Technológia montáže čipov SMT umožňuje zvýšiť spoľahlivosť vývojových dosiek polovodičov.

V oblasti výroby elektroniky slúžia vývojové dosky polovodičov ako hlavný prostriedok inovácie hardvéru a ich spoľahlivosť priamo určuje hranice výkonnosti konečných produktov. Vďaka hlbokej integrácii technológie povrchovej montáže (SMT) a procesov montáže dosiek s plošnými spojmi (PCBA) dosiahli moderné vývojové dosky polovodičov skok vo vývoji od laboratórnych prototypov k výrobkom priemyselnej triedy. 

Po prvé, SMT je základom presnej výroby. Technológia povrchovej montáže SMT využíva automatizované zariadenia na presnú montáž komponentov na úrovni mikrónov na substráty PCB a jej technické výhody sa priamo premietajú do zvýšenej spoľahlivosti vývojových dosiek: Moderné stroje na osadzovanie SMT využívajú technológiu optického zarovnávania a kontroly za letu, čím sa dosahuje presnosť osadenia ±0,05 mm. Dokážu spoľahlivo spracovať čipy veľkosti 0402 a obalové komponenty s vysokou hustotou, ako sú BGA a QFN. Napríklad v priemyselných vývojových doskách brán internetu vecí procesy SMT zabezpečujú presnosť umiestnenia na úrovni milimetra pre viacprotokolové komunikačné čipy a RF moduly, čím sa predchádza rušeniu signálu; Optimalizácia kvality zvárania - proces spájkovania pretavením presne kontroluje teplotnú krivku na vytvorenie ideálnej vrstvy intermetalickej zlúčeniny s bezolovnatou spájkou. Na príklade vývojových dosiek automobilovej elektroniky je potrebné, aby prešli testom teplotného cyklu od -40 °C do 125 °C. Proces SMT optimalizuje dizajn podložiek, aby sa predĺžila tepelná únavová životnosť spájkovaných spojov na viac ako 1 000 cyklov; efektívnosť a konzistentnosť výroby - automatizované výrobné linky dosahujú rýchlosť umiestňovania desiatok tisíc kusov za hodinu. V kombinácii s kontrolným zariadením AOI možno v reálnom čase identifikovať chyby, ako sú studené spájkované spoje a nesprávne nastavenie. Pri výrobe vývojových dosiek spotrebnej elektroniky zvýšili výrobné linky SMT mieru výťažnosti prvého prechodu na viac ako 99,5%.

Po druhé, spracovanie PCBA zaručuje spoľahlivosť od návrhu až po sériovú výrobu. Výroba PCBA zahŕňa okrem iného výber materiálu, kontrolu procesu, testovanie a overovanie. Systematické riadenie týchto procesov je rozhodujúce pre spoľahlivosť vývojových dosiek: Návrh materiálovej kompatibility - substrát používa dosky FR-4 s vysokým obsahom Tg, aby vydržali vysoké teploty pri spájkovaní pretavením, a spájka používa bezolovnatý vzorec, ktorý je v súlade s normami RoHS. V prípade vývojových dosiek pre zdravotnícke zariadenia sa vyberajú kondenzátory MLCC s certifikátom AEC-Q200, aby sa zabezpečilo, že drift parametrov zostane vo vlhkom a horúcom prostredí nižší ako 5%; prevencia procesných chýb - proces spájkovania: spájkovanie pretavením s ochranou proti dusíku znižuje oxidáciu a pri spájkovaní vlnou sa používa technológia selektívneho rozprašovania, aby sa zabránilo vzniku mostíkov; kontrola čistoty: plazmové čistenie odstraňuje zvyšky tavidla a kontaminácia iónmi sa kontroluje na ≤1.5 μg/cm²; riadenie namáhania: vďaka použitiu výplňového lepidla a zosilnenej konštrukcii rebier dosahuje vývojová doska odolnosť voči vibráciám viac ako 5G; testovanie spoľahlivosti systému environmentálne testovanie: vysokoteplotné starnutie a testovanie tepelným šokom overuje tepelnú stabilitu; mechanické testovanie: náhodné vibračné testovanie simuluje nárazy pri preprave; elektrické testovanie: Testovanie elektrického napájania: testovanie IKT online pokrýva 100% siete obvodov. 

Po tretie, priemyselné aplikácie a ich inovačné scenáre založené na spoľahlivosti. Priemyselná automatizácia - vo vývojových doskách PLC technológia SMT integruje viackanálové čipy na zber analógových signálov s izolovanými napájacími modulmi. Vďaka použitiu trojnásobne odolného náteru a technológie konformného povlaku môžu dosky stabilne fungovať viac ako päť rokov v korozívnom prostredí chemických závodov; automobilová elektronika - vývojová doska riadiacej jednotky autonómnej jazdnej oblasti využíva 77GHz radarové čipy s milimetrovými vlnami montované SMT. Vďaka konštrukcii rozptylu tepla medených blokov pri spracovaní PCBA sa teplota spojov čipov znížila o 20 °C, čím sa splnila norma AEC-Q100 Grade-2; zdravotnícke zariadenia - vývojová doska prenosného ultrazvukového zariadenia integruje čipy ADC a nízkošumové LDO montované SMT. Vďaka návrhu elektromagnetického tienenia pri spracovaní PCBA sa pomer obrazového signálu k šumu zlepšil o 15 dB, čím sa splnili normy EMC na lekárskej úrovni; Edge AI computing - vývojová doska pre inferenčnú AI, technológia SMT umožňuje 2,5D balenie HBM pamäte a GPU čipov. V kombinácii s konštrukciou priechodných otvorov na odvod tepla pri spracovaní PCBA sa tak dosahuje hustota výpočtového výkonu 40 TOPS/W.

Po štvrté, budúce smerovanie vývoja sexuálnych technológií. Pred týmto vývojom stoja určité výzvy pre priemysel SMT. Technológia mikromontáže: využitie laserového zvárania a technológie flip chip na dosiahnutie spoľahlivých spojení medzi komponentmi s rozstupom 0,3 mm; inteligentná detekcia: Zariadenia AOI v kombinácii s technológiou AI vision dokážu v reálnom čase identifikovať chyby spájkovaných spojov s veľkosťou len 0,01 mm; Udržateľná výroba: vývoj bezolovnatých a bezhalogénových spájok a biologicky rozložiteľných substrátov s cieľom splniť požiadavky RoHS 3.0. 

Na záver možno konštatovať, že spoločná inovácia technológie montáže čipov SMT a spracovania PCBA mení hranice spoľahlivosti vývojových dosiek polovodičov. Vysoko spoľahlivé vývojové dosky polovodičov sa stali základom digitálnej transformácie v rôznych priemyselných odvetviach - od priemyselných parkov po inteligentné automobily, od lekárskej diagnostiky po edge computing.