电子封装课件：电子制造与电子封装.ppt

尽管贴片机的精密和技术复杂程度低于光刻机，但贴片机对于速度、效率和柔性的要求一点也不逊于光刻机。在电子组装领域，贴片机是典型的高速度、高精度、高效率的专用电子设备；贴片机在整个工艺流程中对生产效率、产品质量具有关键作用。贴片机实际上是一种精密的工业机器人系统，它充分发挥现代精密机械、机电一体化、光电结合以及自动化技术与计算机控制技术综合的高技术成果，实现高速度、高精度、智能化电子组装制造。（2）贴片机的发展贴片机从20世纪70年代末诞生以来，其贴装要求（主要是速度和精确度的要求），随着电子信息产业的高速发展以及元器件的微小型化和高密度组装的发经今非昔比对于用于批量生产的主流贴片机而言，迄今从技术上经历了3代发展。第一代贴片机是在20世纪70年代到80年代初期，采用的机械对中方式决定了贴装速度低（1-1.5s/片），贴装准确度也不高（X-Y定位±0.1mm），但已经具备了现代贴片机的全部要素，适应当时的元器件水平和组装技术的要求。20世纪90年代出现的第二代贴片机，采用光学对中系统，使贴片速度和精确度大幅度提高，并在发展过程中逐渐形成以贴装片式元件为主、注重贴装速度的高速机（又称CHIP元件贴装机或射片机）和以贴装各种IC、异型元件为主的多功能机（又称泛用机或IC贴装机）两个功能和用途明显不同的机种；高速机的贴装速度已经达到0.06s／片的数量级，接近机电系统的极限；多功能机则可达到贴装节距为0.3mm的QFP的水平，可以贴装所有IC和异型元件。但随着SMT高速发展和元器件的进一步微小型化，这一代贴片机逐渐力不从心，已经逐渐退出主流生产厂商的视野。第三代贴片机是20世纪90年代末开始，在SMT产业高速发展和电子产品需求多元化、品种多样化的推动下发展起来的。一方面，各种IC新的微小型化封装和0402片式元件对贴片技术提出更高要求，另一方面电子产品的复杂程度和安装密度的进一步提高，特别是多品种小批量的趋势，促使贴装设备适应组装技术和封装需求催生出第三代贴片机。（3）第三代贴片机特点--高性能和柔性化将高速机和多功能机合二为一。通过模块化／模组式／细胞机的灵活结构，只需选择不同的结构单元即可在一台机器上实现高速机和泛用机的功能。例如实现自0402片式元件至50mmX50mm、0.5mm节距集成电路贴装范围和150000片/h的贴装速度。兼顾贴装速度和准确度。新一代贴片机采用高性能贴片头、精密视觉对准、高性能计算机软硬件系统，例如在一台机器上实现45000片／h的速度和4Sigma下50μm或更高的贴装准确度。模组型高速多功能贴片机高效率贴装。通过高性能贴片头、智能供料器等技术使贴片机实际贴装效率达到理想值的80%以上。高质量贴装。例如通过Z向尺寸准确测量和控制贴装力，使元器件与焊膏接触良好，或者应用APC控制贴装位置，保证最佳焊接效果。单位场地面积的产能比第二代机器提高1-2倍。可实现堆叠组装(PoP)。智能化软件系统，例如高效率编程、可追溯系统。现代电子制造装备的发展趋势与特点现代电子制造装备的发展趋势与特点，可以用“三高三化”来概括，即高精度、高效率、高集成、柔性化、智能化、绿色化。1.高精度高精度也称为“高精细”或“精密化”。它一方面是指对产品、零件的精度要求越来高，另一方面是指对产品、零件的加工精度要求越来越高。有了前者，才要求有后者；有了后者，才促使前者得以发展。近半个多世纪来，微电子工艺尺寸从数十微米、微米级亚微米级直到纳米级。电子元件制造误差，一般晶体管50μm，一般磁盘5μm，一般磁头磁鼓0.5μm，集成电路0.05μm，超大型集成电路达0.005μm，而合成半导体为1nm。在现代超精密机械中，离子束加工可达纳米级，借助于扫描隧道显微镜（STM）原子力显微镜的加工，则可达0.1nm。即使在尺寸精度要求相对低的组装加工中，由于01005片式元件及0.4mm或0.3mm节距封装的使用，对相应涂覆和贴装设备要求也达到微米级，且是高速运动中的定位精度。精密化的另一个要求是微电子制造的“三超”：超净，加工车间尘埃颗粒直径小于1μm，颗粒数少于0.1ft3（立方英尺）；超纯，芯片材料有害杂质，其含量小于十亿分之一；超精，加工精度达纳米级。2.高效率高效率就是提高生产效率，缩短加工周期，增加产能。提高效率的主要途径是自动化，就是减轻人的劳动，强化、延伸、取代人的有关劳动的技术或手段。从自动控制、自动调节、自动补偿、自动辨识等发展到自学习、自组织、自维护、自修复等更高的自动化水平。信息化、计算机化与网络化，不但极大地解放了人的体力劳动，更为关键的是有效地提高了脑力劳动和自动化的水平，解放了人的部分的