器件微型化及环保风重塑网板设计规则,活跃精细印制工艺

本文作者:admin       点击: 2006-12-12 00:00
前言:

电子产品已经成为我们日常生活的一部分,而且渗透性将会越来越大。消费电子产品现正推动着超过50%的集成电路营销收益(2005年ITRS蓝图数据),并会持续增长,但是这个趋势也会使得市场更加难以预测。

大部分市场研究机构都预测2007年半导体行业将持续增长。成功的从增长较慢的2005年过渡而来,2006年是产业表良好的一年。预测有较高增长的原因是由于诸如个人电脑、数码相机、数字电视及MP3等,所有这些产品的价格都变得相宜,使得电子产品的销售额大幅增长。但是,计算机和电子产品的变化速度(当中芯片起着重要的作用)使我们很难提前几个月做出精确的预测。

然而可以肯定的是,2008年北京奥运会为我们行业带来的商机,主要是由国内外市场对广播和电信的需求增长所带动。随着3G手机现已推出,移动电话变得越来越小,但功能却越来越多,因此需要更小和性能更好的无源器件,以及能够显示广播质量图像的屏幕。反之,影音设备如使用阴极射线管的电视机,正从旧式的通孔技术转向最新一代等离子体和液晶显示器的表面贴装技术,我们都知道这些装置的屏幕尺寸将超过30英寸。

与此同时,在整个供应链上存在很大的成本压力。器件设计人员、系统设计人员及制造公司之间将要求更大程度的整合(这会慢慢地进行),以及需要更大的制造能力/灵活性/快捷性──而这正是DEK能够通过其高度灵活的批量挤压印刷平台提供协助的地方。在半导体装配产业中,我们面临的挑战是器件的微型化趋势加上高产量和高良率的要求,同时要为大型系统提供最高水平的精度。这种综合的要求对我们产品的用户及DEK自身而言都是一个艰巨的挑战。

中国一举一动,成举世瞩目焦点

随着北京奥运会临近,全世界的目光都将投向中国,中国不仅需要关注,而且更可以需要解决这个成为每日新闻条目的环境问题。RoHS指令对电子工业界的意义和影响深远,它推动制造厂商走向对环境负责任的制造,但同时对供货商和用户来说都是个挑战。

无铅工艺为客户带来的挑战,主要与知识、理解和经验有关。为了使客户取得这些无形但必要的条件,DEK举办了许多实用的无铅工作坊,协助客户工程师从中取得实践的经验,在真正的无铅工艺中执行优化、维护和故障排除等工作。而且,所有这些经验都可以在脱机的环境下取得,远离繁忙的生产车间,因此更有利于于学习和实践。这些工作坊都由经验丰富的技术专家小组主持,包括DEK的全球应用工艺工程师,他们对于机构内大部分的无铅知识都了如指掌。DEK也独立地研究了无铅材料使用的各个方面,包括焊膏、元件端子和电路板表面处理,及其对于网板设计和工艺优化的意义。

在技术方面,锡银合金最有希望替代可靠的锡铅低共熔焊料,但熔点较高,因此我们相信最受RoHS指令影响的环节是回流。正如贴装设备一样,回流过程也需要变化,因为无铅合金产生的湿润力较小是众所周知的。湿润力可以把组件拉到胶点中心,从而修正微小的贴放偏差。根据通用IPC标准,使用锡铅焊膏时,相对于焊盘的位置允差为50%。尽管现在没有任何类似的数据可以用来推导无铅工艺的相应参数,但我们确信无铅的位置允差一定更小,因此需要更新颖的高精度贴装设备加以补偿。

就丝网印刷而论,无铅可能迫使人们修改公认的网板设计规则。如果采用常规的网板印刷无铅焊膏,焊膏转印效率就会降低。改变开孔特征,特别是长、宽、深之比,有助于弥补效率的损失。焊膏转印效率的减小还使ProFlow之类的封闭式印刷头技术倍受关注。面对焊膏转印效率降低的挑战,优化网孔充填变得至关重要。而且,无铅焊膏含锡较多,增加了焊膏成本,焊膏浪费最小化重新引起关注。在这一方面,全封闭印刷头依然是合适的解决方案,它能防止焊膏变质和污染而导致的大量焊膏废弃。

真正决定丝网印刷工艺能否无铅兼容的是知识──安装正确的设备并进行正确的参数设置的知识、掌握某种牌号或配方的焊料在主流工艺条件下性能表现的知识。然而,如同贴装机必须提高精度一样,丝网印刷平台也必须提供更高的精度,为此DEK提供多种多样的平台,以满足用户的特殊需要。

新刷机关系电路版质量

今年DEK在大中国地区的主要新闻都是在技术和商业方面的。客户可以从我们新推出的Horizon APi和DEK Photon两款新型印刷机获益,以及通过我们扩展的网板系列及在深圳开设新的区际备件中心而受惠。安装在Photon和Horizon APi印刷机上的创新型DEK Instinctiv用户界面能协助操作者迅速及准确地建立复杂的工艺,即使只有很少的机器或工艺经验也可,都能够得到可靠的一次印刷合格率,甚至满足最严苛的电路板要求。Instinctiv还可节省宝贵的NPI(新产品导入)时间。
  
Horizon APi
Horizon APi结合备受欢迎的Horizon系列的强大功能和高产能特点,以及DEK创新的Instinctiv用户界面,成功提供高速的配置、良好的精确度和可重复性。Horizon APi具备高水平的功能性,并提供少于10秒的核心周期、1.6Cpk@25μm的可重复性、少于10分钟的设置时间,以及少于2分钟的产品转换时间;可让大中国区的制造厂商组装具备最新封装和外形的半导体器件,以及外形尺寸超小的SMD无源元件。
Horizon APi采用便利的翼型机盖以实现最佳操作,并具有Horizon机型通用的优化印刷机机架,并能与DEK的VectorGuard网板系统兼容,使其成为亚洲区内OEM和ODM厂商既安全又具备空间效率的一个方便的选择。VectorGuard是框架安装型箔板,具有易于运送、管理、存储和更换的优点,比较标准的固定安装型网板更易于存储和管理。通过采用这种可适应的高效框架系统,Horizon APi可接纳最大29英寸×29英寸的全尺寸网板,以及最大尺寸为508mm×508mm的电路板。Horizon APi还提供多种生产力增强选件,可由制造商个别设定以满足其特殊的生产和工艺需求。
  
DEK Photon
DEK全新的Photon高速、高性能印刷机速度之快,俨如有两台机器在工作,却只占用标准尺寸的机身面积。Photon是傲视同侪的高速、高性能印刷机,采用优化的印刷机机架,能提供更高的精度和重复性,以及包含所有印刷变量真正的6-sigma工艺平台(@ ± 25 μm)。

DEK Photon的核心周期仅为4秒,其产能是其它机器平台的两倍,却只占用标准尺寸的机身面积。Photon拥有如此高产能的原因,在于具备DEK尖端的技术和富创意的工程理念,包括DEK的快速输送技术(RTC);方便易用的Instinctiv用户界面;优化的印刷机机架技术;以及DEK的智能化可延展控制局域网络(ISCAN)技术。此外,Photon也充分发挥了DEK的其它成熟技术,例如利用高速同步模式识别技术来缩短基准点瞄准和电路板对准时间;以及利用优质的绝对位置编码器实现精确和可重复的印刷,即使针对晶圆级芯片级封装(CSP)和01005元件的器件亦然。
  
封装创新牵动印刷工艺

今年DEK在大中国区的另一项关键宣布对区内的用户群有很大的影响。2006年,DEK扩展了网板产品,引入了Platinum品牌网板系列,以满足高端市场中新兴市场区间的需求。DEK最新的Platinum品牌产品将包含整个MicroStencil产品系列,与DEK现有的创新网板技术相辅相成,为这些地区的客户提供尖端的网板技术以进行超精细间距印刷。

DEK Platinum网板技术非常适合各项要求极高的制造应用,包括BGA、直接芯片粘贴、倒装芯片和晶圆级封装。该技术将超精细图形印刷提升至新的水平,能够实现间距为50?m的20?m孔径产品。Platinum网板更发挥了电铸成形技术的潜力,为客户提供特别光滑的孔壁以实现高效的焊膏转移,即使采用方形网孔也一样。新网板以非常成功的VectorGuard形式提供,也可以按传统的网框形式提供。

DEK更进一步实践对于区内的承诺,在中国深圳开设全新的区际备件中心,全力为华南地区客户提供更快捷方便的服务。全新的区际备件中心为DEK在华南地区的客户提供更加“本地化”的服务,大大提升备件的付运能力,达到7天/周、24小时/天的水平。DEK在缩短响应时间和增加国内备库存方面的进一步投资,正好证明了该区对我们客户业务和需求的重要性。这一新中心的成功建立就是DEK聆听客户需求例证。

同时,为了提高机器的可用性和利用率,Photon和Horizon APi的用户可从DEK的全球支持架构中获益,这包括享用DEK的区域技术中心和高度灵活的实施、应用和工艺研发服务;轻松进行机器的性能升级;每天24小时的优质耗材使用;以及24小时全球联网的DEK咨询服务和以互联网为基础的线上援助。随着市场发展的迅速步伐,DEK在末来几年的产品和技术蓝图将集中于以下方面:
● 以Galaxy和Photon平台为主的芯片粘接/贴装系统
● 以Galaxy和Photon平台为主的成型/封装
● 以Horizon APi、Infinity APi、Hoz 02i平台为主的焊膏涂敷系统
● 以Galaxy和Photon平台为主的晶圆凸起系统
● 以Photon、Infinity APi、Horizon APi、Hoz 02i和ELAi平台为主的粘合剂/环氧、芯片贴装/混合物/底部充填

消费电子产品将继续要求更好的功能性和可靠性,同时向着更小、更轻、更廉价产品的方向开发,这些因素正好推动装配和封装技术的创新。新型的封装设计发展几乎是日新月异!我们将看到大量的SiP(系统级封装)、SoC(系统级芯片)以及3D封装。为了满足前述需求,我们将继续关注封装的高速增长。