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No processo da tecnologia de semicondutores, que continua a romper o limite físico, a SMT (tecnologia de montagem em superfície), como o principal processo de processamento de PCBA, e as placas de desenvolvimento de semicondutores estão formando uma profunda simbiose técnica. Essa sinergia não apenas remodela a lógica subjacente da fabricação de produtos eletrônicos, mas também promove placas de desenvolvimento para obter melhorias significativas nos principais indicadores, como densidade de integração, integridade de sinal e confiabilidade. Primeiro, vamos discutir a simbiose tecnológica. A miniaturização dos componentes semicondutores e a integração funcional promovem diretamente a evolução do processo SMT para uma maior precisão. O pacote BGA (Ball Grid Array), por exemplo, quando o espaçamento entre os pinos é reduzido de 0,5 mm para 0,3 mm, a precisão do posicionamento visual da máquina de colocação SMT precisa ser melhorada de ± 50 μm para ± 15 μm, enquanto que com a nossa máquina de pegar e colocar da Nectec, série NT-B5, é possível obter um alto grau de consistência do controle da esfera de solda. Esse avanço no processo permite que as placas de desenvolvimento de semicondutores integrem chips SoC de mais de 1.000 pinos para dar suporte à realização de sistemas complexos, como módulos de RF de estação base 5G. Por outro lado, a inovação de processos em SMT alimenta a liberdade de design de semicondutores. A aplicação de pastas condutoras de nanoprata aumenta a condutividade térmica da junta de solda para 80W/m・K, um aprimoramento de 50% em relação às pastas de solda tradicionais, reduzindo as temperaturas de junção de dispositivos semicondutores de potência em 15°C com carga total, permitindo assim que o design do chip relaxe as restrições de consumo de energia. Esse avanço material oferece uma solução térmica para placas de desenvolvimento de alto desempenho, como pedais de aceleração de IA e módulos de energia automotiva. Em segundo lugar, vamos discutir a reconstrução do desempenho. A tecnologia de montagem SMT rompe o limite físico por meio da capacidade de montagem de componentes ultraminiatura.
A montagem estável de 01005 componentes (0,4 mm x 0,2 mm) permite que a placa de desenvolvimento aumente o número de componentes por unidade de área em 5 vezes, o que dá suporte ao projeto integrado de módulos de vários chips (MCM). Nas placas de desenvolvimento de dispositivos médicos, esse recurso permite a integração de um módulo de aquisição de sinais bioelétricos de 128 canais em um tamanho de 10 mm x 10 mm, que é 80% menor do que as soluções plug-in convencionais. Por outro lado, o design de pinos curtos do SMT reduz significativamente os parâmetros parasitas em cenários de alta frequência e alta velocidade. Tomando como exemplo as placas de desenvolvimento de ondas milimétricas 5G, o patch SMT reduz a indutância parasita do caminho do sinal de 5nH na tecnologia de furo passante para menos de 0,1nH, o que, juntamente com o substrato LCP (polímero de cristal líquido) (constante dielétrica de 2,8, fator de perda de 0,002), pode suportar a transmissão estável de sinais acima de 60 GHz com um BER inferior a 10^-12. Esse aprimoramento de desempenho promove diretamente os avanços tecnológicos nas áreas de radar montado em veículos e comunicações via satélite. Esse aprimoramento de desempenho promove diretamente o avanço tecnológico no campo do radar veicular, da comunicação por satélite etc. Assim, para construir uma base confiável como essa, a SMT responde a condições de trabalho complexas por meio da otimização de processos multidimensionais. Na placa de desenvolvimento de controle industrial, a pasta de solda de liga Sn96.5Ag3.0Cu0.5 combinada com o design de almofada escalonada, de modo que a resistência à tração das juntas de solda ≥ 0,15N/mm², em comparação com o design tradicional para melhorar 25%; ao mesmo tempo, injetada na parte inferior do enchimento para absorver 90% da energia de vibração, para garantir que a vida útil à fadiga das juntas no ciclo de temperatura de -40 ℃ a 125 ℃ de mais de 10 ^ 6 vezes.
Em terceiro lugar, vamos falar sobre a aplicação da tecnologia SMT na vida real. O primeiro é o campo da eletrônica tradicional. A placa-mãe do smartphone atinge uma densidade de componentes de até 25 por centímetro quadrado por meio de SMT e suporta a integração do módulo RF 5G e do chip de IA. Placas de desenvolvimento de dispositivos vestíveis usando placas de circuito flexíveis (FPC) como suporte, usando adesivo de cura de baixa temperatura (temperatura de cura <150°C) para completar o pacote de empilhamento 3D de sensores e baterias, e mantendo a estabilidade da transmissão de sinal sob a condição de raio de curvatura <2mm. O segundo é o campo de automóveis elétricos. As placas de desenvolvimento ADAS para veículos realizam a produção em massa de dispositivos BGA com passo de 0,3 mm por meio de SMT e controlam a taxa de defeitos das juntas de solda para menos de 5 partes por milhão com o sistema de inspeção por raios X. No sistema de gerenciamento de bateria para veículos de energia nova, as almofadas de dissipação de calor à base de cobre e o design de microcanais dos patches SMT reduzem a resistência térmica do módulo para 0,5K/W e atendem aos requisitos IP67 à prova d'água e de poeira. O último é o campo de automação industrial. A placa de desenvolvimento do PLC usa pasta condutora de nanoprata SMT para realizar interconexões altamente confiáveis e flutuações de atraso de transmissão de sinal <5ps sob aceleração de vibração ≥5 g. Esse avanço no processo permite que o controlador do robô industrial melhore a velocidade de resposta em 30%, ao mesmo tempo em que oferece suporte à operação em uma ampla faixa de temperatura de -20°C a 85°C. No final desta passagem, gostaríamos de mencionar a perspectiva desse avanço da tecnologia SMT.
Primeiro, estamos buscando a transformação digitalizada completa. O sistema de inspeção AOI orientado por IA realiza o reconhecimento de defeitos em nível de mícron por meio de aprendizagem profunda, com uma taxa de erro de julgamento inferior a 0,1%, e fornece feedback em tempo real para ajustar os parâmetros de posicionamento - nosso NX-B da Nectec usa a tecnologia de objeto de inspeção de penetração de raios X de duas potências para detectar com precisão os defeitos internos. A aplicação da tecnologia de gêmeos digitais reduziu o ciclo de introdução de novos produtos em 30% e aumentou a precisão da previsão de falhas de equipamentos para 95%. Em segundo lugar, estamos procurando construir uma base para o novo material. A solda de armazenamento de energia de mudança de fase ajusta dinamicamente a distribuição de calor durante o processo de soldagem, reduzindo o choque térmico da soldagem de dispositivos de alta potência em 40%; a aplicação do filme de PI degradável promove a evolução das placas de desenvolvimento de implantes médicos em direção à proteção ambiental e realiza o equilíbrio entre a biocompatibilidade e a estabilidade do sinal no ambiente in vivo.
