przemysł lotniczy. Najpierw omówimy elektronikę użytkową. W płytce rozwojowej smartwatcha, proces SMT realizuje grubość 0,4 mm elastycznej płytki PCB i wysokość 0,4 mm ultracienkich komponentów, takich jak nasza maszyna Nectec NT-L12 pick and place, z technologią montażu na zakrzywionej powierzchni (odchylenie kąta montażu <1 °), dzięki czemu cała płytka może być wygięta o promieniu <5 mm, co jest idealnie dostosowane do projektu okrągłych kopert zegarków. Kontrolując wysokość komponentów (najwyższy komponent ≤ 1,2 mm), całkowita grubość płytki rozwojowej została zmniejszona do mniej niż 2,5 mm, uwalniając 30% miejsca na baterię i czujniki. W przypadku elektroniki samochodowej, płyta rozwojowa Automotive ADAS w obliczu wysokiej temperatury (-40 ℃ ~ +125 ℃), wibracji (przyspieszenie 50 g) w trudnych warunkach, technologia SMT poprzez miniaturyzację w celu uzyskania kompaktowego układu: użycie 0.5mmpitch BGA, z dolną częścią procesu napełniania (prędkość napełniania 50 mm / s), w integracji podłoża 100 mm × 100 mm z układem 6 AI z interfejsem 20 czujników, objętość jest zmniejszona o 60% w porównaniu z tradycyjnym rozwiązaniem, a jednocześnie wydajność rozpraszania ciepła jest poprawiona dzięki optymalizacji odstępów między komponentami (≥0,5 mm).

W przypadku przemysłu lotniczego, płyty rozwojowe ładunku satelitarnego są wrażliwe na wagę (koszt na gram> $1000), technologia SMT poprzez adaptację lekkich materiałów w celu osiągnięcia przełomu: zastosowanie PCB na bazie aluminium (gęstość 2,7 g / cm³) zamiast tradycyjnego podłoża FR-4, o grubości 0,1 mm ultracienkiego chipa (waga <0,1 g) montaż, tak aby waga jednostki powierzchni zmniejszyła wagę 40%. Dzięki algorytmowi optymalizacji układu komponentów (rozwiązanie algorytmu genetycznego), 10 warstw połączeń obwodów jest realizowanych na podłożu o wymiarach 200 mm × 150 mm, co pozwala zaoszczędzić 20% miejsca w porównaniu z układem ręcznym.