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[導(dǎo)讀]將物品或機(jī)器零部件快速、準(zhǔn)確地放置到規(guī)定位置,是工業(yè)系統(tǒng)中各種制造和裝配常見的一個(gè)工序或運(yùn)行流程。例如,在半導(dǎo)體集成電路封裝中,在半導(dǎo)體封裝技術(shù)中將己經(jīng)制造完成的芯片從劃片薄膜上取下,放置到引線框架或

將物品或機(jī)器零部件快速、準(zhǔn)確地放置到規(guī)定位置,是工業(yè)系統(tǒng)中各種制造和裝配常見的一個(gè)工序或運(yùn)行流程。例如,在半導(dǎo)體集成電路封裝中,在半導(dǎo)體封裝技術(shù)中將己經(jīng)制造完成的芯片從劃片薄膜上取下,放置到引線框架或封裝襯底(基板)上的設(shè)定位置上,以便進(jìn)行下一步引線鍵合或其他互連工序,稱為裝片(Die Attaching),實(shí)際也是一種貼裝技術(shù)。由于在封裝技術(shù)中,芯片外形和拾取性能相對(duì)變化不大,就裝片工序相對(duì)于其他復(fù)雜而精確度要求很高的工序來說并不是技術(shù)關(guān)鍵,而且裝片通常是和鍵合機(jī)組合為一種設(shè)備,因而在封裝技術(shù)中,貼裝的重要性遠(yuǎn)不如組裝技術(shù)。但是這兩種貼裝技術(shù),工藝要求和設(shè)備原理實(shí)質(zhì)上是一樣的,只不過封裝技術(shù)中的裝片從設(shè)備精確度到工藝要求都要比組裝技術(shù)高。但是近年來,隨著高密度高精度組裝技術(shù)的發(fā)展,封裝技術(shù)和組裝技術(shù)界線開始模糊,組裝技術(shù)開始與封裝技術(shù)交叉融合,封裝級(jí)精確度的貼片機(jī)開始應(yīng)用于組裝技術(shù)。分別如圖1(a)和(b)所示。

就貼裝技術(shù)本身的工作原理和要求而言,實(shí)際上是相當(dāng)簡單的。用一定的方式把SMC /SMD(表面貼裝元件和表面貼裝器件)從它的包裝中取出并貼放在印制板的規(guī)定的位置上。但是在工業(yè)系統(tǒng)迄今很少有其他工藝要求可以與SMT中的貼裝技術(shù)相比。貼裝對(duì)象(SMC/SMD)的幾何尺寸和形狀、表面性質(zhì)和重量的范圍,貼裝速度及貼裝準(zhǔn)確度的要求,與其工作原理相比是天壤之別。貼裝元器件多樣性如圖2所示。

封裝技術(shù)中的裝片

圖1(a)封裝技術(shù)中的裝片——將芯片裝到引線框架上

電子組裝中的貼片

圖1(b)電子組裝中的貼片——將元件貼放在印制板的設(shè)定位置

貼裝元器件多樣性

圖2 貼裝元器件多樣性

貼裝技術(shù)的特點(diǎn)如下所述。

(1)貼裝對(duì)象——表面貼裝元器件

表面貼裝元器件的種類:幾乎涵蓋了傳統(tǒng)電子元器件的全部。圖2所示僅是其中一部分。

表面貼裝元器件的體積:以片式元件為例,常用的片式電阻從6.14 rnnf(3216)~0.0096 3m(0402),相差約640倍。如果與不同種類的相比,例如,表面貼裝變壓器或接插件,相差成千上萬倍數(shù)。

表面貼裝元器件的頂面材料:陶瓷、金屬及各種塑料等多種表面平整度和光潔度各不相同的材料。

(2)貼裝速度

由于一塊電路板上少則幾種、幾十個(gè)元器件,多則幾十或幾百種,數(shù)百到數(shù)千個(gè)元器件,而這些元器件只能一個(gè)一個(gè)地貼裝,因此為了提高效率,日前每個(gè)元器件貼裝的時(shí)間已經(jīng)縮短到0.06 s左右(片式元件),已經(jīng)幾乎達(dá)到機(jī)械結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度的極限。

(3)貼裝精確度

由于組裝密度不斷提高,0.4節(jié)距IC和0402元件的應(yīng)用,對(duì)貼裝精確度要求越來越高。采用機(jī)、光、電和軟硬件綜合技術(shù),使現(xiàn)在貼裝精確度已經(jīng)可以達(dá)到3 Sigma下15μm的精度(Cpk值1.33),一部分細(xì)小元件和細(xì)節(jié)距IC貼裝精確度甚至要求4 Sigma下50μm或更高。元件與元件、元件與器件之間的距離達(dá)到0.1 mm的量級(jí),意味著SMT貼裝精確度指標(biāo)已經(jīng)與封裝技術(shù)要求在-個(gè)水平線上。

(b)細(xì)小片式元件

(4)貼裝承載電路板

承載貼裝元器件的電路板與貼裝技術(shù)相關(guān)的主要是幾何尺寸和板厚方向的剛度。電路板的面積從最小的可以不足1 cm2,最大超過4 000cm2,而決定電路板板厚方向的剛度的厚度尺寸,其變化范圍則從小于0.5 mm到超過6 mm(剛性板)。

由于SMT貼裝技術(shù)中從表面貼裝元器件到承載電路板種類、幾何尺寸及影響貼裝的參數(shù)眾多,貼裝精確度已經(jīng)達(dá)到納米數(shù)量級(jí),而貼裝速度則接近機(jī)械運(yùn)行的極限,因而貼裝技術(shù)對(duì)設(shè)備要求非常高??梢院敛豢鋸埖卣f,貼裝技術(shù)是表面組裝技術(shù)關(guān)鍵,而作為表面貼裝設(shè)備的貼片機(jī),在貼裝技術(shù)中的決定性作用是其他技術(shù)無法比擬的。



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