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电子产品小型化对下一代SMD技术的影响

发布时间:2024-06-14 发布时间:
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  电信设备和计算机外设等高端电子产品的功能越来越强,它们的尺寸和重量却在不断缩减,这只有通过元器件和系统基底的集成化和小型化才能得以实现。与此同时,终端产品的多样化程度也在不断增加,而产品的面市时间却在不断缩短。所有这一切都意味着生产设备的灵活性正在成为日益重要的决定性因素。

  小型化和灵活性是SMD技术的两大驱动力量。元器件和系统基底的小型化对SMD贴装机提出了更高的精度要求,随着现有的工艺已接近其应用的极限,对新工艺的需求迫在眉睫。由于新型终端电子产品需要应用先进的元器件及相应工艺,而且其开发和面市规划都具有不确定性,因此高精度SMD贴装设备必须采用高度模块化、灵活、可扩展且可升级的平台结构。

  计算机和电信产品正不断将因特网应用和数字成像等功能集成到产品中,这些高端产品决定了先进元器件、基底及贴装工艺的发展。由于全球电子行业的激烈竞争,只有那些能以最快速度创新和提供多样化优秀产品的公司才能获胜。这预示着,处理小型化元器件和灵活性的能力对SMD贴装设备供应商至关重要。

  小型化的最大困难在于基底。为获得极高密度的线路板,线分辨率必须降得很低很低,顶层和内层之间的互连将由焊盘上的微通孔(micro-vias)完成,而这需要基底采用层结构。随着特细间距元器件的使用,其相应引脚的准确定位需要局部基准,这些基准可在距其它图案模式不远的小范围内找到。

  在线路板连续构成的情况下,微通孔可能出现在焊接区域,因此当图案模式被用做局部基准时这可能也是一种障碍。所以,可选用不同图案模式作为局部基准这种灵活性也是一种优势,因为这样就不必专门定义局部基准。

  若分辨率要求很高,线路板尺寸就必须减小,这时陶瓷基底就显得特别重要,尤其是MCM(多芯片模块)的生产。为了实现更进一步的小型化,包含嵌入式元器件的基底正得到越来越广泛的采用,像LTCC(低温合成烧结陶瓷)等。对SMD贴装设备制造商来说,如何处理极薄线路板或灵活基底是很大的挑战。印刷线路板的发展趋势见表1。从表1可以看出,线分辨率、基底厚度和基底大小都在减小,而层数、微通道数和元器件密度却在增加。

  元器件的发展趋势

  无源器件变得越来越小,分立无源器件即将达到可制造性的极限。对于大批量贴装应用来说,0201器件(0.6 x 0.3mm)仍是最小的。下一步,分立器件将被集成进所谓的集成无源器件中,或集成进到嵌入式无源器件的基底中。

  这些集成无源器件将会在器件的底面突起焊球,而不是在器件的周围引出引脚,其焊点间距也会越来越小。周边引脚的IC器件(如SO和QFP等封装器件)的引脚间距仍在现有间距(最小0.3mm)附近保持稳定。然而,考虑到强度和工艺牢固性等原因,这些器件批量应用的实际最小间距可能为0.4mm。为了进一步减小封装尺寸,像BGA和CSP等区域阵列形式的封装类型正大受欢迎,而倒装器件的包装也将从饼干状转向带状和/或圆片状。


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