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2007年中国国际表面贴装和微组装技术大会

2007年中国国际表面贴装和微组装技术大会

  • 召开年：2007
  • 召开地：上海
  • 出版时间： 2007-03-22

主办单位：上海科技开发交流中心

会议文集：2007年中国国际表面贴装和微组装技术大会论文集

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  • 摘要：印刷电路板(PCB)及其生产方式在过去60间未发生显著变化；最现代的技术仍然是把电路设计蚀刻到一层纯铜上；近年来在印刷电路板设计方面的最大变化就是自上世纪九十年代末引入的高密度集成(HDI)技术。激光钻孔技术被大规模应用于钻透一层又一层的电路板材料,从而极大地降低了电气垂直连通性对空间的要求。小型化、结构化、封装化工艺趋势、及电气与电子元件在尺寸方面的缩小主要来自于电信行业的需求；由于移动消费设备的小型化及更高性能容量的要求,对集成工艺提出了新的挑战.因此,市场存在对功能性材料、越来越小的元件的性能密度、及附属材料的物理特性的新需求；以下文章概述了基于印刷电路板技术所必须实现的电气系统元件与工艺.
  • 摘要：通过共晶锡锌合金的张力与蠕变性能测试,我们能够得出这种焊料与锡银合金及SAC合金(SAC-锡/银/铜合金)在机械性能方面的不同。试验显示,锡锌焊料的强度大于含铅焊料及其他在研究范围之内的无铅焊料,其抗蠕变性也优于锡铅合金.微/纳米硬度测量结果解释了共晶锡锌合金具备高强度的原因。在回流焊特别是波峰焊过程中,高温是获得可湿性及高可靠性焊点的必要因素。焊接过程结束后,锡锌焊料合金会表现出消光加工的特性,焊点。也将具备较高的强度,但温度循环后其强度减少幅度会大于其他测试合金,不过其临界强度总是大于临界值。抗腐蚀性测试取得了较为满意的结果。根据金相剖面图可以看出这种合金与其他无铅焊料合金在结构上的不同。有时铝层未完全溶解于焊料。如果可靠性测试取得较好的效果,则锡锌焊料合金可被用于电子学领域。
  • 摘要：多年来,含铅焊膏一直用于将电子元件与印刷电路板(PCB)焊接在一起。但由于公众环保意识的增强,加上立法的作用(RoHS & WEEE),电子设备制造商正在寻找其他材料来代替铅. 热门替代材料是锡银铜合金.这种合金的熔点。远高于锡/铅焊料。低温金属合金可用作不同的无铅焊料,但可靠性和可加工性方面的一些问题尚未完全解决.因此,人们对于将导电胶用作无铅焊料的替代选择的兴趣正不断增长。 导电胶(CA)由高分子材料和导电填料组成。这种高分子材料能够进行适当的粘合,而填料则提供了导电性。据显示,在适当的条件下,导电胶能通过标准SMT设备用于代替焊料,还能提供一定的优势。这些优势包括:更低的处理温度、细间距印刷能力,以及固化高分子材料与焊料相比更高的柔性。因此,导电胶是一种适合用于温度敏感型应用(如在柔性基板和对温度敏感的基板上的LED贴装)的用户友好型解决方案。 和焊料一样,导电胶也有一些缺点。举例来说,导电胶的导电性一般低于焊料。导电胶还可在恶劣的条件下适用于每一种印刷电路板表面处理方式。 Heraeus公司对导电胶与无铅焊料相比的优点和缺点进行了研究。这项研究的重点在于用导电胶连接的可靠性。这些试验显示出乐观的结果。
  • 摘要：小型化、功能致密化、综合化、环境友好、迅速上市、低成本与高可靠性,这一切持续代表着电子产品尤其是手持与消费产品的主流趋势。对更轻、更小的产品(或功能更强大而体积相同的产品)的需求,在PCB(印刷电路板)封装和SIP(系统级封装)中正推动着01 005、0201、更细间距(0.3-0.4 mm)QFP和SMT连接器、更细间距(0.4mm)CSP、倒装芯片和COB(板上芯片)的使用,以及更紧密的元件间隔要求(＜10mil)。 由于电子产品的生命周期越来越短，技术开发与实施必须加快。因此，凭借早期预见在供应链内的密切合作，是实现创新产品快速上市的关键。
  • 摘要：随着市场上对使用无铅焊接的表面贴装技术(SMT)的需求日益增加,对相应表面的需求也呈现上升趋势,为此人们把多种不同表面都纳入考虑范围.不过,毋庸置疑的是,无电镀镍/金(ENIG)表面能够以近乎完美的表现满足大多数领域对表面产品的要求,它适用于不同焊料及焊接环境和多次回流,并能满足额外引线键合及延长存储时间的要求。但是很长一段时间以来,无电镀镍金技术存在的所谓"黑盘"效应一直困挠着业界.现在,人们经过多年研究并结合大量实践经验,终于成功地证明"黑盘"效应绝非与生俱来的不治之症。本文将对"黑盘"效应的产生根源及其解决方法加以阐释,为开发出对电子行业具有重大意义的表面技术系统奠定基础。
  • 摘要：过去十多年来,微系统技术(MicroSystem-Technology/MST)已被证实是行业生存的基础。迄今为止,这个行业仍被汽车领域所主导,正促成对各种不同应用的大量需求,如用于发动机控制的压力传感器、针对约束系统应用或底盘控制的加速度传感器、用于车辆动力和翻车感测的偏航率传感器(yaw rate sensor)等等。
  • 摘要：芯片级封装技术最近获得的发展使微电子产品的焊点。密度快速增加.这种技术的小型化特点。使生产原料的用量得到大幅节省,因此业界对这种技术的应用正呈上升趋势；而市场对高速度通讯以及节约制造成本、进一步减小间距的需求很有可能促使焊点。结构降低至200μM以下。使用微细粒焊膏的模板印刷可用于倒装晶片封装,不失为一种成本低廉且具有一定灵活性的倒装晶片焊点。互连解决方案。此外,使用模板印刷焊膏的晶圆凸点技术在附加成本及加工特性等方面的优势都使这种技术从其他凸点技术中脱颖而出。 事实上,极小间距印刷应用的密度与产量取决于各种不同因素,涉及模板制造、膏体生成以及焊膏印刷等多个过程.最近取得的进展已使这种技术发展成为适用于大规模生产的可行生产流程.这种工艺的关键参数在本文对无铅合金的研究中均得到了清晰定义。 欧盟发布的《关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质的指令(RoHS)》和《关于报废电子电气设备的指令(WEEE)》对电子设备再生与再利用的有关目标进行了规定,向电子产品制造业表明,无铅合金取代锡铅焊料已势在必行。因此,本文将对间距范围在180至200微米之间、使用IPC6型(15-5 μm)粉末颗粒的无铅焊膏印刷技术已取得的成果加以论述。研究结果表明,使用特定类型的焊膏、模板设计以及制造工艺,能够生产出可重复使用的焊膏沉积层.
  • 摘要：大多数电子产品越来越趋向于小型化、高性能,造成电路密度增加,可靠性要求极高。微米和纳米系统中的微电子产品故障的根源可能在于温度、机械、化学和电力原因或几者的结合.典型故障有开裂、脱层、弯曲、变形、破裂、受压、空洞、疲劳、热迁移以及电迁移.因此,不同微电子应用领域(汽车行业、空军基地或消费电子)的新型电子产品的开发,需要仔细研究材料的微米和纳米级属性[1].有限元模拟与实验分析方法相结合,应当能够说明故障机制,并能构建准确且具有物理意义的寿命预测模型,进行广泛使用。现有数据表的大多数材料数据均无法用于模拟.而少量材料的属性可能与大块材料明显不同。由于夹层结构中不同的机械和热属性,薄材显示出一种复杂的结构和材料行为,这也可能影响机械和热可靠性,从而影响寿命.此外,已知当样本的尺寸变得很小时,材料的物理属性可能会有显著变化(□尺寸效应□)。因此,材料属性无法根据大样本的数据得出。因而,常常必须在这些材料的实际大小下确定其机械及热属性,而它们的属性还必须在元件状态下直接测定。为此,需要使用本文所述之先进的变形测量法。
  • 摘要：随产品集成度的提高,PCB的孔径变小,板厚增大,高厚径比PTH孔的热疲劳可靠性越发需要关注.本文介绍了钻孔厚径比约10∶1的小孔可靠性测试过程与结果,基于此分析了影响高厚径比PTH可靠性的关键设计因素；并对此热疲劳可靠性测试后的孔进行了失效分析,总结了失效规律.
  • 摘要：每年,产品召回都会给许多公司造成几百万欧元的损失.追溯可以帮助您遏制生产缺陷带来的损失:综合的跟踪与回溯能力可以使您从根本上优化您的生产过程,减少从原料进厂到成品出厂的时间,物料消耗降到最低,并且提高生产质量。 适应这一发展并解决追溯问题的企业将从以下三方面获利:他们可以减少生产事故带来风险，提高生产的质量，并且同时满足市场对供应链透明化的需求。
  • 摘要：本文介绍了首次2007年Inemi发展蓝图亚洲公开讨论会。文章对□下一项重大事件□和需要着重解决的技术缺口进行了推测。该版本发展蓝图包含十九个技术蓝图项目,明确了未来的研究、发展和实施需求,以保持全球电子行业的持续增长。发展蓝图进程将为全球电子供应链带来利益。我们坚信这一成果将在电子行业、政府和学术界发挥更加重要的作用,以确定电子制造业未来的发展方向。
  • 摘要：模板行业的新挑战,包括不断减少的元件尺寸和日益严格的法规,都让模板基体材料的选择标准更加重要.本文集中讨论决定SMT模板最佳材料时要考虑的模板基材的一些重要品质. 在这里我们试验了SMT模板制造最常用的几种金属:不锈钢(302/304)、Datum HDX(一种富镍富铬不锈钢)、Datum PhD(具有适用SMT行业特殊光洁度的304不锈钢)和电铸镍板.我们进行了测量平整度、模板耐久性、焊膏污染性、为0201技术沉积(Deposit)焊膏能力、润湿性、焊膏清洗能力以及焊膏清洗可达到纵横比(Aspect Ratio)的试验.为了得到这些试验良好的代表性,我们选择最常用的厚度和焊膏,即150微米厚的板材,焊膏为Cookson的OM338T无铅焊膏. 实验与Cookson Electronics合作,在他们的Woking实验室进行,使用Cookson电子可靠性和功能性(CERF)测试台。在实验过程中发现了一些有趣的结果： 1)很明显,印刷性能在焊膏和/或模板在"预热"后得到了提高实验开始前我们通过三次印刷进行了重复。 2)所有实验材料均证明适用于0201. 3)在实验的模板中,Datum PhD在耐久性、润湿性和开孔的成功率方面显示出的总体性能最佳. 4)结果中一个有趣的观察现象是电铸镍板的光侧(生长侧)和暗侧(芯轴侧)显示出不同结果,光侧耐用得多,并且显示出更好的印刷性能,而一般报道最常用于印刷的是暗侧.
  • 摘要：电子组件的工作环境温度越来越高,例如,汽车引擎附近的电子组件必须在150℃或者以上的环境温度下工作。这种温度已超出了普通软焊点的承受范围,因此市场亟需能够适应高温环境的新型材料和技术。一种特殊的"反应焊料(reacting solders)"能够用于150℃以上的高温环境,这种焊料由各种不同合金混合而成。当工作温度超过200℃时,情况又有了变化:此时此类应用大多选取铅含量较高的合金焊料。目前人们尚未开发出具有高熔点的无铅焊料合金.粘接接头与焊点。相结合的材料为人们提供了新的选择,这种材料的机械性能主要由粘接接头提供.在液体状态下,焊点。仍然能够正常工作,而此时组件的机械应力几乎完全消失.低熔点。合金焊料通常是这种"液态焊点。"的最佳选择。除焊点。外,由于金属间增长和扩散过程会随着温度的升高而加快,因此界面和元件的金属喷镀也在高温应用的研究范围之内。
  • 摘要：基于对传统SMD器件和BGA/LFBGA元件不同焊接材料的试验分析,有关无铅互连质量的讨论将在所有可靠性结果确定之后进行。焊接材料的分析结果表明,演化的微观结构和机械性能会随着环境暴露(例如热循环和高温储存)而发生巨大变化。单靠疲劳属性的依赖特征和由所有材料和工艺参数组成的IMC,人们无法充分理解运营条件提高后,无铅焊接接缝在不同的板涂覆层上的损伤机理.便携式电子学提出进一步需求是进行落锤试验,试验就减少的焊盘结构/焊料体积以及(因此而减少的)界面,对不同封装结构的界面性能进行分析。焊盘直径与焊料体积的比率是影响浓度梯度、进而影响冶金相互作用的关键参数之一。本文论述了基于SnAgCu和SnAgCuXYZ焊膏和球材料的界面特征、加速试验后的稳定性、与组装条件紧密相关的改良界面种类、元件和板侧涂覆层的溶解性、以及金属间化合物构成的感应。文章还论述了金属间化合物的类型及其数量,主要介绍了构造、硬度,和对张力/压力补偿能力进行描述的E模块.在介绍TCT和HTS之后,本文还对板级可靠性的结果进行了展示,并阐述了焊接材料、内插板的涂覆层、影响界面损伤机理的印刷电路板,及采用最佳互连材料的工艺. 本文讨论了环境威胁的元件材料和无铅焊料在组件板侧与不同表面涂覆层互相作用的能力,对其与现有或改良工艺参数的兼容性进行了研究,描述出这些材料与传统焊接材料相比所具备的板级可靠性,并说明材料的选择要以满足成功实施无铅焊接的需求为基础(从操作的角度看,无铅、低熔点和高抗疲劳性以延长应用时间)。
  • 摘要：这份报告通过新近的研究出版物讨论有关面陈列封装FC及CSP元件存在的锡球顶部剥离问题,研究在铅锡及无铅回流焊工艺中与FC及CSP元件可靠性有关的重要缺陷的分析数据,最后介绍一种已设计成功的新的光学检查技术,用非破坏性的方法来检测这种缺陷。
  • 摘要：本文将描述从70年代到现今,开发裸晶(Bare Die)卷带式(tape & reel)的发展从70年代到现今,包括各种利弊的不同材质与型式(carrier tape)的优缺点。比较利与弊.此外,包括在内本文也会讨论一些较难处理的组件。随着电子产品组装作业使用裸晶持续增长,同时晶片之产出愈趋更薄和更小的晶片,封装、组装业将需要求一个更有效率、更准确更为有效的方法,把晶片(die)传送到高速封装、组装机器.本文接着描述一种低成本高速度包装系统所需的特点以及与提出并提出最近Tempo Electronics公司在前述的微小化、高速、高准确度的IC晶片装载卷带需求中所提供之最佳解決方案的进展与贡献?在最佳化载体磁带,装载卷带所作出的进展与贡献制造的最佳化载体磁带、装载卷带.
  • 摘要：一项采用印刷电路板(PCB)制造流体微系统的技术已经诞生.该技术主要运用的是电子学上常规PCB生产的制造原理.通过采用该项技术,泵、混频器、阀、室、通道、蓄水池和过滤器已经被开发完成,该技术甚至还将适用于更复杂的系统.本文以探测水中Fe3+的流动注射分析为例进行说明.
  • 摘要：随着来自中国和欧共体的无铅法的即将执行,半导体行业在走向产品无铅化的道路上不得不快步前进.目前,研制可行的无铅材料及工艺以代替传统封装元件的有铅元素的努力正在全球进行着,其中包括对可行的集成元件无铅镀层的探讨。本文通过一系列的研究发现可在封装前镀的NiPdAu可以很好的代替传统的SnPb镀层,是一个可供半导体工业选择的纯锡镀层之外的另一无铅镀层.并且,这种镀层已经在几种面向市场的集成元件中应用。在应用之前,对应用此镀层的元件进行了电路板组装的可行性评估,尤其对元件的钎焊性能,焊点。在热载,机械的拉伸和振动载荷下的可靠性。此外,也评估了元件应用此种前置镀层可能带来的引线切割端的氧化(腐蚀)以及这种腐蚀的蠕变可能引起的绝缘问题。研究结果表明,所有进行电路板组装的元件及焊点。通过了振动和冲击测试以及从20C到+100C的3000周热循环测试.当把这种前置镀层的元件放在标准的混合化学气中一段时间后,可看到局部的腐蚀蠕变,然而,这种局部的腐蚀不会造成元件引线间的绝缘问题。
  • 摘要：随着IC设计的发展趋势,封装体日益向小体积、高性能化方向发展。江苏长电科技研发出的新型封装形式FBP平面凸点。式封装正是顺应了这一发展趋势的要求。本文主要介绍了FBP封装的结构以及突出的性能优势。
  • 摘要：业界越来越重视既能节约成本又能提高生产力的各种晶圆级封装方法。在更薄、更紧凑的封装解决方案的需求形势下,WL-CSP是一种利用射片机来满足紧凑、坚固、电性能良好、成本低、抗震和装配快速等多种需求的器件类型。本文深入探讨了带有现代WL-CSP封装使用的所有功能元素的基本WL-CSP构造,介绍了在晶圆接触面放置焊球的不同方法(从模板印刷、金属喷射、真空成组进料、激光辅助单球贴装到C4NP),重点说明重力进料(gravity feeding)机制。本文还阐明了机器工作原理,介绍了关于晶圆直径和厚度要求、工具要求、典型处理能力、生产流程集成以及可实现的球贴装良率等信息.
  • 摘要：镍金表面处理的、跌落试验性能有重大改进的一系列SACX合金已被开发出来.据观察,用于SAC105的锰、铋、钛、铈以及较少使用的钇等掺杂剂在单独或结合使用时,作用显著；其中,锰的作用最为明显。SAC+锰的性能不但优于SAC合金,而且还超过了Sn63,从而彻底改变了焊点。脆性造成的各种SAC系统的不稳固地位。熔融和金属间化合物(IMC)形成特性不受掺杂剂的影响。锰会向金属间化合物迁移,并在金属间化合物层附近以MnSn微粒的形式聚集.热老化进一步提高了跌落试验性能。
  • 摘要：关于恶劣环境影响因素和由此导致的故障的话题引起了包括汽车行业在内的许多行业的关注.组装件正不断被用于各各前",(恶电劣子)环境中"。 除了最主要的热冲击试验以外,还必须考虑综合的负载负载试验.一种是指在较宽的温度区间中的热循环冲击导致的机械性热疲劳试验,另一种是与纯粹的热冲击相结合的防潮性能试验.(试验过程中,)除了纯粹的物理过程外,还可能发生不可逆的化学降解过程.显然,即使在高温高湿的条件下,采用适当的敷形涂层材料也能实现对电子组装件的安全保护。
  • 摘要：当今,印刷电路装配(Printed Circuit Assemblies/PCA)的技术水平即代表着电子系统的质量水平.PCA的功能性和复杂性持续得到改进,其推动力正是半导体行业的不断创新.因此,应用广泛的各代设备封装技术如今也被用于生产PCA.为了将各代封装技术与PCA连接起来,对印刷电路板(Printed Circuit Board/PCB)进行设计上的不断改进就成为必要.今后,更加强大的系统集成,将使得PCB进一步复杂化,成为一个活跃的系统平台。为达成这一目标,创新将愈演愈烈:新的技术,比如微系统技术也将得到利用。在PCB从始至今的发展历程中,其功能性、复杂性及微型化的巨大潜力,使得对PCB生产链进行深刻变革成为一项迫切要求。
  • 摘要：进入21世纪以来,中国电子信息产品制造业每年都以20％以上的速度高速增长,规模从2004年起已连续三年居世界第二位,被喻为"电子制造业的世界工厂"。在中国电子信息产业快速发展的推动下,中国的表面贴装技术(SMT)和生产线也得到了迅猛的发展,表面贴装生产线的关键设备自动贴片机在中国的保有量已位居世界的前列.本文介绍2007年中国自动贴片机市场预测分析。
  • 摘要：日渐缩小的电子设备包装需要近乎完美的热管理技术,无空洞焊接技术因此应运而生.空洞能够降低元件的电及热传导性,并导致热点的产生,而无铅焊接的出现更为空洞问题推波助澜.真空技术是帮助液态焊料去除空洞的唯一可靠方法。PINK公司开发的专利真空焊接技术-VADU-能够有效去除空洞.在这种方法中,加热与冷却操作都以接触热传导为基础,温度梯度可通过改变加热板与基片的距离得到调节.在预加热过程中,通过使用真空技术的可控运用减少溅射,可以改进加热过程.在焊料液态相使用真空技术可将空洞数目减少至零或原有数目的1％。所有产品,无论其热质量如何,都可在客户需要或IPC/JEDEC推荐的温度范围内实现无空洞焊接。

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