SMT環(huán)境中的新復(fù)雜技術(shù)

 只要關(guān)注一下如今在各地舉辦的形形色色的專業(yè)會議的主題，我們就不難了解電子產(chǎn)品中采用了哪些新技術(shù)。CSP、0201無源元件、無鉛焊接和光電子，可以說是近來許多公司在PCB上實(shí)踐和積極評價(jià)的熱門先進(jìn)技術(shù)。比如說，如何處理在CSP和0201組裝中常見的超小開孔（250um）問題，就是焊膏印刷以前從未有過的基本物理問題。板級光電子組裝，作為通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中發(fā)展起來的一大領(lǐng)域，其工藝非常精細(xì)。典型封裝昂貴而易損壞，特別是在器件引線成形之后。這些復(fù)雜技術(shù)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則也與普通smt工藝有很大差異，因?yàn)樵诖_保組裝生產(chǎn)率和產(chǎn)品可靠性方面，板設(shè)計(jì)扮演著更為重要的角色；例如，對CSP焊接互連來說，僅僅通過改變板鍵合盤尺寸，就能明顯提高可靠性。

CSP應(yīng)用 
如今人們常見的一種關(guān)鍵技術(shù)是CSP。CSP技術(shù)的魅力在于它具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如減小封裝尺寸、增加針數(shù)、功能∕性能增強(qiáng)以及封裝的可返工性等。CSP的高效優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在：用于板級組裝時，能夠跨出細(xì)間距（細(xì)至0.075mm）周邊封裝的界限，進(jìn)入較大間距（1，0.8，0.75，0.5，0.4mm）區(qū)域陣列結(jié)構(gòu)。
已有許多CSP器件在消費(fèi)類電信領(lǐng)域應(yīng)用多年了，人們普遍認(rèn)為它們是SRAM與DRAM、中等針數(shù)ASIC、快閃存儲器和微處理器領(lǐng)域的低成本解決方案。CSP可以有四種基本特征形式：即剛性基、柔性基、引線框架基和晶片級規(guī)模。CSP技術(shù)可以取代SOIC和QFP器件而成為主流組件技術(shù)。
CSP組裝工藝有一個問題，就是焊接互連的鍵合盤很小。通常0.5mm間距CSP的鍵合盤尺寸為0.250～0.275mm。如此小的尺寸，通過面積比為0.6甚至更低的開口印刷焊膏是很困難的。不過，采用精心設(shè)計(jì)的工藝，可成功地進(jìn)行印刷。而故障的發(fā)生通常是因?yàn)槟０彘_口堵塞引起的焊料不足。板級可靠性主要取決于封裝類型，而CSP器件平均能經(jīng)受-40～125℃的熱周期800～1200次，可以無需下填充。然而，如果采用下填充材料，大多數(shù)CSP的熱可靠性能增加300%。CSP器件故障一般與焊料疲勞開裂有關(guān)。

無源元件的進(jìn)步 
另一大新興領(lǐng)域是0201無源元件技術(shù)，由于減小板尺寸的市場需要，人們對0201元件十分關(guān)注。自從1999年中期0201元件推出，蜂窩電話制造商就把它們與CSP一起組裝到電話中，印板尺寸由此至少減小一半。處理這類封裝相當(dāng)麻煩，要減少工藝后缺陷（如橋接和直立）的出現(xiàn)，焊盤尺寸優(yōu)化和元件間距是關(guān)鍵。只要設(shè)計(jì)合理，這些封裝可以緊貼著放置，間距可小至150?m。
另外，0201器件能貼放到BGA和較大的CSP下方。圖2是在有0.8mm間距的14mm　CSP組件下面的0201的橫截面圖。由于這些小型分立元件的尺寸很小，組裝設(shè)備廠家已計(jì)劃開發(fā)更新的系統(tǒng)與0201相兼容。

通孔組裝仍有生命力 
光電子封裝正廣泛應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)傳送盛行的電信和網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域。普通板級光電子器件是“蝴蝶形”模塊。這些器件的典型引線從封裝四邊伸出并水平擴(kuò)展。其組裝方法與通孔元器件相同，通常采用手工工藝—－引線經(jīng)引線成型壓力工具處理并插入印板通路孔貫穿基板。
處理這類器件的主要問題是，昆山smt在引線成型工藝期間可能發(fā)生的引線損壞。由于這類封裝都很昂貴，必須小心處理，以免引線被成型操作損壞或引線-器件體連接口處模塊封裝斷裂。歸根結(jié)底，把光電子元器件結(jié)合到標(biāo)準(zhǔn)smt產(chǎn)品中的佳解決方案是采用自動設(shè)備，這樣從盤中取出元器件，放在引線成型工具上，之后再把帶引線的器件從成型機(jī)上取出，后把模塊放在印板上。鑒于這種選擇要求相當(dāng)大資本的設(shè)備投資，大多數(shù)公司還會繼續(xù)選擇手工組裝工藝。
大尺寸印板（20×24″）在許多制造領(lǐng)域也很普遍。諸如機(jī)頂盒和路由/開關(guān)印板一類的產(chǎn)品都相當(dāng)復(fù)雜，包含了本文討論的各種技術(shù)的混合，舉例來說，在這一類印板上，常?？梢砸姷酱笾?0mm2的大型陶瓷柵陣列（CCGA）和BGA器件。
這類器件的兩個主要問題是大型散熱和熱引起的翹曲效應(yīng)。這些元器件能起大散熱片的作用，引起封裝表面下非均勻的加熱，由于爐子的熱控制和加熱曲線控制，可能導(dǎo)致器件中心附近不潤濕的焊接連接。在處理期間由熱引起的器件和印板的翹曲，會導(dǎo)致如部件與施加到印板上的焊膏分離這樣的“不潤濕現(xiàn)象”。因此，當(dāng)測繪這些印板的加熱曲線時必須小心，以確保BGA/CCGA的表面和整個印板的表面得到均勻的加熱。