电子产品SMT环境中的最新复杂技术

只要关注一下如今在各地举办的形形色色的专业会议的主题，我们就不难了解电子产品中采用了哪些最新技术。
   CSP、 0201无源元件、无铅焊接和光电子，可以说是近来许多公司在PCB上实践和积极评价的热门先进技术。 比如说，如何处理在CSP和0201组装中常见的超小开孔（250um）问题，就是焊膏印刷以前从未有过的基本物理问题。板级光电子组装，作为通信和网络 技术中发展起来的一大领域，其工艺非常精细。典型封装昂贵而易损坏，特别是在器件引线成形之后。这些复杂技术的设计指导原则也与普通SMT工艺有很大差 异，因为在确保组装生产率和产品可靠性方面，板设计扮演着更为重要的角色；例如，对CSP焊接互连来说，仅仅通过改变板键合盘尺寸，就能明显提高可靠性。
　　CSP应用
如 今人们常见的一种关键技术是CSP。CSP技术的魅力在于它具有诸多优点，如减小封装尺寸、增加针数、功能∕性能增强以及封装的可返工性等。 CSP的高效优点体现在：用于板级组装时，能够跨出细间距（细至0.075mm）周边封装的界限，进入较大间距 （1，0.8，0.75，0.5，0.4mm）区域阵列结构。 
 已有许多CSP器件在消费类电信领域应用多年了，人们普 遍认为它们是SRAM与DRAM、中等针数ASIC、快闪存储器和微处理器领域的低成本解决方案。CSP可以有四种基本特征形式：即刚性基、柔性基、引线 框架基和晶片级规模。CSP技术可以取代SOIC和QFP器件而成为主流组件技术。
   CSP组装工艺有一个问题，就是焊接 互连的键合盘很小。通常0.5mm间距CSP的键合盘尺寸为0.250～0.275mm。如此小的尺寸，通过面积比为0.6甚至更低的开口印刷焊膏是很困 难的。不过，采用精心设计的工艺，可成功地进行印刷。而故障的发生通常是因为模板开口堵塞引起的焊料不足。板级可靠性主要取决于封装类型，而CSP器件平 均能经受-40～125℃的热周期800～1200次，可以无需下填充。然而，如果采用下填充材料，大多数CSP的热可靠性能增加300%。CSP器件故 障一般与焊料疲劳开裂有关。
　　无源元件的进步
另一大新兴领域是 0201无源元件技术，由于减小板尺寸的市场需要，人们对0201元件十分关注。自从1999年中期0201元件推出，蜂窝电话制造商就把它们与CSP一 起组装到电话中，印板尺寸由此至少减小一半。处理这类封装相当麻烦，要减少工艺后缺陷（如桥接和直立）的出现，焊盘尺寸最优化和元件间距是关键。只要设计合理，这些封装可以紧贴着放置，间距可小至150?m。
另外，0201器件能贴放到BGA和较大的CSP下方。图2是在有0.8mm间距的14mm CSP组件下面的0201的横截面图。由于这些小型分立元件的尺寸很小，组装设备厂家已计划开发更新的系统与0201相兼容。
通孔组装仍有生命力
光电子封装正广泛应用于高速数据传送盛行的电信和网络领域。普通板级光电子器件是“蝴蝶形”模块。这些器件的典型引线从封装四边伸出并水平扩展。其组装方法与通孔元器件相同，通常采用手工工艺—－引线经引线成型压力工具处理并插入印板通路孔贯穿基板。
  处 理这类器件的主要问题是，在引线成型工艺期间可能发生的引线损坏。由于这类封装都很昂贵，必须小心处理，以免引线被成型操作损坏或引线-器件体连接口处模 块封装断裂。归根结底，把光电子元器件结合到标准SMT产品中的最佳解决方案是采用自动设备，这样从盘中取出元器件，放在引线成型工具上，之后再把带引线 的器件从成型机上取出，最后把模块放在印板上。鉴于这种选择要求相当大资本的设备投资，大多数公司还会继续选择手工组装工艺。 
   大尺寸印板（20×24″）在许多制造领域也很普遍。诸如机顶盒和路由/开关印板一类的产品都相当复杂，包含了本文讨论的各种技术的混合，举例来说，在这一类印板上，常常可以见到大至40mm2的大型陶瓷栅阵列（CCGA）和BGA器件。