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    Mini LED倒装芯片封装工艺清洗合明科技分享:Mini LED 商业化进程加速,封装环节弹性突出

    Mini LED倒装芯片清洗合明科技分享:Mini LED 商业化进程加速,封装环节弹性突出本期内参来源:安信证券原标题:《Mini LED 系列报告:商业化进程加速,封装环节弹性突出》作者:马良 薛辉蓉直下式背光 Mini LED具备高分辨率、HDR、寿命长、高发光效率、高可靠性等优点,可应用于手机、电视、汽车等笔电及液晶面板的背光源。随着封装等生产技术走向成熟,良率及成本问题的改善为终端应用创造条件。目前,苹果、三星等消费电子龙头企业开始加速布局 Mini LED 产品,风向标引领作用下,未来终端渗透率有望加速。预计 2023 年 Mini LED 背光市场规模将达约 11 亿美元,显示市场规模将达到 6.6 亿美元。Mini LED 商业化进程加速2019 年以来,TCL、小米、华硕等消费电子品牌陆续发布旗下 Mini LED 背光产品,涵盖电视、显示器、笔电等多个领域。其中具有重要风向标作用的苹果、三星等公司旗下 Mini LED 产品均预计将于 2021 年发布,龙头带领下,Mini LED 产业有望崛起。▲部分终端厂商 Mini LED 产品推出情况具体来说,苹果具有清晰的 Mini LED 产品路线图。苹果高度重视 Mini LED 的应用,产品路线图规划清晰。2019 年 6 月,苹果发布搭载 Mini LED 背光技术的 6K Pro Display XDR 专业级显示器;据 Digitimes 报道,预计 2021 年 Q1 苹果将发布搭载 Mini LED 背光的 12.9 寸 iPadPro产品;未来苹果将进一步推出采用 Mini LED技术的产品,如14.1寸及16寸 Macbook Pro,搭载 Mini LED 背光的 Macbook Air 则预计于 2022 年发布。▲苹果 Mini LED 产品路线图三星亦已加码 Mini LED 背光产品。据 Digitimes 及 ET News 消息,三星已斥资 400 亿韩元(约合人民币 2.4 亿元)于越南建立 50 余条 Mini LED 产线,用于生产 Mini LED 背光电视。另据三星电子,公司于 2021 年 1 月 7 日发布 Neo QLED 电视,包括 8K(QN900A)和 4K(QN90A)两种机型,该电视将采用由量子矩阵技术精确控制的量子点 Mini LED 光源。▲三星发布 2021 款 Neo QLED 电视P0.9 正式进入规模商业化,室内需求方兴未艾。LED 屏在 2001 年后随 SMD 技术问世开始真正大规模应用,2010 年开始出现小间距产品,LED 直显从户外拓展到了室内场景,MiniLED 出现后,结合 COB/IMD 封装的优势,LED 像素点进一步缩小,对应的终端产品的显示效果进一步提升,在室内直显领域进一步取代原有的 LCD 产品。▲ P0.9 正式进入规模商业化产品迭出,厂商发力布局 Mini LED 显示。目前 Mini LED 直显已应用于光电、会议、工程等场景,据公司官微,洲明科技推出的 Umini 系列 Mini LED 显示产品已应用于深圳市委电子政务等项目;商业显示市场,据国星光电官网信息,TCL 发布的 132″4K 高清显示屏“The Cinema Wall”,采用 Mini LED 技术打造。▲ 洲明科技 Umini 系列▲ TCL“The Cinema Wall”显示屏Mini LED在背光及直显领域都具有一定技术优势。直下式背光Mini LED具备高分辨率、HDR、寿命长、高发光效率、高可靠性等优点,可应用于手机、电视、汽车等笔电及液晶面板的背光源。而 RGB Mini LED 显示产品采用倒装 COB 或 IMD 技术,克服了正装 SMD 封装的打线、可靠性、像素颗粒化等缺陷,为像素间距进一步微缩化提供技术条件,显示产品具备更高分辨率、低亮高灰等优点,且搭配柔性基板可实现柔性显示。▲不同显示技术性能对比为实现 Mini LED 技术优势,可靠性成为重点。Mini LED 背光技术方案中灯珠的数量从几千到几万不等,较传统 LED 背光的灯珠数量提高了几个量级,而显示领域随间距缩小,所需灯珠数量也迅速提高。但从产品质量角度考虑,在数量提高的同时,原则上又要求 Mini LED的使用失效率逼近 0 PPM,因此对 Mini LED 的可靠性要求大幅提高。▲显示领域中,灯珠数量随点间距缩小迅速扩大而传统 SMD 技术在灯珠缩小时封装死灯率、虚焊率上升,使得可靠性降低,在 P1.0 以下劣势明显,因此 Mini SMD、COB/COG、IMD 等封装技术开始在业界采用:(1)Mini SMD 主要应用于 Mini LED 背光生产。Mini SMD 又称为“满天星”,主要优点包括:LED 器件的方案更为成熟,可靠性更高,成本也相对可控,且容易维护;同时,能够降低 PCB 板的精度要求,从而降低 PCB 板的成本,在大尺寸、大 OD 值上具备一定的成本优势。▲Mini SMD 技术优势(2)COB/COG 封装具有高效率、低热阻、更优观看效果、防撞抗压高可靠等优点。COB/COG进行集成化封装,使用环氧树脂将若干灯珠直接封装在 PCB 板或玻璃基板上,因此无需支架和回流焊,在高密度 LED 密布下具有显著优势,可应用于背光及直显两大领域。▲SMD 与 COB 封装结构差异▲ COB 封装实现更高亮度与更大观看范围(3)IMD 封装是 SMD 与 COB 的折中技术。COB 封装仍然存在一定的技术难点,主要包括墨色一致性难以控制、维修困难,正装工艺下固晶良率低、倒装工艺下精度要求高等。IMD封装通过对 SMD 及 COB 技术进行折中应运而生:一方面,IMD 封装以结构集成方式,一定程度克服了 SMD 在极小间距下的密布灯珠逐个焊接封装的可靠性问题,提升屏幕抗磕碰能力,并克服了 SMD 产品难以避免的像素颗粒化问题,提高画面细腻程度;另一方面,IMD 封装克服了 COB封装单个模块晶体过多而带来的一致性、坏点维修、拼接缝等问题,且降低材料成本。▲IMD 技术优势技术局限外,过去 Mini LED 商业化落后于预期又受制于良率与成本问题:(1)Mini LED 的发展较预期有所滞缓,很大程度受芯片微缩下,量产良率问题解决迟滞所致。如从 P0.9 发展到 P0.5/0.4,在都采用倒装工艺的前提下,COB 技术一次封装制程良率从 80%-90%迅速下降至 60%-80%,而 IMD 技术亦有显著的下降趋势。▲一次封装制程良率随芯片微缩递减(2)成本高企是 Mini LED 大规模应用的关键制约因素。Mini LED 应用灯珠数量迅速扩大,而灯珠成本受良率制约处于相对高位,导致 Mini LED 产品价格居高不下。在小间距显示中,P0.9 产品价格显著高于 P1.25 及以下规格产品。从背光应用来看,以苹果 12.9 寸 iPad Pro为例,由于预计采用近 10000 颗的 Mini LED 芯片作为背光源,因此仅 LED 芯片、PCB 背板、驱动 IC 等零组件成本便占据较大比重,再加上测试分选以及打件等制程,据集邦咨询推算,现阶段 Mini LED 背光显示器成本仍高于 100 美元,其中 Mini LED 背光模组成本就占六成以上。▲小间距 LED 产品价格随间距缩小递增▲ Mini LED 背光模组占成本比重六成以上随着供给端技术成熟,良率及成本问题有显著改善,创造 Mini LED 商业化应用条件。随着技术成熟,Mini LED 量产良率问题已有明显改善,据 WitsView,晶电预计自 2020Q4 起,2-3 个季度左右时间便可实现 Mini LED 良率突破 90%;国内企业如兆驰股份 Mini LED 封装批量生产良率已达 99.5%。良率优化下,Mini LED 成本问题也有明显改善趋势,国星光电预计其 IMD 封装成本将于 2021 年 Q3 实现 P0.9 整屏<4 万元/m2。而背光方面,集邦咨询预估每年 Mini LED 背光显示器成本将以 15~20%的幅度下降,在 2022 年将有机会低于 OLED显示器,具备市场竞争力。良率与成本问题的优化,为 Mini LED 终端应用渗透创造条件。▲国星光电 P0.9 显示屏成本路线图Mini LED 产品有望获得较长的存在周期。Mini LED 曾经一度被认为是 Micro LED 量产前的过渡产品,但 Micro LED 受限于微缩制程、巨量转移等技术瓶颈,在技术、行业及周期上短期内难以实现商业化。据行家说 talk,从时间长度上看,至少 5 年内 Mini LED 还将会是 LED显示界主流研究技术路线,Mini LED 与 Micro LED 格局上不会发生汹涌的替代。从下游市场来看,背光+显示双轮驱动,Mini LED 应用市场空间广阔:多元化背光应用前景广阔,背光市场受益 Mini LED 有望再增长。2010-2013 年,在海兹定律驱动下,LED 亮度提升、价格下降,LED 背光渗透率迅速提升,市场规模扩大。2013 年后 LED 背光出现饱和,而 OLED 等对 LED 背光具有替代效应,市场占比大幅下滑。据 GGII,随着 Mini LED 在背光终端渗透,预计 Mini LED 背光市场 2023 年将达到约 11 亿美元,带动背光市场整体复苏。▲2009-2019 年中国 LED 应用市场规模及背光占比▲ Mini LED 背光市场规模Mini LED 适逢室内大屏技术替代机遇。据行家说 talk,2020 年 P0.9 开始有明显产值贡献,至年底市场需求可达 1000 平米/月,预计 2021 年 P0.9 市场需求可达 2000-3000 平米/月。总体来看,据国星光电,预计 2023 年 Mini LED 显示的市场规模可达 6.6 亿美元,20-23 年CAGR 达 35.55%。▲ Mini LED 显示市场规模芯片及封装作为供应链的前端,受益于 Mini LED 商业化加速,市场空间有望扩张。据晶电估计,芯片端放量基本要提前于下游新品发布约 3-4 个月,因此 Mini LED 在下游的渗透加速使芯片及封装龙头企业率先受益。据行家说产业研究中心测算,在渗透率达到 10%时,Mini LED 芯片需求将达到约 87.81 万片/月(折合 2 寸片) 。▲Mini LED 芯片需求测算(万片/月)中上游产业链加速布居Mini LED 产业链可分为上游的芯片研发生产,中游的芯片封装,以及下游的应用等三大环节:上游产业主要包括衬底材料生产、外延片加工以及 LED 芯片制作等主要环节,市场主要参与者包括国内企业如三安光电、华灿光电、澳洋顺昌等,海外企业如晶电、隆达等;中游主要为芯片封装,市场参与者主要包括国内企业如国星光电、鸿利智汇、瑞丰光电、兆驰股份等,海外企业包括宏齐、东贝、亿光电子等;Mini LED 下游主要应用于背光和显示市场,背光应用涵盖电视、显示器、笔电、平板电脑以及车载显示器等主流设备。▲Mini LED 产业链终端渗透带动 Mini LED 产业链放量。作为全球前列的消费电子品牌,苹果和三星有非常强势的风向标作用。随着消费电子龙头企业的加入,业内竞争对手在未来几年内推出类似产品的可能性大增,Mini LED 背光终端渗透率有望提升,而 Mini LED 在显示领域亦稳步推进。中上游产业链为满足下游需要,整体 Mini LED 产业链有望实现突破放量。据 LEDinside 统计,2020 年 Mini/Micro LED 显示技术相关项目总规划投资约 252 亿元,共有 24 个项目立项,其中有 12 个是十亿级大项目,几乎涵盖产业链的设备、芯片、封装、面板、显示屏等所有环节。▲苹果 iPad Pro 量产单将带动 Mini LED 产业链放量具体来看,在 Mini LED 下游渗透加速的背景下,作为 Mini LED 产业链中上游的芯片及封装环节,正在持续加码 Mini LED 布局:1)芯片端:三安光电、华灿光电、乾照光电等 A 股上市公司均有 Mini LED 扩产计划。其中,据鄂州新闻网,三安光电预计 2021 年 3 月投产 Mini/Micro 显示芯片产业化项目;另据公司公告,华灿光电、乾照光电均募集资金用于 Mini/Micro LED 等研发与制造项目。据台湾工商时报,晶电作为苹果产业链的一环,大客户量产单推动下中国台湾地区已有 50%产能切换至 Mini LED,预计 21 年 Q1 实现 95%产能转换。2)封装端:据公司公告,鸿利智汇在广州花都区的 Mini/Micro LED 半导体显示项目一期已经正式投产,设计产能达到 75 寸电视背光每月 2 万台,P0.9 直显产品产能每月 1000 平方米;亦已正式签约二期项目,设计产能 75 寸电视背光每月可达 16 万台,P0.9 每月达到10000平方米。据公司官微,国星光电IMD产能已达1000KK/月,计划2021年Q1 达2000KK/月。其他厂商包括兆驰股份、瑞丰光电、宏齐以及东贝等均有 Mini LED 扩产计划,加码 MiniLED 布局。▲产业链持续加码 Mini LED 布局鉴于封装在 LED 产业链中所处中游环节以及价值量所占比重、市场格局逐步走向集中化的趋势以及封装技术在 Mini LED 产业链的重要作用,我们认为封装产业将成为 Mini LED 产业链的弹性首选,率先受益 Mini LED 创造的 LED 需求增长。一方面,我们认为 Mini LED 创造的需求增长将自下而上传递。目前来看,Mini LED 放量的核心仍是下游应用的突破,因此作为产业链中游的封装行业,将率先受益 Mini LED 需求增长带来的行业景气度回升。另一方面,回顾 LED 产业链价值分布,封装端市场规模约为芯片端 5 倍左右。据 CSA 数据,2019 年,中国 LED 封装市场规模约 959 亿元,同比-9.01%,约占 LED 市场的 13%,价值量约是芯片端的 5 倍。考虑到 LED 产业链价值占比,我们认为封装产业有望核心受益 MiniLED 渗透加速。▲2006-2019 年中国 LED 市场规模及封装市场同比增速LED 芯片行业集中度较高。根据 LEDinside 数据,2018 年中国大陆 LED 芯片企业收入已占到全球市场的 67%,同比提升 6 个百分点;另据 OFweek 统计,2018 年中国 LED 芯片市场中,前三大企业产能已占市场的 60%。▲2018 年全球 LED 芯片厂商收入分布(按地区)▲ 2018 年中国 LED 芯片市场产能竞争格局LED 封装行业集中趋势明显,龙头企业弹性值得期待。较芯片行业,封装端的集中度相对较低,据 LEDinsdie 数据,2018 年中国市场前十大厂商市占率约为 50%。但封装行业呈现明显的集中趋势,据 GGII,LED 封装行业企业数量自 2014 年达到峰值的 1532 家后,由于行业竞争加剧,众多中小型封装企业逐步退出市场,中国 LED 封装行业企业数量持续下降,预计 2020 年 LED 封装行业企业数量将会下降至约 500 家。基于行业集中度提高背景,封装行业龙头企业有望更多受益于 Mini LED 需求增长,弹性值得期待。▲2018 年 LED 封装市场市占率情况▲ 2010-2020 年中国 LED 封装企业数量封装决定 Mini LED 的应用方向。封装处于 Mini LED 产业链中游环节,不同的封装体系技术会选择相同的 LED 芯片,所以 LED 芯片具有被选择性。而不同的封装工艺会产生出不同等级的 Mini LED 显示面板,如 SMD 技术用于万级/十万级左右的显示屏生产,而 COB/COG可用于百万级以上的显示屏制造。▲封装技术决定 Mini LED 的应用方向封装是 Mini LED 可靠性问题的主要影响因素。LED 的像素失效分为内失效与外失效,两者占比约为 1:9。内失效主要是在像素胶体内部由 LED 芯片缺陷或 LED 芯片的封装工艺造成的;外失效主要被认为是封装器件引脚由 SMT 的焊接工艺缺陷造成的。因此封装技术是 MiniLED 的可靠性问题的主要影响因素。▲Mini LED 像素失效以外失效为主综合产业链环节、产业链价值分布、竞争格局以及技术特点,我们认为封装将是 Mini LED产业链中弹性最大的环节。封装技术在 Mini LED 生态中的重要性使其成为产业内不可或缺的一环,而作为上下游需求的交汇点,封装环节在终端放量的背景下有望率先实现突破。且封装产业价值量远超芯片端,而现阶段 Mini LED 封装产业产能处于起步阶段,短期内降价幅度有限,行业毛利值得期待。因此封装产业将成为 Mini LED 产业链中的弹性首选。据 LEDinside 数据,预计 2021 年 Mini/Micro LED 封装市场规模将达到 1.95 亿美元。▲2018-2024 年 Mini/Micro LED 封装产值以上一文,仅供参考! 欢迎来电咨询合明科技Mini LED倒装芯片封装工艺清洗剂/LED芯片焊后助焊剂锡膏清洗剂、CMOS焊接后清洗剂、FPC电路板清洗剂、SMT元器件封装工艺清洗剂、微波组件助焊剂松香清洗剂、车用IGBT芯片封装水基清洗方案,SMT电子制程水基清洗全工艺解决方案,汽车用 IGBT芯片封装焊后清洗剂,IGBT芯片清洗剂,IGBT模块焊后锡膏清洗剂,IGBT功率半导体模块清洗,SMT锡膏回流焊后清洗剂,PCBA焊后水基清洗剂,系统封装CQFP器件焊后助焊剂清洗剂、SIP芯片焊后清洗剂、BMS电路板焊后清洗剂,半导体分立器件除助焊剂清洗液、半水基清洗剂、IGBT功率模块焊后锡膏水基清洗剂、PCB组件封装焊后水性环保清洗剂、SMT封装焊后清洗剂、精密电子清洗剂、半导体分立器件清洗剂、SMT焊接助焊剂清洗剂、锡嘴氧化物清洗剂、PCBA清洗剂、芯片封装焊后清洗剂、水性清洗剂、FPC清洗剂、BGA植球后清洗剂、球焊膏清洗剂、FPC电路板水基清洗剂、堆叠组装POP芯片清洗剂、油墨丝印网板水基清洗全工艺解决方案、BMS新能源汽车电池管理系统电路板制程工艺水基清洗解决方案、储能BMS电路板水基清洗剂、PCBA焊后助焊剂清洗剂、组件和基板除助焊剂中性水基清洗剂、功率电子除助焊剂水基清洗剂、功率模块/DCB、引线框架和分立器件除助焊剂水基清洗剂、封装及晶圆清洗水基清洗剂、倒装芯片水基清洗、SIP和CMOS芯片封装焊后清洗剂、SMT钢网、丝网和误印板清洗除锡膏、银浆、红胶,SMT印刷机网板底部擦拭水基清洗剂、焊接夹治具、回流焊冷凝器、过滤网、工具清洗除被焙烤后助焊剂和重油污垢清洗剂,电子组件制程水基清洗全工艺解决方案。

  • 浅析 超声波夹治具清洗的原理和实际应用 合明科技

    浅析 超声波夹治具清洗的原理和实际应用 合明科技

    合明科技浅析 超声波夹治具清洗的原理和实际应用 随着科学技术的高速发展,超声技术已越来越多地应用于人们的生产和生活的各个领域。从超声测厚到超声诊断、治疗,超声波焊接,它已为人们所熟悉。但超声设备在夹治具清洗行业的应用,人们还不够熟悉和了解。运用于夹治具清洗的清洗方式一般为人工清洗、有机溶剂清洗、蒸汽气相清洗、高压水射流清洗和超声波夹治具清洗。超声波夹治具清洗被国际公认为是当前效率最高、效果最好的清洗方式,其清洗效率达到了百分之九十七以上,清洗洁净度也达到了最高级别。而传统的人工清洗和有机溶剂清洗的清洗效率仅仅为百分之六十到百分之七十,即使是气相清洗和高压水射流清洗的清洗效率也低于百分之九十。不论夹治具零件形状多么复杂,将其放入环保清洗剂内,只要是能接触到液体的地方,超声波的清洗作用都能达到。尤其是对于形状和结构复杂、人工及其它清洗方式不能完全有效地进行清洗的夹治具零件,具有显著的清洗效果。清洗时液体内产生的气泡非常均匀,夹治具零件的清洗效果也非常理想。超声波夹治具清洗可根据溶剂的不同达到不同的效果,如:除油、除锈或磷化。配合清洗剂的使用,加速污染物的分离和溶解,可有效防止环保清洗剂对夹治具零件的腐蚀。在所有清洗方式中,清洗成本大体为:设备成本和消耗成本。超声波夹治具清洗设备使用寿命约为十年,设备购置成本高于人工清洗和有机碱性溶剂刷洗,低于气相清洗和高压水射流清洗,对于消耗成本,以有效尺寸为一立方米,功率为一千瓦,价格约为一万元的超声波夹治具清洗机为例,耗电一千瓦时约为五毛钱;碱性金属清洗剂一公斤,价格约为二十元,可反复使用根据污染程度而定,相当于0.4~1元/h,而一般夹治具零件清洗时间仅为3~15min即可,且一次清洗可对一定数量及体积的夹治具零件同时清洗,因此对于消耗成本而言,采用超声波夹治具清洗,不仅清洗效果最好,而且清洗成本相当于不到0.04元/件,还不算节省的劳动力成本,远远低于其他各类清洗方法。以往在肮脏的环境中通过繁重的体力劳动,需要长时间地进行手工清洗的复杂机械零件,应用了超声波夹治具清洗机以后,不仅改善了劳动环境,杜绝了手工清洗对夹治具零件产生的伤害,减轻了劳动强度,而且在大幅提高清洗精度的基础上,清洗时间缩短为原来的四分之一。超声波夹治具清洗还可有效地降低污染,减少有毒溶剂对人类的损害。几十千赫兹的超声波会产生极大的作用力,强超声波在液体中传播时,由于非线性作用,会产生声空化。在空化气泡突然闭合时发出的冲击波可在其周围产生上千个大气压力,对污层的直接反复冲击,一方面破坏污物与清洗件表面的吸附,另一方面也会引起污物层的破坏而脱离清洗件表面并使它们分散到环保清洗剂中。以上一文,仅供参考! 欢迎来电咨询合明科技摄像头CMOS senior感光芯片清洗剂、封装器件芯片水基清洗剂、倒装芯片焊接焊剂锡膏残留清洗剂、回流焊后焊锡膏残留清洗剂、摄像头模组COB封装焊接清洗剂、功率电子半导体器件清洗剂、5G产品PCBA焊膏锡膏水基清洗剂、SMT焊后助焊剂锡膏残留清洗剂、PCB组装除助焊剂清洗剂,电路板组装件清洗剂,电子封装水基清洗解决方案,PCB波峰焊清洗剂,治具助焊剂清洗剂,助焊剂清洗剂,PCB治具清洗剂,PCB助焊剂清洗剂,合明科技,SMT电子制程水基清洗全工艺解决方案,汽车用 IGBT芯片封装焊后清洗剂,IGBT芯片清洗剂,IGBT模块焊后锡膏清洗剂,IGBT功率半导体模块清洗,SMT锡膏回流焊后清洗剂,PCBA焊后水基清洗剂,系统封装CQFP器件焊后助焊剂清洗剂、SIP芯片焊后清洗剂、BMS电路板焊后清洗剂,半导体分立器件除助焊剂清洗液、半水基清洗剂、IGBT功率模块焊后锡膏水基清洗剂、PCB组件封装焊后水性环保清洗剂、SMT封装焊后清洗剂、精密电子清洗剂、半导体分立器件清洗剂、SMT焊接助焊剂清洗剂、锡嘴氧化物清洗剂、PCBA清洗剂、芯片封装焊后清洗剂、水性清洗剂、FPC清洗剂、BGA植球后清洗剂、球焊膏清洗剂、FPC电路板水基清洗剂、堆叠组装POP芯片清洗剂、油墨丝印网板水基清洗全工艺解决方案、BMS新能源汽车电池管理系统电路板制程工艺水基清洗解决方案、储能BMS电路板水基清洗剂、PCBA焊后助焊剂清洗剂、组件和基板除助焊剂中性水基清洗剂、功率电子除助焊剂水基清洗剂、功率模块/DCB、引线框架和分立器件除助焊剂水基清洗剂、封装及晶圆清洗水基清洗剂、倒装芯片水基清洗、SIP和CMOS芯片封装焊后清洗剂、SMT钢网、丝网和误印板清洗除锡膏、银浆、红胶,SMT印刷机网板底部擦拭水基清洗剂、焊接夹治具、回流焊冷凝器、过滤网、工具清洗除被焙烤后助焊剂和重油污垢清洗剂,电子组件制程水基清洗全工艺解决方案。

  • 环保清洗剂在清洗工艺过程中应该遵循哪些清洗原则-合明科技

    环保清洗剂在清洗工艺过程中应该遵循哪些清洗原则-合明科技

    合明科技谈:环保清洗剂在清洗工艺过程中应该遵循哪些清洗原则在采用环保清洗剂的清洗工艺中,一般选择清洗剂应遵循如下几个原则。根据被清洗零件的材质及下道工序的不同进行选择:这里考虑的主要指标,是在保证清洗干净的前提下,使环保清洗剂的pH值满足所清洗金属的适应范围。另外,被清洗零件的下道工序对清洗剂的指标要求是不相同的:下道工序需要喷漆时,则需选用清洗能力高、漂洗性能好、不含无机盐的清洗剂,同时还应保证残留的微量清洗剂对漆层的性能无不良影响。下道工序是表面处理和热处理时,则不仅需要选择漂洗性好,并要求清洗剂不能具有防锈性,否则金属表面会生成一层钝化膜,而影响表面处理和热处理的质量。零件清洗后是直接装配或封存的,则要求环保清洗剂具有良好的防锈性,或清洗后做防锈处理。总之,在根据材质和下道工序选择环保清洗剂时,除了考虑清洗剂需具有共性外,还要根据具体情况选用一些具有特殊指标的清洗剂,不能混在一起使用。根据清洗对象的油污种类进行选择。被清洗的油污不同,对清洗剂的要求也不一样,现简要介绍如下:清洗加工过程中由于加工工艺要求(如冷却、润滑、磨料、表面处理、热处理等),使金属上带有各种油污:这类油污大多为矿物油,这类油污的成份比较简单,存在于金属表面的时间比较短,粘附力也不强,容易清除掉。所以选择对金属无腐蚀作用的常温清洗剂即可。清洗长期封存的机械、零件等金属表面上的油污:此类多为防锈油、防锈脂、气相防锈剂和水溶性缓蚀剂,这类油污的组份比较复杂,与金属粘附紧密,加之时间长,组分挥发、自聚,甚至发生物理、化学的变化,清洗起来比较困难。这就需要根据不同情况选用环保清洗剂。对于防锈油脂一类的厚层油污可采用加温清洗剂进行启封,然后再清洗,这样可大大提高启封清洗效率。对于薄层油及气相缓蚀剂、水溶性缓蚀剂,则用加温或常温两种清洗剂均可。清洗对象经运转使用以后产生的油污:这类油污大多为各种润滑油、燃料油等,加上其它工业污物、尘土、金属粉末。由于时间长,运转情况复杂及各种因素的影响,此类油污成份复杂,附着牢固,清洗比较困难。一般应针对油污成分的不同选用专用清洗剂,例如,发动机积碳的清洗要用除积碳清洗剂。水垢的清洗要用除垢清洗剂等。根据清洗方法的不同进行选择:浸泡法宜用加温型;清洗机清洗可用加温、常温两种;高压清洗用低泡型。环保清洗剂可以分为酸性、中性、碱性。在清洗时因为清洗对象的材料、清洗要求以及污垢成分的不同,所采用的清洗剂也不相同。比如酸性清洗剂,虽然很多时候酸性清洗剂清洗效果突出,但是因为酸的特殊性,会带来很多负面影响。现在有一种比酸性清洗剂综合性能更好的环保清洗剂正在慢慢替代酸性清洗剂的地位。以上一文,仅供参考! 欢迎来电咨询合明科技摄像头CMOS senior感光芯片清洗剂、封装器件芯片水基清洗剂、倒装芯片焊接焊剂锡膏残留清洗剂、回流焊后焊锡膏残留清洗剂、摄像头模组COB封装焊接清洗剂、功率电子半导体器件清洗剂、5G产品PCBA焊膏锡膏水基清洗剂、SMT焊后助焊剂锡膏残留清洗剂、PCB组装除助焊剂清洗剂,电路板组装件清洗剂,电子封装水基清洗解决方案,PCB波峰焊清洗剂,治具助焊剂清洗剂,助焊剂清洗剂,PCB治具清洗剂,PCB助焊剂清洗剂,合明科技,SMT电子制程水基清洗全工艺解决方案,汽车用 IGBT芯片封装焊后清洗剂,IGBT芯片清洗剂,IGBT模块焊后锡膏清洗剂,IGBT功率半导体模块清洗,SMT锡膏回流焊后清洗剂,PCBA焊后水基清洗剂,系统封装CQFP器件焊后助焊剂清洗剂、SIP芯片焊后清洗剂、BMS电路板焊后清洗剂,半导体分立器件除助焊剂清洗液、半水基清洗剂、IGBT功率模块焊后锡膏水基清洗剂、PCB组件封装焊后水性环保清洗剂、SMT封装焊后清洗剂、精密电子清洗剂、半导体分立器件清洗剂、SMT焊接助焊剂清洗剂、锡嘴氧化物清洗剂、PCBA清洗剂、芯片封装焊后清洗剂、水性清洗剂、FPC清洗剂、BGA植球后清洗剂、球焊膏清洗剂、FPC电路板水基清洗剂、堆叠组装POP芯片清洗剂、油墨丝印网板水基清洗全工艺解决方案、BMS新能源汽车电池管理系统电路板制程工艺水基清洗解决方案、储能BMS电路板水基清洗剂、PCBA焊后助焊剂清洗剂、组件和基板除助焊剂中性水基清洗剂、功率电子除助焊剂水基清洗剂、功率模块/DCB、引线框架和分立器件除助焊剂水基清洗剂、封装及晶圆清洗水基清洗剂、倒装芯片水基清洗、SIP和CMOS芯片封装焊后清洗剂、SMT钢网、丝网和误印板清洗除锡膏、银浆、红胶,SMT印刷机网板底部擦拭水基清洗剂、焊接夹治具、回流焊冷凝器、过滤网、工具清洗除被焙烤后助焊剂和重油污垢清洗剂,电子组件制程水基清洗全工艺解决方案。

  • 合明科技谈:环保清洗剂的出现是电子清洗行业发展的必然结果

    合明科技谈:环保清洗剂的出现是电子清洗行业发展的必然结果

    合明科技谈:环保清洗剂的出现是整个尖端机械电子清洗行业发展的必然结果 环保清洗剂是以去离子水作为主要介质,与表面活性剂、助溶剂、添加剂等融合而成,借助于含有的表面活性剂、乳化 剂、渗透剂等的润湿、乳化、渗透、分散、增 溶等作用来实现对污染物的清洗的一种清洗媒介,专业定义中去离子水不小于百分之五十。环保清洗是以纯水或者有机或者无机皂化剂对组件进行第一道清洗,然后以纯水冲洗掉组件上的污水的一项制程。为什么环保清洗剂会产生出来,其实主要还是因为传统的金属清洗剂在清洗金属零件或者是产品的过程中往往会产生比较多的有害物质,这些有害物质绝大多数具有挥发性和溶解性,极容易对于环境造成污染和破坏,而根据我国目前实施的一些环保法律才逼迫环保清洗剂的研发和生产。环保清洗剂以表面活性剂为主要成分,水为溶剂,金属硬表面为清洗对象的洗涤剂。水基金属清洗由表面活性剂和多种助剂复配而成。其中表面活性剂含量为10%~40%,常用非离子表面活性剂与阴离子表面活性剂的复配物。常用的助剂:助洗剂(三聚磷酸钠、硅酸钠、碳酸钠、乙二胺四乙酸钠、次氨基三醋酸钠等),缓蚀剂,稳定剂,增溶剂及泡沫稳定剂。除能稳定泡沫外,还可增加黏度和提高去污力。此外,还含有消泡剂(如硅油、乙醇)、填充剂、香精、色料等。金属清洗剂在工业生产中应用十分广泛,常用于金属加工前后的表面除油、除垢及成品组装或包装前的清洗工艺。此外,在机械设备维护保养过程中也常常用到金属清洗剂。目前,常用的金属清洗剂分溶剂型、半溶剂型和水基型。溶剂型金属清洗剂中,石油溶剂(汽油、煤油等)易燃、易爆而且浪费资源。氯氟烃是最常用的溶剂型金属清洗剂,但由于其对大气臭氧层的破坏而被禁用。因而,溶剂型清洗剂正逐步被半水基型和水基型清洗剂所替代。随着氟氯烃替代日期的逼近,水基清洗剂的研究和应用受到各方面的关注。有机溶剂(汽油、煤油、碳氢清洗剂等)对皮肤、呼吸道黏膜、眼结膜等具有一定的刺激作用,接触高浓度可以导致中毒性脑病,患者通常表现有头晕、头痛、不同程度的意识障碍乃至昏迷,这属于有机溶剂共有的毒性作用。而每一种有机溶剂还可以存在其特殊的损害效应,包括脏器损害、致癌作用等。不断提升的环保安全要求,组装结构的复杂化,清洗要求的提高,及成本的不断增加等等,这些因素都决定了SMT清洗业,无论从清洗设备、工艺技术,还是使用材料的选取都不可避免的遵循一个原则:绿色环保,安全无害,且低成本。高效、高规格、环保安全的环保清洗剂是最理想的选择,也是未来清洗业的发展方向和必经之路。以上一文,仅供参考!欢迎来电咨询合明科技摄像头CMOS senior感光芯片清洗剂、封装器件芯片水基清洗剂、倒装芯片焊接焊剂锡膏残留清洗剂、回流焊后焊锡膏残留清洗剂、摄像头模组COB封装焊接清洗剂、功率电子半导体器件清洗剂、5G产品PCBA焊膏锡膏水基清洗剂、SMT焊后助焊剂锡膏残留清洗剂、PCB组装除助焊剂清洗剂,电路板组装件清洗剂,电子封装水基清洗解决方案,PCB波峰焊清洗剂,治具助焊剂清洗剂,助焊剂清洗剂,PCB治具清洗剂,PCB助焊剂清洗剂,合明科技,SMT电子制程水基清洗全工艺解决方案,汽车用 IGBT芯片封装焊后清洗剂,IGBT芯片清洗剂,IGBT模块焊后锡膏清洗剂,IGBT功率半导体模块清洗,SMT锡膏回流焊后清洗剂,PCBA焊后水基清洗剂,系统封装CQFP器件焊后助焊剂清洗剂、SIP芯片焊后清洗剂、BMS电路板焊后清洗剂,半导体分立器件除助焊剂清洗液、半水基清洗剂、IGBT功率模块焊后锡膏水基清洗剂、PCB组件封装焊后水性环保清洗剂、SMT封装焊后清洗剂、精密电子清洗剂、半导体分立器件清洗剂、SMT焊接助焊剂清洗剂、锡嘴氧化物清洗剂、PCBA清洗剂、芯片封装焊后清洗剂、水性清洗剂、FPC清洗剂、BGA植球后清洗剂、球焊膏清洗剂、FPC电路板水基清洗剂、堆叠组装POP芯片清洗剂、油墨丝印网板水基清洗全工艺解决方案、BMS新能源汽车电池管理系统电路板制程工艺水基清洗解决方案、储能BMS电路板水基清洗剂、PCBA焊后助焊剂清洗剂、组件和基板除助焊剂中性水基清洗剂、功率电子除助焊剂水基清洗剂、功率模块/DCB、引线框架和分立器件除助焊剂水基清洗剂、封装及晶圆清洗水基清洗剂、倒装芯片水基清洗、SIP和CMOS芯片封装焊后清洗剂、SMT钢网、丝网和误印板清洗除锡膏、银浆、红胶,SMT印刷机网板底部擦拭水基清洗剂、焊接夹治具、回流焊冷凝器、过滤网、工具清洗除被焙烤后助焊剂和重油污垢清洗剂,电子组件制程水基清洗全工艺解决方案。

  • 摄像头CMOS senior水基清洗剂合明科技分享:一文科普CMOS图像传感器

    摄像头CMOS senior水基清洗剂合明科技分享:一文科普CMOS图像传感器

    摄像头CMOS senior水基清洗剂合明科技分享:一文科普CMOS图像传感器1873年,科学家约瑟·美(Joseph May)及伟洛比·史密夫(WilloughbySmith)就发现了硒元素结晶体感光后能产生电流,由此,电子影像发展开始,随着技术演进,图像传感器性能逐步提升。1.20世纪50年代——光学倍增管(Photo Multiplier Tube,简称PMT)出现。2.1965年-1970年,IBM、Fairchild等企业开发光电以及双极二极管阵列。3.1970年,CCD图像传感器在Bell实验室发明,依靠其高量子效率、高灵敏度、低暗电流、高一致性、低噪音等性能,成为图像传感器市场的主导。4.90年代末,步入CMOS时代。图像传感器的历史沿革——PMT1.光电倍增管(简称光电倍增管或PMT),真空光电管的一种。工作原理是:由光电效应引起,在PMT入射窗处撞击光电阴极的光子产生电子,然后由高压场加速,并在二次加工过程中在倍增电极链中倍增发射。2.光电倍增管是一种极其灵敏的光检测器,可探测电磁波谱紫外,可见和近红外范围内光源,提供与光强度成比例的电流输出,广泛应用于验血,医学成像,电影胶片扫描(电视电影),雷达干扰和高端图像扫描仪鼓扫描仪中。图像传感器的历史沿革——CCD1.数字成像始于1969年,由Willard Boyle和George E. Smith于AT&T贝尔实验室发明。2.最初致力于内存→“充电气泡设备”,可以被用作移位寄存器和区域成像设备。3.CCD是电子设备,CCD在硅芯片(IC)中进行光信号与电信号之间的转换,从而实现数字化,并存储 为计算机上的图像文件。4.2009年, Willard Boyle和George E. Smith获得诺贝尔物理学奖。国际空间站使用CCD相机1.1997年,卡西尼国际空间站使用CCD相机(广角和窄角)2.美国宇航局局长丹尼尔戈尔丁称赞CCD相机“更快,更好,更便宜”;声称在未来的航天器上减少质量,功率,成本,都需要小型化相机。而电子集成便是小型化的良好途径,而基于MOS的图像传感器便拥有无源像素和有源像素(3T)的配置。图像传感器的历史沿革——CMOS图像传感器1.CMOS图像传感器使得“芯片相机”成为可能,相机小型化趋势明显。2.2007年,Siimpel AF相机模型的出现标志着相机小型化重大突破。3.芯片相机的崛起为多个领域(车载,军工航天、医疗、工业制造、移动摄影、安防)等领域的技术创新提供了新机遇。CMOS图像传感器走向商业化1.1995年2月,Photobit公司成立,将CMOS图像传感器技术实现商业化。2.1995-2001年间,Photobit增长到约135人,主要包括:私营企业自筹资金的定制设计合同、SBIR计划的重要支持(NASA/DoD)、战略业务合作伙伴的投资,这期间共提交了100多项新专利申请。3.CMOS图像传感器经商业化后,发展迅猛,应用前景广阔,逐步取代CCD成为新潮流。CMOS图像传感器的广泛应用2001年11月,Photobit被美光科技公司收购并获得许可回归加州理工学院。与此同时,到2001年,已有数十家竞争对手崭露头角,例如Toshiba,STMicro,Omnivision,CMOS图像传感器业务部分归功于早期的努力促进技术成果转化。后来,索尼和三星分别成为了现在全球市场排名第一,第二。后来,Micron剥离了Aptina,Aptina被ON Semi收购,目前排名第4。CMOS传感器逐渐成为摄影领域主流,并广泛应用于多种场合。CMOS图像传感器发展历程70年代:Fairchild80年代:Hitachi80年代初期:Sony1971年:发明FDA&CDS技术80年中叶:在消费市场上实现重大突破;1990年:NHK/Olympus,放大MOS成像仪(AMI),即CIS1993年:JPL,CMOS有源像素传感器,1998年:单芯片相机,2005年后:CMOS图像传感器成为主流。CMOS图像传感器技术简介CMOS图像传感器CMOS图像传感器(CIS)是模拟电路和数字电路的集成。主要由四个组件构成:微透镜、彩色滤光片 (CF)、光电二极管(PD)、像素设计。1.微透镜:具有球形表面和网状透镜;光通过微透镜时,CIS的非活性部分负责将光收集起来并将其聚焦到彩色滤光片。2.彩色滤光片(CF):拆分反射光中的红、绿、蓝 (RGB)成分,并通过感光元件形成拜尔阵列滤镜。3.光电二极管(PD):作为光电转换器件,捕捉光并转换成电流;一般采用PIN二极管或PN结器件制成。4.像素设计:通过CIS上装配的有源像素传感器(APS)实现。APS常由3至6个晶体管构成,可从大型电容阵列中获得或缓冲像素,并在像素内部将光电流转换成电压,具有较完美的灵敏度水平和的噪声指标。Bayer阵列滤镜与像素1.感光元件上的每个方块代表一个像素块,上方附着着一层彩色滤光片(CF),CF拆分完反射光中的RGB成分后,通过感光元件形成拜尔阵列滤镜。经典的Bayer阵列是以2x2共四格分散RGB的方式成像,Quad Bayer阵列扩大到了4x4,并且以2x2的方式将RGB相邻排列。2.像素,即亮光或暗光条件下的像素点数量,是数码显示的基本单位,其实质是一个抽象的取样,我们用彩色方块来表示。3.图示像素用R(红)G(绿)B(蓝)三原色填充,每个小像素块的长度指的是像素尺寸,图示尺寸为0.8μm。Bayer阵列滤镜与像素滤镜上每个小方块与感光元件的像素块对应,也就是在每个像素前覆盖了一个特定的颜色滤镜。比如红色滤镜块,只允许红色光线投到感光元件上,那么对应的这个像素块就只反映红色光线的信息。随后还需要后期色彩还原去猜色,最后形成一张完整的彩色照片。感光元件→Bayer滤镜→色彩还原,这一整套流程,就叫做Bayer阵列。前照式(FSI)与背照式(BSI)早期的CIS采用的是前面照度技术FSI(FRONT-SIDE ILLUMINATED),拜尔阵列滤镜与光电二极管(PD)间夹杂着金属(铝,铜)区,大量金属连线的存在对进入传感器表面的光线存在较大的干扰,阻碍了相当一部分光线进入到下一层的光电二极管(PD),信噪比较低。技术改进后,在背面照度技术BSI(FRONT-SIDE ILLUMINATED)的结构下,金属(铝,铜)区转移到光电二极管(PD)的背面,意味着经拜尔阵列滤镜收集的光线不再众多金属连线阻挡,光线得以直接进入光电二极管;BSI不仅可大幅度提高信噪比,且可配合更复杂、更大规模电路来提升传感器读取速度。CIS参数——帧率帧率(Frame rate):以帧为单位的位图图像连续出现在显示器上的频率,即每秒能显示多少张图片。而想要实现高像素CIS的设计,很重要的一点就是Analog电路设计,像素上去了,没有匹配的高速读出和处理电路,便无办法以高帧率输出出来。索尼早于2007年chuangan发布了首款Exmor传感器。Exmor传感器在每列像素下方布有独立的ADC模数转换器,这意味着在CIS芯片上即可完成模数转换,有效减少了噪声,大大提高了读取速度,也简化了PCB设计。CMOS图像传感器的应用CMOS图像传感器全球市场规模2017年为CMOS图像传感器高增长点,同比增长达到20%。2018年,全球CIS市场规模155亿美元,预计2019年同比增长10%,达到170亿美元。目前,CIS市场正处于稳定增长期,预计2024年市场逐渐饱和,市场规模达到240亿美元。CIS应用——车载领域1.车载领域的CIS应用包括:后视摄像(RVC),全方位视图系统(SVS),摄像机监控系统(CMS),FV/MV,DMS/IMS系统。2.汽车图像传感器全球销量呈逐年增长趋势。3.后视摄像(RVC)是销量主力军,呈稳定增长趋势,2016年全球销量为5100万台,2018年为6000万台,2019年预计达到6500万台。4.FV/MV全球销量增长迅速,2016年为1000万台,2018年为3000万台,此后,预计FV/MV将依旧保持迅速增长趋势,预计2019年销量可达4000万台,2021可达7500万台,直逼RVC全球销量。车载领域——HDR技术方法1.HDR解决方案,即高动态范围成像,是用来实现比普通数位图像技术更大曝光动态范围。2.时间复用。相同的像素阵列通过使用多个卷帘(交错HDR)来描绘多个边框。好处:HDR方案是与传统传感 器兼容的最简单的像素技术。缺点:不同时间发生的捕获导致产生运动伪影。3.空间复用。单个像素阵列帧被分解为多个,通过不同的方法捕获:1.像素或行级别的独立曝光控制。优点:单帧中的运动伪影比交错的运动伪影少。缺点:分辨率损失,且运动伪影仍然存在边缘。2.每个像素共用同一微透镜的多个光电二极管。优点:在单个多捕获帧中没有运动伪影;缺点:从等效像素区域降低灵敏度。4.非常大的全井产能。车载领域——闪变抑制技术1.多个集成周期(时间多路传输)。在每个整合期内对光电二极管充电进行多次进行采样,样品光电二极管比LED源频率更高。2.多个光电二极管(空间多路复用)。使用较大的光电二极管捕捉较低的轻松的场景;使用较小的不灵敏光电二极管在整个帧时间内集成(减轻LED闪烁)。3.每个像素由两个光电二极管构成。其中包含一个大的灵敏光电二极管和一个小的不灵敏光电二极管,小型不灵敏光电二极管可在整帧中合并,从而减轻LED闪烁。优势在于有出色的闪变抑制、计算复杂度低;劣势在于更大更复杂的像素架构、更复杂的读数和电路定时、大型光电二极管和小型光电二极管和之间的光谱灵敏度不匹配。车载领域——阵列摄像机1.阵列摄像机是一种新兴的摄像机技术,是指红外灯的内核为LED IR Array的高效长寿的红外夜视设备,可能是可行的LED检测解决方案。2.用于LED检测的低灵敏度摄像头可以实现图像融合的组合输出,并能够实现单独输出,或同时输出。主要优势在于亮度高、体积小、寿命长,效率高,光线匀。3.目前,阵列摄像机还面临着诸多挑战。首先,汽车光学对准误差难以保持温度范围;其次,图像融合面向应用和复杂的计算;最后,高灵敏度和低灵敏度图像之间难以融合.车载领域——机器视觉传感器技术趋势全局快门。CMOS传感器有两种快门方式,卷帘快门和全局快门。卷帘快门通过对每列像素使用A/D来提高读取速度,每列像素数量可达数千。任何一个转换器数字化的像素总数显著减少,从而缩短了读取时间,提高了帧速率。但整个传感器阵列仍必须转换为一个一次排,这导致每行读出之间的时间延迟很小。和机械式焦平面快门一样,卷帘快门对高速运动的物体会产生明显的变形。而且因为其扫描速度比机械式焦平面快门慢,变形会更加明显;全局快门则大大改善了应用于高度运动对象时的变形问题。改进的近红外(NIR)响应、高灵敏度滤色片阵列(RCCB)、数据加密处理、更高的帧速率、集成传感和 处理、3D成像。CIS应用——手机领域尽管2019智能手机销量低迷,手机图像传感器的销售也可实现约20%的增长。随着多镜头相机变得越来越普及,以及传感器尺寸的增加。未来所有智能手机制造商都会发布具有比以往更具价值的传感器型号。手机领域——手机摄像头发展史主摄像头:第一部拍照手机——智能手机——双摄/多摄:2000年,夏普首次推出可拍照的手机;随后智能手机时代到来,主摄像头素质不断提升;目前,双摄/多摄已成为主流。前置摄像头:自拍——3D-sensing:前置摄像头素质同步提升,目前越来越多厂商加入人脸识别功能。手机领域——手机摄像模组摄像模组构成:CMOS——决定照片质量的关键因素手机领域——主摄像素升级手机领域——CMOS迭代升级1.随着技术的发展,越来越多的手机开始注重拍照的硬件升级。摄像头和CMOS成为了产品突出差异性的卖点之一。抛开镜头差异,成像质量与CMOS大小成正比,主摄像素提升推动CMOS迭代升级。2.随着技术的发展,手机的CMOS也在日益增大,1/1.7英寸级的CMOS如今成为手机摄像头传感器的新选择。而更多手机也用上了1/2.3英寸级的传感器。3.作为手机CMOS最大的上游供应商,也研发出了堆栈结构的CMOS。它在传统的感光层与底部电路之间增加了一层DRAM动态存储器,从而让感光元件具备短时间拍摄大数据量影像的能力。手机领域——光学变焦趋势手机摄像头过去以像素升级为主;受CMOS尺寸限制,手机摄像开始注重变焦能力。变焦有光学变焦与数码变焦两种。光学变焦通过光学原理调整焦距,成像画质无损。数码变焦就是通过软件算法来放大/缩小,通过插值计算,成像有损,有较多噪点。为了进一步提升手机成像素质,注重变焦能力;而传统专业相机的光学系统无法移植到手机上。手机变焦往往会采用“双摄变焦”,采用两个定焦镜头,利用其物理焦距的不同,实现变焦效果;显然,单摄已经无法满足对光学变焦的需求了。手机领域——第四个摄像头:3D-sensing目前主流的3D深度摄像主流有两种种方案:结构光、TOF。iPhone采用前者,华为采用后置。结构光(Structured Light):结构光投射特定的光信息到物体表面后,由摄像头采集。根据物体造成的光信号的变化来计算物体的位置和深度等信息,进而复原整个三维空间。TOF(Time Of Flight):TOF系统是一种光雷达系统,可从发射极向对象发射光脉冲,接收器则可通过计算光脉冲从发射器到对象,再以像素格式返回到接收器的运行时间来确定被测量对象的距离。手机领域——手机摄像模组数量单只手机摄像模组需求量增加从传统的单摄,到双摄市场渗透率逐渐成为市场主流,再到三摄、全隐藏式摄像头、3D摄像头的创新式开拓,单只手机摄像模组的需求看涨。 iPhone X、小米8、OPPO FIND X、三星Galaxy S9+单 只摄像模组需求量均为4,;此外,华为P20 Pro和Mate20 Pro均配备5组摄像模组。手机领域——多摄带动CMOS用量提升根据Yole的统计显示,平均每部智能手机CMOS图像传感器数量在2024年将达到3.4个,年复合增长率达到6.2%。手机摄像头数量增加,CIS出货量成倍增长。为了提高照相画质,手机引入了双摄、甚至三摄、四摄。安防领域——视频监视技术发展历程闭路电视监控系统发展历程:录像带录像机(VCR)→数字视频录像机(DVR)→网络视频录像机(NVR)。视频监控系统越来越复杂,性能也不断升级。安防领域——当前监控摄像机类型高清摄像头中使用的图像传感器对分辨率的要求较高,在60帧/秒等高帧率下能够实现720P或1080P的清晰度。宽动态范围摄像机的芯片上集成宽动态范围摄像技术以及图像处理技术,能在极暗和极亮环境下拍摄。3D立体摄像级具有在动态光环境中保持追踪精度的能力,可与视频分析技术配合使用。3D立体摄像级具有在动态光环境中保持追踪精度的能力,可与视频分析技术配合使用。安防领域——红外线摄像技术红外线摄像技术分为被动和主动两种类型。被动型:拍摄对象自身发射红外光被摄像机接受以成像。这类设备昂贵并且对周围环境不能良好反映,所以在夜视系统中基本不采用。主动型:配置有红外灯主动向外发射红外辐射,使红外摄像机接收反射回来的红外光,增强夜视能力。目前红外摄像机基本都配置LED红外发光二级管。主动型红外摄像机包含摄像机、防护罩、红外灯、供电散热单元。它贴切的名称为红外线增强摄像机。感光元件的频谱足够宽时能对红外线到可见光的连续谱产生感应,形成包括红外线在内的光敏感。在普通可见光强下,宽范围感光元件增加了红外频段,在弱光条件下,也能获得清楚的图像。安防领域——红外光成像红外线摄影术以成像为目标。伴随着电子与化学科技的进 展,红外线摄像技术逐渐演化出三个方向。1.近红外线底片:感应范围为波长700nm~900nm。在成像乳剂中加入特殊染料,利用光化学反应,使这一波域的光变化转为化学变化从而形成影像。2.近红外线电子感光材料:感应范围为波长700nm~2,000nm。利用含硅化合物晶体的光电反应形成电子信号, 进过进一步处产生影像。3.中、远红外线线感应材料:感应范围为波长3,000nm~14,000nm。需要 使用冷却技术和特殊的光学感应器, 加工处理形成电子影像。安防领域——全球市场规模全球红外摄像机设备市场规模在2017年近30亿美元,其中商用摄像机市场规模20亿美元,军用摄像机市场规模10亿美元。预计2016-2022年商用领域红外摄像机市场规模年均复合增长率为5.6%,军用领域的年均复合增长率为 8.8%。2022年市场总规模将近43亿美元。全球安防摄像机市场销量在2015年约28万件,其中监视摄像机约8万件,安保系统摄像机约20万个。预计到2021年安防摄像机市场销量约64万件,其中监视摄像机约22万件,年均复合增长率为18%,安保系统摄像机约42万个,年均复合增长率约13%。图像传感器应用——医疗影像与其他具有更高产量和更高成本敏感性的市场相比,图像传感器在医疗影像市场应用有其鲜明的特点:其封装步骤通常由设备制造商控制。图像传感器技术正逐渐在行业中创造颠覆性力量,从2014年开始,市场发展迅速,行业竞争加剧:韩国和中国出现更多新参与者,成为现有大型企业的潜在障碍,行业完全整合的可能性降低。图像传感器在医疗影像市场具有多元应用场景:X-ray、内窥镜、分子成像、光学相干断层扫描以及超声成像。医疗影像——市场规模医疗成像设备行业是一个巨大的350亿美元的市场,2016-2022年预计复合年增长率达5.5%。2016年,医疗传感器市场规模3.5亿美元,预计2016-2022年复合增长率8.3%,到2022年将达6亿美元。根据应用技术不同,医疗图像传感器可分为CCD, CIS,a-Si FPD(非晶硅薄膜晶体管平面探测器),a-Se FPD(非晶硒薄膜晶体管平板探测器),SiPM(硅光电倍增管)、cMUT(电容微机械超声换能器)和pMUT(压电微机械超声换能器)。医疗影像——市场规模CMOS传感器凭借其在通过更小的像素尺寸获得更高分辨率、降低噪声水平和暗电流以及低成本方面的优越性在医疗影像领域得到越来越广泛的应用,未来市场看涨。CCD市场保持稳定。医用a-Si FPD因其简单性和大面板内置能力仍应用广泛;SiPM专用于分子成像;cMUT用于超声成像,可提供更高分辨率,更高速度和实时3D成像。医疗影像——产业链目前,CMOS图像传感器主要应用于X-Ray以及内窥镜领域。CIS医疗影像应用——X-RayX射线成像的第一次应用是在医疗领域,由Wilhelm于1895年完成。如今,X射线成像技术应用已拓展到工业无损检测(NDT)以及安全领域。但医疗市场仍是X-Ray射线成像的主力应用场景。X-Ray探测设备市场规模2018年X射线探测设备市场价值20亿美元,预计2018-2024年复合年增长率5.9%,2024年达到28亿美元。2018年,医疗领域市值达14.8亿美元,占比约74%,预计2017-2024年复合增长率4.5%,2024年市值达19亿美元。目前,X射线成像几乎完全基于半导体技术。使用非晶硅(aSi)和CMOS的平板探测器占据了市场的最大份额,其次是硅光电二极管阵列探测器。预计铟镓锌氧化物(IGZO)平板将于2021年进入市场,直接与aSi和CMOS竞争,但CMOS仍然是主流应用。2018年,以CMOS X-Ray成像设备市场收入2.45亿美元,预计2024年将增长到5.1亿美元,年复合增长率13%。CIS医疗市场应用——内窥镜内窥镜检查不但能以最少的伤害,达成观察人体内部器官的目的,也能切取组织样本以供切片检查,或取出体内的异物。二十世纪末微创手术的发展进一步促进了内窥镜的应用。普通电子内窥镜:将微型图像传感器在内窥镜顶部代替光学镜头,通过电缆或光纤传输图像信息。电子内窥镜与光纤内窥镜类似,有角度调节旋钮、充气及冲水孔、钳道孔、吸引孔和活检孔等。CMOS电子内窥镜:照明光源通过滤色片,变成单色光,单色光通过导光纤维直达电子内窥镜前部,再通过照明镜头照在受检体的器官粘膜。器官粘膜反射光信号至非球面镜头,形成受检部位的光图像,CMOS图像传感器接收光图像,将其转换成电信号,再由信号线传至视频处理系统,经过去噪、储存和再生,显示在监控屏幕上。CMOS电子内窥镜可得到高清晰度图像,无视野黑点弊端,易于获得病变观察区信息。CIS模块的小型化是其应用于医疗设备的关键,特别是对于较小的柔性视频内窥镜。如喉镜,支气管镜,关节镜,膀胱镜,尿道镜和宫腔镜。小直径视频内窥镜发展历程背面照明(BSI)技术成功地提高了CIS模块的灵敏度,使得更小像素成为可能。新开发的图像传感器封装(如硅通孔(TSV)技术)可最大限度地减少CIS模块所需的占位面积。微电子器件微装配的进步也促进了CIS的小型化。索尼图像传感器发展历程发展CIS以来,索尼相继开发出背照式CIS,推出2层/3层堆叠技术,从数码相机市场切入手机传感器市场,抢占市场份额。索尼图像传感器索尼将CCD推向世界后,一直在不断创新图像传感器。索尼公司正在推动小型高性能图像传感器的进一步发展:高灵敏度背光CMOS图像传感器和堆叠式CMOS图像传感器。索尼的图像传感器有助于提高全球数码相机的吸引力。索尼图像传感器应用在相机,移动终端,自动驾驶,安防,工业领域等多个领域。索尼Exmor——柱并联A/D转换电路Exmor是索尼2007年推出的一项新技术,用于片上模拟到数字信号转换,即由传统的外置ADC升级为内置ADC。外置ADC传感器传输数据时,每列像素产生的信号先通过降噪电路,汇聚后再通过外部总线传输到单个或数个ADC之中。而Exmor每列像素都内置一个ADC,数量多,且可在低频下运行,可有效减少噪声,并实现高速提取。此外,内置ADC使得Exmor输出的数字信号,抗干扰性强,更易于长距离布线。IMX035是此系列推出的首款产品。索尼Exmor R——背照式CIS2008年,索尼推出Exmor R系列,采用BIS(背照式)设计,是第一款推出该技术的传感器。FIS(FRONT-SIDE ILLUMINATED,前照式)结构下,Bayer阵列滤镜与光电二极管(Photo-diode)之间存在大量金属连线,阻隔了大量光线进入感光层。而在BIS结构下,金属连线被转移到光电二极管(Photodiode)的背面,光线不再被阻挡,信噪比大幅度提高,而且可以采用更复杂、更大规模电路来提升传感器读取速度。索尼Exmor RS——CIS堆栈技术二堆叠:2012年,索尼推出Exmor RS系列,该系列采用堆叠式结构(Stacked Structure)。BIS结构下,Bayer阵列周围依然存在大量电路,而此堆叠式结构通过TSV(Through Silicon Via,硅通孔)技术连接到另一张芯片,实现将信号处理电路叠放于像素区下方。三堆叠:2017年2月,索尼宣布推出业内首个配备DRAM的三层堆叠式CIS,可在失真度最小化的情况下高速读取静态图片,支持在全高清模式下拍摄帧率最大为1000fps的慢动作视频。新款CIS在传统两层堆叠结构中间新加入DRAM层,用于缓存、读取、处理图像信息;此外,为了实现高速读取,用于将模拟视频信号从像素转换为数字信号的电路已经从2层结构倍增到4层结构。索尼——相机端CISSLVS-EC是索尼与2018年开发的串行总线,单个通道带宽较高。但IMX410未采用堆栈技术,像素也不高。索尼半导体再没有提供高像素的全幅CIS,甚至取消了36MP的IMX-094,鉴于Z7、S1R存在,索尼半导体高像素全幅CIS可能改为定制提供。索尼——相机端CIS应用介质格式传统上指静物摄影中的胶片格式以及使用胶片的相关照相机和设备。包括6x4.5厘米(有时介质格式称为“64格式”),6x6、6x7、6x8、6x12、6x17cm…在数字摄影中,介质格式是指根据介质格式胶片摄影使用而改编的照相机,或者是指使用大于35mm胶片框的传感器的照相机。此外,我们还发布了3.4(44x33毫米)和4.2(53x40毫米)型图像传感器,像素为100M或150M。360度高质量成像主要产品为IMX533,9M像素,像素尺寸为3.76μm。索尼——移动端CISHDR解决方案有时间多路传输交错HDR方案及空间多路复用交错HDR方案。当不同的捕获时刻对象处于不同的位置时,时间复用交错HDR方案首次了解由于场景中的运动而产生的运动伪影(重影)。图像伪影的存在是因为每个捕获对象的分辨率的降低。而具有拆分像素(多个像素,每个像素即光电二极管分享同样的东西)可以减轻伪影的影响。索尼——移动端CIS应用稳定相机震动。高灵敏度传感器和短曝光时间是防止相机抖动和稳定图像的有效方法。背面照明传感器比正面照明传感器具有更高灵敏度。同样,在相同像素结构下具有更大的光学尺寸。索尼CMOS图像传感器配备了标准的2x2平均模式,相当于比像素大四倍的像素大小,有助于在分辨率(图像大小)降低到1/4时防止相机抖动。高速视频。随着CIS像素数和速度的增加,高速视频拍摄成为现实。在拍摄快速移动物体时,需要降低帧速率和曝光时间以避免运动模糊。索尼通过4个像素的计算处理将其高灵敏度的BI技术将信噪比提高了两倍,使其能够以四倍的速度拍摄。索尼的800万像素产品能够以180 fps(720p高清图像)或240 fps(960x540(Quaterhd)图像)轻松拍摄高速电影。适用产品:IMX219PQ文章来源于:驭势资本以上一文,仅供参考! 欢迎来电咨询合明科技摄像头CMOS senior感光芯片清洗剂、封装器件芯片水基清洗剂、倒装芯片焊接焊剂锡膏残留清洗剂、回流焊后焊锡膏残留清洗剂、摄像头模组COB封装焊接清洗剂、功率电子半导体器件清洗剂、5G产品PCBA焊膏锡膏水基清洗剂、SMT焊后助焊剂锡膏残留清洗剂、PCB组装除助焊剂清洗剂,电路板组装件清洗剂,电子封装水基清洗解决方案,PCB波峰焊清洗剂,治具助焊剂清洗剂,助焊剂清洗剂,PCB治具清洗剂,PCB助焊剂清洗剂,合明科技,SMT电子制程水基清洗全工艺解决方案,汽车用 IGBT芯片封装焊后清洗剂,IGBT芯片清洗剂,IGBT模块焊后锡膏清洗剂,IGBT功率半导体模块清洗,SMT锡膏回流焊后清洗剂,PCBA焊后水基清洗剂,系统封装CQFP器件焊后助焊剂清洗剂、SIP芯片焊后清洗剂、BMS电路板焊后清洗剂,半导体分立器件除助焊剂清洗液、半水基清洗剂、IGBT功率模块焊后锡膏水基清洗剂、PCB组件封装焊后水性环保清洗剂、SMT封装焊后清洗剂、精密电子清洗剂、半导体分立器件清洗剂、SMT焊接助焊剂清洗剂、锡嘴氧化物清洗剂、PCBA清洗剂、芯片封装焊后清洗剂、水性清洗剂、FPC清洗剂、BGA植球后清洗剂、球焊膏清洗剂、FPC电路板水基清洗剂、堆叠组装POP芯片清洗剂、油墨丝印网板水基清洗全工艺解决方案、BMS新能源汽车电池管理系统电路板制程工艺水基清洗解决方案、储能BMS电路板水基清洗剂、PCBA焊后助焊剂清洗剂、组件和基板除助焊剂中性水基清洗剂、功率电子除助焊剂水基清洗剂、功率模块/DCB、引线框架和分立器件除助焊剂水基清洗剂、封装及晶圆清洗水基清洗剂、倒装芯片水基清洗、SIP和CMOS芯片封装焊后清洗剂、SMT钢网、丝网和误印板清洗除锡膏、银浆、红胶,SMT印刷机网板底部擦拭水基清洗剂、焊接夹治具、回流焊冷凝器、过滤网、工具清洗除被焙烤后助焊剂和重油污垢清洗剂,电子组件制程水基清洗全工艺解决方案。

  • 封装器件芯片水基清洗剂合明科技分享:塑封器件潮湿敏感度分级试验研究

    封装器件芯片水基清洗剂合明科技分享:塑封器件潮湿敏感度分级试验研究

    封装器件芯片水基清洗剂合明科技分享:塑封器件潮湿敏感度分级试验研究摘要: 分析国内外塑封器件潮湿敏感度评级的相关标准,并结合具体器件及已有的试验方法,整理相关测试内容。依据器件详细规范进行评级试验,整理分析该器件试验前后的电参数。结果表明,该方法对塑封器件潮湿敏感度分级非常有效,且这些试验并未对塑封器件造成损伤。 1引言 塑封器件由于其在尺寸、重量、成本和性能上的优势,越来越多地应用于要求高可靠性的技术领域,如雷达导航、汽车电子、工业控制等方面。 塑封器件由于封装材料渗湿率高,进行高温回流焊时,运输、存储中渗入水分气化,造成器件分层、断裂、失效。为了避免上述质量事故发生,需要对塑封器件的存储、运输进行规范。 本文通过分析塑封器件的失效机理和潮湿敏感度,结合现行国内外塑封器件的潮湿敏感度器件分级试验方法,挑选一款塑封器件,依据客户要求按照 J-STD-020 进行潮湿敏感度分级试验,对比试验前后其性能参数变化率,分析潮湿敏感度评级流程对塑封器件可靠性的影响。 2 塑封器件潮湿敏感评级情况 2.1 国内外塑封器件标准 国外标准主要包括美国电子工业联合会 (IPC) 和电子元件焊接工程协会 (JEDEC) 发布的:J-STD-020《潮湿敏感度等级》、J-STD-033《潮湿 / 回流敏感性表贴器件的处理、包装、运输和使用》。 国内标准尚处于研究探索阶段,在工作中主要参考国外标准自行制定,由中国电子技术标准化研究院主持起草的《塑封集成电路环境试验前预处理程序和方法》、《塑封集成电路的潮湿敏感度分级试验方法》即将发布,这将为国内塑封器件的使用提供标准支持。 2.2 塑封器件的失效机理 塑封器件由于本身材质原因,存放时容易吸收空气中水分子,处理不当会造成器件失效。失效的主要原因有以下三个:侵蚀——塑料封装吸收水分子,将侵蚀塑封器件的内部金属结构,影响器件的正常工作,严重将导致器件功能失效、系统报废;“爆米花”效应——塑封器件内部吸收的水分子在进行回流焊、波峰焊这样的高温操作时,水分子由液体变为气态膨胀,导致器件爆裂;温度形变——由于塑封器件封装结构中的各个部分耐温、热膨胀系数不同,温度变化时,将导致器件发生温度形变,造成器件失效。 2.3 塑封器件潮湿敏感度分级验证 潮湿敏感度分级试验和预处理试验是对塑封器件运输、存储、加工流程进行环境模拟试验,试验后根据器件手册规定的器件性能参数上下限,判断器件是否符合要求,并对塑封器件进行等级区分,为生产、运输、存放、加工提供参考。主要流程见图 1。 环境试验包括 :温度循环,模拟严苛环境下的运输环节 ;高温烘焙,模拟器件进入仓库前的二次烘焙;吸潮,模拟严苛潮湿条件下的塑封器件存储,具体试验条件分为标准吸潮和加速吸潮;模拟回流焊,模拟 SMT 加工中的回流焊环节。 芯片性能检查包括:外部目检 ;参数测试,分为功能测试验证塑封器件内部逻辑完整情况,电参数测试验证器件电参数指标;声学扫描检查。 3 潮湿敏感度分级验证试验 本次敏感度分级试验,选取了一款汽车电子控制塑封器件作为试验样品,该款器件基于Power PC架构核心的车身控制芯片,采用 TSMC E-FLASH0.18 μm 工艺,为 144 引线塑料四面引线扁平封装。 本试验方法主要依据 J-STD-020,并结合《塑封集成电路的潮湿敏感度分级试验方法》对试验情况进行分析。 3.1 环境试验 温度循环试验,采用双箱体温度试验箱,进行 5 次从-40(+0-10 )℃ ~ 60(+10-0 )℃的温度循环。该试验参考J-STD-020,因为在《塑封集成电路的潮湿敏感度分级试验方法》中并没有该项试验设计。 高温烘焙试验 :采用高温试验箱对试验样品进行125(+5-0 )℃下 24 h 的高温烘焙试验。 吸潮试验:使用恒温恒湿箱,将器件放置在干燥、清洁的防静电托盘内,测试样品平铺、不互相接触或交叠,将托盘置于恒温恒湿箱中,依据封装厂提供的塑封潮湿敏感度进行试验,本次试验采用潮湿敏感度等级 3 :标准吸潮条件,在 30℃、60% 湿度条件下,储存 192 h,进行试验。 回流焊 :采用回流焊设备,模拟焊接的方式进行回流焊试验,在从潮湿箱取出样品后至少放置15min,并在样品取出后的4 h内完成3次模拟回流焊。本次试验样品采用无铅焊料方式试验,回流焊试验条件要求见表 1。3.2 器件测试方法及实现 器件进行敏感度分级环境试验项目后进行电测试,用以判断器件是否失效。 3.2.1 功能测试 根据芯片的结构,分别对其中的主要功能模块进行测试,采用 JTAG 边界扫描和 BIST内建自测试的方式验证模块功能。运行仿真的测试向量,对比管脚输出激励是否与期望输出激励相同,判断器件功能是否正确。针对器件的不同模块功能,设计测试向量,sram、flash、I 2 C 功能测试试验前后的数据对比见表 2。观察试验前后数据发现,数据变化不大,未出现功能逻辑错误,分析认为潮湿敏感度分级试验对塑封器件功能逻辑上的影响可以忽略。 3.2.2 直流电参数测试 直流电参数测试,是依据器件手册规定的激励条件施加固定电压或电流,使器件达到规定的状态,然后测量固定管脚的电压或电流值,并根据器件手册规定的上下限,判断器件是否符合要求。根据之前原理性的分析,环境试验主要影响芯片封装的可靠性。表 3列举主要挑选了输出高电平电压、输入漏电流测试结果。输入漏电流测试指验证器件的输入管脚工作时是否有高于设计要求的电流流出。输出高电平电压测试指验证器件在规定的工作负载下,输出的电压是否能满足设计要求。通过以上两个参数能观察到器件封装和工艺变化状态。 分析表 3 数据发现,输出高电平电压和输入漏电流有了微小的变化,说明潮湿敏感度分级试验主要考核的是塑封器件的封装和工艺情况。封装和工艺不合格的器件将被剔除。 3.2.3 动态电参数测试 依据器件手册规定条件,通过时序设置完成测试,通过搜索扫描法进行测试,输出交流参数还可通过交流测试模块直接测量,施加固定激励,使器件达到规定的状态,然后对其交流电参数进行测试,并判断测试结果是否满足手册要求。表 4 列举了频率相关的测试数据对比。以上测试结果分析发现,试验对动态电参数的影响可忽略不计。 通过比较所有试验塑封器件试验前后性能参数变化率得出:评价试验后,所有试验样品的电性能参数基本保持稳定,并在器件手册规定的合格范围之内。由此可见,分级试验中各项试验项目及所施加应力条件,对器件可靠性的影响微乎其微。 3.3 声学扫描检查 声学扫描显微镜是利用超声脉冲来探测样品检测材料内部结构中是否有杂质颗粒、内部裂纹、分层缺陷、空洞、气泡、空隙等等缺陷的仪器,试验后塑封器件通过声学显微镜检查并未发现上述缺陷,由此判定塑封器件声学检查合格,环境试验并未对芯片造成损坏。图 2 为塑封器件的扫描情况。4 结语 塑封器件作为一种消费类器件,越来越多在应用在高可靠领域,然而用户在选择塑封器件时,需要对其塑封可靠性进行必要的等级评估。从塑封器件试验后电参数测试数据对比分析结果中可以看出,潮湿敏感度分级中的环境模拟试验对塑封器件功能的影响微乎其微,但该方法能够有效地对塑封器件的潮湿敏感性进行专业评级,试验结果对器件在运输、存储、加工的环境要求提供了可参照的标准,因此潮湿敏感度分级试验对塑封器件的可靠性评估具有指导意义。文章作者:张驰李可钟明琛中国电子技术标准化研究院文章来源:海绵宝宝的耳朵 半导体封装工程师之家以上一文,仅供参考! 欢迎来电咨询合明科技封装器件芯片水基清洗剂、倒装芯片焊接焊剂锡膏残留清洗剂、回流焊后焊锡膏残留清洗剂、摄像头模组COB封装焊接清洗剂、功率电子半导体器件清洗剂、5G产品PCBA焊膏锡膏水基清洗剂、SMT焊后助焊剂锡膏残留清洗剂、PCB组装除助焊剂清洗剂,电路板组装件清洗剂,电子封装水基清洗解决方案,PCB波峰焊清洗剂,治具助焊剂清洗剂,助焊剂清洗剂,PCB治具清洗剂,PCB助焊剂清洗剂,合明科技,SMT电子制程水基清洗全工艺解决方案,汽车用 IGBT芯片封装焊后清洗剂,IGBT芯片清洗剂,IGBT模块焊后锡膏清洗剂,IGBT功率半导体模块清洗,SMT锡膏回流焊后清洗剂,PCBA焊后水基清洗剂,系统封装CQFP器件焊后助焊剂清洗剂、SIP芯片焊后清洗剂、BMS电路板焊后清洗剂,半导体分立器件除助焊剂清洗液、半水基清洗剂、IGBT功率模块焊后锡膏水基清洗剂、PCB组件封装焊后水性环保清洗剂、SMT封装焊后清洗剂、精密电子清洗剂、半导体分立器件清洗剂、SMT焊接助焊剂清洗剂、锡嘴氧化物清洗剂、PCBA清洗剂、芯片封装焊后清洗剂、水性清洗剂、FPC清洗剂、BGA植球后清洗剂、球焊膏清洗剂、FPC电路板水基清洗剂、堆叠组装POP芯片清洗剂、油墨丝印网板水基清洗全工艺解决方案、BMS新能源汽车电池管理系统电路板制程工艺水基清洗解决方案、储能BMS电路板水基清洗剂、PCBA焊后助焊剂清洗剂、组件和基板除助焊剂中性水基清洗剂、功率电子除助焊剂水基清洗剂、功率模块/DCB、引线框架和分立器件除助焊剂水基清洗剂、封装及晶圆清洗水基清洗剂、倒装芯片水基清洗、SIP和CMOS芯片封装焊后清洗剂、SMT钢网、丝网和误印板清洗除锡膏、银浆、红胶,SMT印刷机网板底部擦拭水基清洗剂、焊接夹治具、回流焊冷凝器、过滤网、工具清洗除被焙烤后助焊剂和重油污垢清洗剂,电子组件制程水基清洗全工艺解决方案。

  • 倒装芯片焊接焊剂锡膏残留清洗剂合明科技分享:浅谈引线框架上倒装芯片的封装

    倒装芯片焊接焊剂锡膏残留清洗剂合明科技分享:浅谈引线框架上倒装芯片的封装

    倒装芯片焊接焊剂锡膏残留清洗剂合明科技分享:浅谈引线框架上倒装芯片的封装摘 要: 阐述了倒装芯片 (FC) 封装产品的凸点制作过程与封装流程,并重点介绍倒装产品在传统封装过程中遇到的难点,从工艺的角度提出了相应的改善措施,确保倒装产品在封装过程的稳定性,从而满足产品的可靠性需求。 随着外形比较小和功能比较多的低成本电子设备的需求继续增长,以及倒装芯片(FC,Flip Chip) 本身固有的低信号自感应和较快的传输速度,使得 FC 封装技术在芯片封装中被大量采用,受到众多封装厂的青睐,同时能降低制造成本,FC 封装可达到相对于传统表面贴装元件包装,能获得更大的成本效益。这迎合了微电子封装技术追求更高密度、更小尺寸、更快处理速度、更高可靠性和更经济的发展趋势。 1 倒装芯片产品凸点制作与封装流程 倒装芯片产品的芯片钎料以及凸点对钎料的要求高,钎料的材料要有良好的重熔性能,由于其中重熔过程中具有自对准及收缩能力,有利于良好的钎料凸点的形成。因此,FC产品应用的要求不同及所选钎料的材料不同,凸点的制作方法也不同。 1.1 FC 芯片凸点的制作 FC 产品的凸点制作工艺如图 1 所示。倒装芯片虽然存在各种差异,但基本结构都是由集成电路(IC)、焊台基层金属化(UBM,Un-der-Bump Metallurgy)和凸点组成。UBM 是在芯片焊盘与凸点之间的金属化过渡层,主要起粘附和扩散阻挡的作用,它通常由粘附层、扩散阻挡层和浸润层等多层金属膜组成。目前通常采用溅射、蒸发、化学镀、电镀等方法来形成 UBM,所以 UBM层的制作是凸点制作的关键工艺之一,其好坏将直接影响凸点的质量,以及倒装焊接的成品率和封装后凸点的可靠性。制作UBM 层首先要对靶材与基板进行清洗,进行反溅射清除基片表面的粘污和金属氧化物,确保铝压点和钝化层粘附良好,其次是溅射粘附层与扩散阻挡层,这两层我们一般选择大约 150 nm 的 Cu,它可以有效地阻止凸点材料进入铝层,防止不利的、降低键合强度甚至导致键合失效的金属间化合物产生。在进行回流焊会焊点退火等高温处理时,必须能使凸点材料不穿透 UBM 层而进入其下面的 Al 压焊点。除此之外,UBM 层还必须具有良好的机械性能、导热性和电性能。1.2 FC 产品的封装流程 FC 芯片的封装流程和传统焊线封装基本相同,主要区别在于少了引线键合(WB,Wire bond)工序,多了回流焊(Reflow)工序。FC 芯片的基本封装流程如图 2 所示。 FC 封装与 WB 封装主要区别如下:WB 封装的主要工序流程如图 3 所示。WB 封装 3 个主要工序处于不同工位,非联机工作,相对于联机工作来说,不仅生产效率低,而且测试良品率也稍低。 FC 封装的主要工序流程如图 4 所示。FC 封装的 3 个主要工序处于同一工区,三机联机工作,生产效率高,测试良品率也较高。 2 FC芯片封装过程的难点及解决方案 2.1 回流焊 在 FC 芯片封装过程中,为了改善回流焊的质量和成品率,防止或减少氧化,提高焊接润湿力,加快润湿速度,减少锡球的产生,避免桥接,得到良好的焊接质量,在回流焊的过程中选择氮气作为保护气体。 在回流焊的过程中,回流环境惰性化是怎样影响焊接过程的?焊接中助焊剂的目的是将焊接物体表面的氧化物去掉。由于热量是氧化的催化剂,焊接时,融化焊球需要热量,所以回流焊接过程中不可能消除热量,这就需要通过惰性气体的保护来抑制焊接过程的氧化,改善熔锡的表面张力,从而达到理想的焊接效果。 回流焊的温度曲线共包括预热、浸润、回流和冷却 4 个部分,在贴装工艺之后,通过一个空气对流炉,来回流共晶焊锡球,形成电气连接。炉温设定按标准的表面贴装温度曲线设定,将氮气压力控制在 0.2~0.5 MPa,控制氮气的流速可以提供良好的热传导,避免在回流焊过程中造成焊球的浸润不良。在回流焊过程中对氮气中氧含量的控制,可以通过提高氮气气源质量,增加氮气压力和加大氮气的使用量,来保证控制氧含量在100×10 -6 以下,氧含量过大会引起虚焊。因此,还需要将进出口的氮气流量加大,减少中间区域的氮气流量,这样效果会更好。但是,在回流炉的进口处过大的氮气流速可能引起芯片偏移出焊盘,为此,可以通过增加分流板来防止气流直接冲击芯片。FC 芯片回流参考曲线如图 5所示,温度上升斜率和下降斜率控制在<2 ℃/s。2.2 塑封空洞 引线框架上倒装芯片(Flip chip on lead frame)的底部填料对装配的长期可靠性要求高。底部填充材料是一种适用于倒装芯片电路的单组分环氧树脂材料,由于芯片与管脚之间的间隙只有几十微米,因此要求材料的黏度极低,流动性要强,颗粒度要小,同时也是可固化包封材料。用底部填充材料的目的在于降低硅芯片和管脚之间的热膨胀系数的不匹配,可以很好地把热膨胀差异带来的集中在焊点周围的应力分散到整个芯片所覆盖的范围,同时可以保护器件不受潮气、震动等有害的环境因素影响,增强引线框架上倒装芯片封装的可靠性。 环氧材料作为倒装芯片的底部填充材料的基材,焊台(bump)区域空洞问题的解决,可以大大降低许多芯片键合发生空洞问题的概率。空洞产生的主要原因在于:①由于芯片与管脚之间的间隙很小,只有几十微米,塑粉颗粒太大,会造成塑粉颗粒夹在芯片与基板之间,堵住进胶口,造成芯片与管脚之间有空隙,所以对塑粉颗粒的大小,必须给予严格管控;②去除吸附的湿气。有机的封装材料表面吸附的湿气是导致固化后产生空洞的主要原因。芯片及线路板的表面都有可能附着湿气,特别是当空洞存在于两个邻近的锡球之间时,在回流过程中,焊锡可能流入空洞的区域,当空洞延伸到邻近的焊球时,就会直接导致短路,在做塑封前烘烤芯片可以除去湿气产生的空洞。引线框架上倒装芯片封装空洞的检测方法不同于传统封装的检测方法,需要先通过 T-SCAN 扫描,再通过C-SCAN 扫描确认。 2.3 碎片( Chipping )问题 晶圆切割的流程为减薄、切割、UV 照射、崩片,关键是在切割过程,FC 晶圆由于芯片表面生长凸点后,晶圆在减薄后容易发生翘曲,加上硅材料的脆性,机械切割方式会对晶圆的正面和背面产生机械应力,这样在切割过程中,由于应力得以释放,极易造成碎片(Chipping)问题(如图 6 所示)。初始的芯片边缘裂隙会在后续的封装过程中或在产品的使用中会进一步扩散,从而引起芯片断裂。另外,如果崩角进入芯片保护电路内部,芯片的电性能和可靠性都会受到影响。封装工艺设计规则限定崩角不能进入芯片的密封圈,如果将崩角的大小作为评定晶圆切割质量能力的指标,则可用公式来计算晶圆切割能力指数 C PK ,如图 7 所示,其中 D 1 &D 2 代表划片道中保留完整的部分,F SC 指正面崩角的大小,根据封装工艺设计规则,D 1 、D 2 的最小值可以为 0,允许崩角存在的区域宽度 D 为 (街区宽度 - 刀痕宽度)/2,F SC 为 D 1 、D 2 的平均值,σ chip 为 D 1 、D 2 的方差。按照统计学原理,对于一个合格的划片工艺而言,其切割能力指数应大于 1.5。为了得到完美的划片质量,在划片过程中,可以选择双刀划片来实现,双刀选择的关键参数如表 1。双刀划片后的示意图如图 8 所示。双刀划片后,芯片边缘检查如图 9 所示。 3 结束语 FC 焊接技术既是一种芯片互连技术,又是一种理想的芯片粘接技术,是当今先进的微电子封装技术之一。无焊线的覆晶封装技术可以有效地避免焊线带来的各种问题,具有更好的散热和耐大电流的性能,提供了更好的热导率和散热面积。在此覆晶工艺基础上,可以方便实现高亮度需求的多芯片集成、模组等产品,充分发挥覆晶工艺的高良品率、高可靠性的优势。随着电子产品体积的进一步缩小,FC 封装芯片的应用范围越来越广,封装形式更趋多样化,对 FC 封装技术的要求也随之提高。同时 FC 也对芯片封装技术工艺提出了新的挑战。文章作者:王国励 何乃辉 王立国(天水华天科技股份有限公司)文章来源: 海绵宝宝的耳朵 半导体封装工程师之家 以上一文,仅供参考! 欢迎来电咨询合明科技倒装芯片焊接焊剂锡膏残留清洗剂、回流焊后焊锡膏残留清洗剂、摄像头模组COB封装焊接清洗剂、功率电子半导体器件清洗剂、5G产品PCBA焊膏锡膏水基清洗剂、SMT焊后助焊剂锡膏残留清洗剂、PCB组装除助焊剂清洗剂,电路板组装件清洗剂,电子封装水基清洗解决方案,PCB波峰焊清洗剂,治具助焊剂清洗剂,助焊剂清洗剂,PCB治具清洗剂,PCB助焊剂清洗剂,合明科技,SMT电子制程水基清洗全工艺解决方案,汽车用 IGBT芯片封装焊后清洗剂,IGBT芯片清洗剂,IGBT模块焊后锡膏清洗剂,IGBT功率半导体模块清洗,SMT锡膏回流焊后清洗剂,PCBA焊后水基清洗剂,系统封装CQFP器件焊后助焊剂清洗剂、SIP芯片焊后清洗剂、BMS电路板焊后清洗剂,半导体分立器件除助焊剂清洗液、半水基清洗剂、IGBT功率模块焊后锡膏水基清洗剂、PCB组件封装焊后水性环保清洗剂、SMT封装焊后清洗剂、精密电子清洗剂、半导体分立器件清洗剂、SMT焊接助焊剂清洗剂、锡嘴氧化物清洗剂、PCBA清洗剂、芯片封装焊后清洗剂、水性清洗剂、FPC清洗剂、BGA植球后清洗剂、球焊膏清洗剂、FPC电路板水基清洗剂、堆叠组装POP芯片清洗剂、油墨丝印网板水基清洗全工艺解决方案、BMS新能源汽车电池管理系统电路板制程工艺水基清洗解决方案、储能BMS电路板水基清洗剂、PCBA焊后助焊剂清洗剂、组件和基板除助焊剂中性水基清洗剂、功率电子除助焊剂水基清洗剂、功率模块/DCB、引线框架和分立器件除助焊剂水基清洗剂、封装及晶圆清洗水基清洗剂、倒装芯片水基清洗、SIP和CMOS芯片封装焊后清洗剂、SMT钢网、丝网和误印板清洗除锡膏、银浆、红胶,SMT印刷机网板底部擦拭水基清洗剂、焊接夹治具、回流焊冷凝器、过滤网、工具清洗除被焙烤后助焊剂和重油污垢清洗剂,电子组件制程水基清洗全工艺解决方案。

  • SMT工业环保清洗剂合明科技分享:浅谈SMT制程工艺缺陷有哪些?

    SMT工业环保清洗剂合明科技分享:浅谈SMT制程工艺缺陷有哪些?

    SMT工业环保清洗剂合明科技分享:浅谈SMT制程工艺缺陷有哪些?不少工程师在研发验证阶段,为节省时间,会找工厂做SMT贴片打样,但由于工厂工艺水平不一,某些工程师曾碰到板子到手后,发现短路或开路,无法正常测试,一时也找不到问题在哪,无法确定是工厂的问题,还是自己设计出了错,一来二去费时费钱...所以本文收集了:在SMT贴片加工中,较为常见的几项工艺缺陷,帮助大家了解SMT贴片工艺,少走弯路,少“翻车”:一、缺陷①:“立碑”现象(即 片式元器件发生“竖立”)【缺陷解释】通常由于回流焊时元件两端的湿润力不平衡,引发元件两端的力矩也不平衡,导致“立碑”。【成因分析】因素A:焊盘设计与布局不合理▼①元件的两边焊盘之一与地线相连接或有一侧焊盘面积过大,焊盘两端热容量不均匀; ②PCB表面各处的温差过大以致元件焊盘两边吸热不均匀;③大型器件QFP、BGA、散热器周围的小型片式元件焊盘两端会出现温度不均匀。★解决办法:工程师调整焊盘设计和布局因素B:焊锡膏与焊锡膏印刷存在问题▼①焊锡膏的活性不高或元件的可焊性差,焊锡膏熔化后,表面张力不一样,将引起焊盘湿润力不平衡。 ②两焊盘的焊锡膏印刷量不均匀,一侧锡厚,拉力大,另一侧锡薄拉力小,致使元件一端被拉向一侧形成空焊,一端被拉起就形成立碑。 ★解决办法:需工厂选用活性较高的焊锡膏,改善焊锡膏印刷参数,特别是钢网的窗口尺寸 因素C:贴片移位Z轴方向受力不均匀▼该情况会导致元件浸入到焊锡膏中的深度不均匀,熔化时会因时间差而导致两边的湿润力不平衡,如果元件贴片移位会直接导致立碑。★解决办法:需工厂调节贴片机工艺参数 因素D:炉温曲线不正确↓如果回流焊炉炉体过短和温区太少就会造成对PCB加热的工作曲线不正确,以致板面上湿差过大,从而造成湿润力不平衡。★解决办法:需要工厂根据每种不同产品调节好适当的温度曲线缺陷②:“锡珠”现象【缺陷解释】它不仅影响外观而且会引起桥接(下文会讲)。锡珠可分两类:一类出现在片式元器件一侧,常为一个独立的大球状(如下图1);另一类出现在IC引脚四周,呈分散的小珠状。图:锡珠示意:位于元器件腰部一侧(来源网络)【成因分析】因素A:温度曲线不正确▼回流焊曲线可以分为预热、保温、回流和冷却4个区段。预热、保温的目的是为了使PCB表面温度在60~90s内升到150℃,并保温约90s,这不仅可以降低PCB及元件的热冲击,更主要是确保焊锡膏的溶剂能部分挥发,避免回流焊时因溶剂太多引起飞溅,造成焊锡膏冲出焊盘而形成锡珠。★解决办法:工厂需注意升温速率,并采取适中的预热,使溶剂充分挥发因素B:焊锡膏的质量▼①焊锡膏中金属含量通常在(90±0.5)℅,金属含量过低会导致助焊剂成分过多,因此过多的助焊剂会因预热阶段不易挥发而引起飞珠;②焊锡膏中水蒸气和氧含量增加也会引起飞珠。由于焊锡膏通常冷藏,当从冰箱取出时,如果没有充分回温解冻并搅拌均匀,将会导致水蒸气进入;此外焊锡膏瓶的盖子每次使用后要盖紧,若没有及时盖严,也会导致水蒸气的进入;③放在钢网上印制的焊锡膏在完工后,剩余的部分应另行处理,若再放回原来瓶中,会引起瓶中焊锡膏变质,也会产生锡珠;★解决办法:要求工厂选择优质的焊锡膏,注意焊锡膏的保管与使用要求其他因素还有▼①印刷太厚,元件下压后多余锡膏溢流;②贴片压力太大,下压使锡膏塌陷到油墨上;③焊盘开口外形不好,未做防锡珠处理;④锡膏活性不好,干的太快,或有太多颗粒小的锡粉;⑤印刷偏移,使部分锡膏沾到PCB上;⑥刮刀速度过快,引起塌边不良,回流后导致产生锡球...缺陷③:“桥连”现象【缺陷解释】桥连会引起元件之间的短路,遇到桥连必须返修。图:BGA桥连示意图(来源网络)【成因分析】因素A:焊锡膏的质量问题▼①焊锡膏中金属含量偏高,特别是印刷时间过久,易出现金属含量增高,导致IC引脚桥连;②焊锡膏粘度低,预热后漫流到焊盘外;③焊锡膏塔落度差,预热后漫流到焊盘外;★解决办法:需要工厂调整焊锡膏配比或改用质量好的焊锡膏因素B:印刷系统▼①印刷机重复精度差,对位不齐(钢网对位不准、PCB对位不准),导致焊锡膏印刷到焊盘外,尤其是细间距QFP焊盘;②钢网窗口尺寸与厚度设计失准以及PCB焊盘设计Sn-pb合金镀层不均匀,导致焊锡膏偏多;★解决方法:需要工厂调整印刷机,改善PCB焊盘涂覆层;因素C:贴放压力过大▼焊锡膏受压后满流是生产中多见的原因,另外贴片精度不够会使元件出现移位、IC引脚变形等;因素D:再流焊炉升温速度过快,焊锡膏中溶剂来不及挥发▼★解决办法:需要工厂调整贴片机Z轴高度及再流焊炉升温速度缺陷④:“芯吸”现象【缺陷解释】也称吸料现象、抽芯现象,多见于气相回流焊中。焊料脱离焊盘沿引脚上行到引脚与芯片本体之间,导致严重的虚焊现象。【成因分析】通常是因引脚导热率过大,升温迅速,以致焊料优先湿润引脚,焊料与引脚之间的润湿力远大于焊料与焊盘之间的润湿力,引脚的上翘回更会加剧芯吸现象的发生。  ★解决办法:需要工厂先对SMA(表面贴装组件)充分预热后在放炉中焊接,应认真的检测和保证PCB焊盘的可焊性,元件的共面性不可忽视,对共面性不好的器件不应用于生产。注意:在红外回流焊中,PCB基材与焊料中的有机助焊剂是红外线良好的吸收介质,而引脚却能部分反射红外线,故相比而言焊料优先熔化,焊料与焊盘的湿润力就会大于焊料与引脚之间的湿润力,故焊料不会沿引脚上升,从而发生芯吸现象的概率就小得多。5缺陷⑤:BGA焊接不良(BGA:Ball Grid Array「球栅阵列封装」)不良症状A:连锡▼连锡也被称为短路,即锡球与锡球在焊接过程中发生短接,导致两个焊盘相连,造成短路。★解决办法:工厂调整温度曲线,减小回流气压,提高印刷品质图:连锡示意:红圈部分为连锡(来源网络)不良症状B:假焊▼假焊也被称为“枕头效应(Head-in-Pillow,HIP)”,导致假焊的原因很多(锡球或PAD氧化、炉内温度不足、PCB变形、锡膏活性较差等)。BGA假焊特点是“不易发现”“难识别”。图:BGA假焊示意图(来源网络)图:BGA“枕头效应”侧视图(来源网络)不良症状C:冷焊▼冷焊不完全等同与假焊,冷焊是由于回流焊温度异常导致锡膏没有熔化完整,可能是温度没有达到锡膏的熔点或者回流区的回流时间不足导致。★解决办法:工厂调整温度曲线,冷却过程中,减少振动图:BGA冷焊示意图(来源网络) 不良症状D:气泡▼气泡(或称气孔)并非绝对的不良现象,但如果气泡过大,易导致品质问题,气泡的允收都有IPC标准。气泡主要是由盲孔内藏的空气在焊接过程中没有及时排出导致。★解决方法:要求工厂用X-Ray检查原材料内部有无孔隙,调整温度曲线图:BGA气泡示意图(来源网络)图:通常气泡大小不能超过球体20%不良症状E:锡球开裂▼不良症状F:脏污▼焊盘脏污或者有残留异物,可能因生产过程中环境保护不力导致焊盘上有异物或者焊盘脏污导致焊接不良。除上面几点外还有:①结晶破裂(焊点表面呈玻璃裂痕状态);②偏移(BGA焊点与PCB焊盘错位);③溅锡(在PCB表面有微小的锡球靠近或介于两焊点间)等。以上一文,仅供参考! 欢迎来电咨询合明科技回流焊后焊锡膏残留清洗剂、摄像头模组COB封装焊接清洗剂、功率电子半导体器件清洗剂、5G产品PCBA焊膏锡膏水基清洗剂、SMT焊后助焊剂锡膏残留清洗剂、PCB组装除助焊剂清洗剂,电路板组装件清洗剂,电子封装水基清洗解决方案,PCB波峰焊清洗剂,治具助焊剂清洗剂,助焊剂清洗剂,PCB治具清洗剂,PCB助焊剂清洗剂,合明科技,SMT电子制程水基清洗全工艺解决方案,汽车用 IGBT芯片封装焊后清洗剂,IGBT芯片清洗剂,IGBT模块焊后锡膏清洗剂,IGBT功率半导体模块清洗,SMT锡膏回流焊后清洗剂,PCBA焊后水基清洗剂,系统封装CQFP器件焊后助焊剂清洗剂、SIP芯片焊后清洗剂、BMS电路板焊后清洗剂,半导体分立器件除助焊剂清洗液、半水基清洗剂、IGBT功率模块焊后锡膏水基清洗剂、PCB组件封装焊后水性环保清洗剂、SMT封装焊后清洗剂、精密电子清洗剂、半导体分立器件清洗剂、SMT焊接助焊剂清洗剂、锡嘴氧化物清洗剂、PCBA清洗剂、芯片封装焊后清洗剂、水性清洗剂、FPC清洗剂、BGA植球后清洗剂、球焊膏清洗剂、FPC电路板水基清洗剂、堆叠组装POP芯片清洗剂、油墨丝印网板水基清洗全工艺解决方案、BMS新能源汽车电池管理系统电路板制程工艺水基清洗解决方案、储能BMS电路板水基清洗剂、PCBA焊后助焊剂清洗剂、组件和基板除助焊剂中性水基清洗剂、功率电子除助焊剂水基清洗剂、功率模块/DCB、引线框架和分立器件除助焊剂水基清洗剂、封装及晶圆清洗水基清洗剂、倒装芯片水基清洗、SIP和CMOS芯片封装焊后清洗剂、SMT钢网、丝网和误印板清洗除锡膏、银浆、红胶,SMT印刷机网板底部擦拭水基清洗剂、焊接夹治具、回流焊冷凝器、过滤网、工具清洗除被焙烤后助焊剂和重油污垢清洗剂,电子组件制程水基清洗全工艺解决方案。

  • SMT组装板清洗剂合明科技分享:SMT电子加工领域分板工艺介绍

    SMT组装板清洗剂合明科技分享:SMT电子加工领域分板工艺介绍

    SMT组装板清洗剂合明科技分享:SMT电子加工领域分板工艺介绍 电子产品的展现状与趋势,产品体积日微小型化、功能日趋多样化、元件日趋精密化,产品稳定性要求高,电子产品的微小型化,要求印制板双面多层和层间高密度互连,使得板面单位面积上的元器件数量大幅增加,令板边空隙裕度(Margin)变得更小。高密度组装与微型焊点、产品形状五花八门、拼板和板材复杂多样不一而足,对于拼板(Multiple Printed Panel)设计和分板工艺提出了更高要求。组装板从简单分割到高精度分割的变化,使分板的可靠性面临诸多挑战,分板时的应力危害以及控制也日益受到业界关注;而正确的拼板设计和分板工艺则可以有效的降低或避免相关的危害和潜在失效问题。分板设备多种多样,能达到高密度组装板分板工艺要求的不多;比如手持式便携产品组装板外形精巧器件致密,能满足其高精度低应力分板的设备更少。在对新产品评估分板设备以及工艺时,需依据产品特点有的放矢正确选择:常规直线V槽或邮票孔拼板的简单基板,可通过手工辅以夹具分板(Manual&Jig Split or Break);较难切割的直线V槽拼板,可选用走刀式切割(Moving Cutter Separate)或铡刀气动剪切(Air Pressure Shear)分板;对于拼板复杂、曲线外型和断签式连接的高密度组装板,建议采用CNC铣刀式分板板(RASEM);对于基板厚度0.8mm以下的硬性板、软板以及软硬接合板,则可以选择钢模冲压(Die Punching)、紫外线(ultraviolet)激光切割(UV Laser Depaneling)的分板方式。UV Laser分割技术,用于薄板或软板类似产品相比传统的机械分板方式具有较大优势,这种工艺精度高无机械应力,比如用于高精密相机模块组装板分割效果良好。,每一种分板方式在生产中都有一定的适用范围,技术人员应当依据组装板的拼板方式、基板厚度和精密程度以及材质等特性,选择正确的分板设备与工艺。PCBA在不同方式下分板的应力大小:高密度组装板的内层线路、焊点与器件通常很脆弱,对制程过程中各种震动波和应力破坏很敏感,因而对分板应力的管理、控制与检测变得不可或缺。机械式切割分板过程中,产生的振动破坏(Shock Crack)和变形应力破坏(Strain Crack),可能造成产品的潜在失效,高精密新产品首次切板时应当测量分板的应力情况,以便掌握切板可能给产品带来的危害。一般地,线路板分割被放在表面组装制程的最后工序,甚至是在ICT测试和主要检查站结束后进行的,所以分板制程造成的“内伤”通常很难被发现。组装板内层线路裂痕、器件或焊点龟裂等缺陷,可能只有到用户端使用时才能被发现,这无疑会降低产品的可靠度和用户的信赖满意度。为此,消除不良拼板互连设计,不折不扣地执行可制造性设计(DFM),结合正确的分板工艺和应力检测控制,可以使问题消灭在萌芽状态,从而降低故障的发生率。 1 高密度组装板的板材要求和拼板设计 自20世纪90年代初开始,高密度互连(HDI)的多层印制电路板(Mulitlayer Printed Circuit Board),随着电子产品多功能化和小型化的潮流,在新一代电子产品上逐渐成为主流。第五代电子装联技术也就是微电子组装技术MPT(Micoelectronics Packaging Technology)的日臻成熟,尤其在手持便携式产品上得到了推广应用;而极小的0201和01005被动组件、微间距技术MPT(Micro Pitch Technology)的超窄间距UFPT(Ultra Fine Pitch)器件变得很普遍。电路板组装密度和集成度的骤然增高,以及电子产品严格的环保要求,不仅对于基板材质要求变得更为苛刻,也对拼板设计以及PCB可加工性设计(Design for Fabrication of the PCB)提出了更高的要求,使得板材的热性能、柔韧性和坚硬度较之往常大幅增加,于是在很大程度上给分板工艺增加了难度。PCB的可制造性设计与表面组装利害尤关,设计的缺陷必然给生产制程带来困扰,比如增加工艺难度、降低生产良率和效率、增加材料损耗等问题。从技术整合管理的角度来看,拼板设计和分板工艺是必须在可制造性设计DFM(Design for Manufacture)评估阶段进行的。DFM主要研究产品本身的设计与制造系统各部分之间的相互关系,把它用于产品设计中以便将整个制造系统融合在一起进行总体优化;可以降低产品的开发周期和成本,使之顺利地投入生产,品质有保障。1.1 高密度组装板的材质要求高密度组装板表面元器件以及内层线路铜箔,距离板边或拼板连接桥(Tabs)的空隙和距离,随着产品微小型化而变得更小。印制电路板的基板材料多种多样,比如常见的有机材质就有酚醛树脂纸质基板、复合材质基板和环氧玻璃布基板等,而无机材质有金属基板和陶瓷基板等。从形态上说,PCB可分为硬性基板(Rigid PCB)、揉性软板(Flexible PCB)和软硬接合板(Rigid-Flex PCB);基板材质的复杂多样使得分板工艺不能简单地搞一刀切,而是必须量体裁衣有的放矢。比如早期的纸基覆铜箔板或纸质芯复合材料CEM(Composite Epoxy Material)基板疏松脆弱易断,这类基材拼板采用常规的V-Cut槽和邮票孔方式,通过简单的手工夹具或电动走刀分板轻而易举。不过这类基材热性能和机械强度较差,不宜用于高密度组装板的无铅或高端产品上,否则易造成铜皮起泡和基板翘曲等不良现象。高密度组装板通常采用玻璃布环氧树脂基板、玻纤BT/Epoxy树脂基板和PI聚酰亚胺等优质基材,玻璃布基板分为玻璃布-环氧树脂覆铜箔板(FR4)和耐热玻璃布-环氧树脂覆铜箔板(FR5),它们的性价比高热性能及机械强度优良,日前在无铅无卤要求的产品上被普遍采用。复合材料基板CEM-3以玻璃不织布为夹心,上下表面覆盖玻璃布+环氧树脂;它由FR-4改良而来具有很大的价格优势,并以玻璃无纺布取代大部份玻璃纤维布。它们的硬度和柔韧性俱佳,是当前高密度组装硬性组装板主流基材,不过这种基板分割应力通常较大。挠性覆铜箔板(FPC)分为聚酯树脂覆铜箔板和聚酰亚胺覆铜箔板,这类基板材质柔韧性佳。特殊材质基板比如说金属类基板、陶瓷类基板和耐热热塑性基板,其拼板互连接工艺复杂多样,其分板工艺需要仔细考虑,才能获得良好的分板效果。1.2 高密度组装的拼板与互连方式传统的电路板拼板互连,主要有断签式、邮票板式和双面对刻V槽三种,这些方式在同一组装板上有时可能被综合应用。早期的断签式拼板为了方便掰断或剪钳切割分板,对断签尺寸规定的较为严格(长度不大于宽2.54 mm,宽度不大于2 mm)。邮票板互连方式是在断签式的基础上演变而来的,为方便分板降低分板的强度以及应力,在断签长度方向上钻5~10个直径0.8 mm的小孔,因拼板连接桥类似邮票板分割的方式而得名。这种方式因其分板应力小,品质有保障,用于高密度组装板上(通讯、汽车电子 航空航天医疗器械 精度模块等)。双面对刻V槽拼板互连方式,多半用于矩形或正方形的规则形状组装板,当元器件不突出板边或者突出板边的器件非V槽互连边,则采用这种方式。断签式而今已演变为连桥拼板互连方式,成为高密度组装板的主要拼板方式,其分板工艺也由先前的掰断方式上升为自动Router曲线切割、Punch冲裁或UV Laser分割等先进工艺。而双面对刻V槽互连拼板方式,不仅在一般性组装板的最具主流应用最广,而且在基板厚度1.2 mm以上的高密度组装板上仍然主要采用这种方式。1.3 拼板设计要点与不良互连组装板的拼板设计需考虑全面,首先是拼板形状及大小便于加工强度足够,制程中不会产生断板问题以及回焊后没有明显变形,组装板便于切割分开。其次,需考虑基板材料的最大利用率以便降低材料损耗,确保电路板组装效率和产品品质。其次对于元器件的布局,需注意组件排列方向不同的影响,避免分割应力而造成组件损伤;通常最靠近拼板互连和分板连接桥的地方应力较大,因此拼板时脆弱的细小焊点元器件应当力求避开这些位置。同时,异形无规则单板的电路板拼成连板时,如果是采用V槽拼板应当尽可能设计成矩形(见图13);拼板的外框(夹持边)建议采用闭环设计,确保PCB拼板固定在夹具上后不易产生翘曲变形;板长与板宽尺寸非特殊需求,不要大于300*240 mm,拼板的工艺夹持边一般为5~10 mm;对于高密组装的薄板或FPC,拼板尺寸还可以适当小一些。在拼板互连设计中,采用双数拼板即正反各半的拼板方式——俗称阴阳板。这种拼板方式可以节省成本,比如模板、编程时间、产前准备和生产换线时间等,从而大幅提高生产效率。阴阳板在一个拼板的同一面既有TOP面又有BOTTOM面,在生产制程中生产完一面后,不需改动生产制程和程序即可翻转生产另一面。对于阴阳板,必需是双面贴装并且不需波峰焊接和通孔回流焊接(Pin In Hole Reflow)制程;TOP与BOT面采用相同制程;工艺边MARK点两面必须对称,便于用相同的程序进行印刷、贴装和自动设备在线检测。一般说来,阴阳板的拼板互连方式与正反面不同拼板,在分板工艺上大同小异。在拼板互连设计时,必须避免以下问题:对于邮票板拼板设计,在分板折断时基板变形和内应力较大容易导致PCB内层线路、器件或焊点破损,所以邮票孔互连的就近不能有走线或精密细间距器件,。对于断签式连接桥拼板互连方式,连板之间需采用CNC铣刀式分板,拼板间距不能小于铣刀直径,如果最小铣刀直径是1.0 mm,最小冲槽尺寸要大于1.0 mm。组件突出板边遮住拼板连接Tab或V槽,干扰到裁板的正常作业。对于V槽拼板互连方式,拼板外框与内部小板、小板与小板之间的连接点附近不能有大的器件或伸出的器件,元器件与PCB板的边缘应留有大于1.0 mm的距离,以保证切割刀具正常运行。2 高密度组装板的分板暨常见的分板工艺比较分板有时又称切板,就是将PCB边上不用的工艺边去掉或是把多拼板的各小板分开。说起来虽然很简单,但它却是PCB组装过程中很重要的一个环节。目前组装板分割的设备及其工艺有多种,下面我将对其略作阐述并重点介绍用于高密度组装板的分割设备和工艺。常见的分板设备或装置主要有,手工以及夹具折板,电动或手推走刀式切割,铡刀气动剪切,CNC铣刀式分板机,钢模冲压裁断和激光切割等等。其中电动或手推走刀式切割和铡刀气动剪切,通常主要用于V-Cut槽的拼板互连板分割,这两种方式在当前的生产中应用的相对较广;而高密度组装板较厚的硬板以及不规则拼板互连,则主要是采用CNC铣刀式分板机切割;薄板、软板或软硬接合板和不规则拼板则采用钢模冲裁,或者采用紫外线激光切割较为合适。紫外线激光切割是一种新型技术,切割过程中不产生机械应力,用于高密度组装的薄板、软板或软硬接合板,相比传统机械方式分板较有优势。2.1 铣刀式分板机(Router)主要用于硬性基板分割,这种分板方式切割应力较小,震动冲击小,分板时组装板保持固定不动,铣刀头可以做上下或水平移动进刀,走刀轨迹按照程序设置的进行。Router切割机通常由计算机智能控制系统,X、Y和Z轴AC伺服马达驱动系统,影像识别系统,高速定位系统和组装板夹持装置(双或单托盘),以及切割粉尘吸收装置等几部分构成。Router切板程序制作简单,分割轨迹路径设置快速,能很容易地处理形状复杂尺寸各异的线路板。当前的Router切板机,为提高效率通常都是双工作台配两治具,当一个取放板时另一个则可进行切割作业,Router切板机正面与作业状况。自动轨迹分板需要制作精良的专用夹具,夹具由铝合金、防静电胶木或工程塑料制成。夹具分为底座与压盖两部分,在底座以及压盖的四边对应位置需镶嵌磁铁块(磁铁直径5~10 mm厚3~6 mm),磁铁的作用是使底座与压盖接合固定。在夹具底座的对角需要安装两个定位柱(直径5~12 mm),同时在压盖上需要有与之匹配良好的定位孔,参考图22B。组装板有元器件的位置夹具底座和压盖须镂空,空间位置与元器件需有足够裕度,治具压合时不许碰触到元器件;为了排尘夹具压盖和下底座,需力求上下通风对流,以便排除切板灰尘。分板夹具的精密度要求很高,连板PCBA以及每个单板需要有适当的定位孔(或板边定位),以便切割时产品可靠的定位固定。压盖与底座间需要有足够的接合力,压盖单边的提取力度要求(1.5~4.0 kg),普通产品2 Kg左右已然足够;接合力太大作业时费力不方便,反之压不住产品可能造成切板不良。基板突出治具底座要求不少于0.2 mm,便于压盖能有效压紧产品;尺寸较大较厚时接合力要偏上限,以免切割时板子拱起切坏产品,这对于确保分板的品质精度至关紧要。高密度组装板是否适合Router分板,在作业之前先要进行评估。PCBA每个单板之间或单板与板边的链接点距离(Z)需要大于铣刀的最小直径,比如当间隔小于1.2 mm的组装板不适宜此分板方式。一般地,铣刀最小直径为1.2 mm,于是Z的距离需大于1.5 mm,才能有利于切割时进刀与提刀,见图23A。如果PCBA有零件突出板边,分板点离突出组件边缘需不小于3 mm,避免分板时切割到组件。程序走刀路径,需要计算什么样的走刀线路方案最短,走刀路径选择恰当可提高效率和分割品质。Router切割机的速度范围为1~100 mm/s,通常板厚1.0 mm的FR4板材切割速度可设定为15~40 mm/s范围。切割的进刀速度,主要看组装板的板材与板厚,并考虑切刀的主轴转速和铣刀的磨损情况,如果主轴转速较高(60000 rpm)且刀刃良好,进刀速度可设定高一些反之不宜太快。如果基板较厚且板材韧度和硬度较高,切板进刀的速度也不宜太快,否则易造成断刀或过快损坏刀具,甚或造成产品损坏。另外,拼板互连桥禁止金属化处理,不然Router切割时容易损坏铣刀,见图23B。新产品制作生产程序时,可通过PCBA光学基准点拼板互连所有接点,找到第一片单板的铣刀切割起点、终点和走刀路径座标。良好的切板程序,应该是使切割路径最短,根据PCBA板厚以及板材特点设定恰到好处的分段换刀长度与频率,使达到最好的分板效益。新程序试切前,需对每个切割位置逐个教导调整,并令铣刀空跑一次通过影像复核路径确保无误;试切时,先切一个unit让机器暂停,确认切割效果需符合产品的尺寸规格要求。然后,分切一个连板(Panel)让制程中的品质管制人员IPQC(In Process Quality Control)检验,确保每个单板切板断面良好且没有损坏器件,务必要实施首件品质保障FAA(First Article Assurance)制度。Router切板优点很多,它不仅可以切割规则的矩形产品,通过调整Z轴补偿值还能进行圆弧曲线的切割;对于外形不规则的手持式便携产品基板,同样轻松自如毫不费力。日前市场上Router机的精度通常是±0.02 mm,分割后以板边为基准的凹凸点一般可以控制在±0.1 mm;可分割的基板厚度几乎适合当前所有的产品。正常情况下,铣切分板产生的应力极小,对精密器件以及微型焊点不会产生潜在失效效应问题,它是目前高密度组装钢性基板切板工艺中颇为理想的方式。不过,它的不足之处是分板过程中产生较多粉尘,对产品会产生一定的污染;对于影像器件产品通常不采用此种方式。另外,这种分板机价格较高,不同产品需要专用的夹具。2.2 新型的UV Laser切割分板技术激光切割技术依据光束波长不同可分为多种类型,比如波长为10.6μm的红外线(Infrared)IR激光和波长0.355μm为紫外线(ultraviolet)UV激光切割技术,IR激光切割使用二氧化碳(CO2)辅助,所以又称为CO2切割技术。CO2激光切割是通过聚焦镜将CO2的激光束(Diameter of focused laser beam),聚焦在材料表面产生热效应使材料熔化,同时利用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料,并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。CO2激光热效应高更适合金属板材切割,日前SMT的印刷模板钢片就是主要采用这种工艺方式,作业时在切割口喷射氧气为提高切割速度并清洁切口。而UV激光切割技术,利用光斑直径20μm的激光束,通过光化学效应打断分子之间的结构,来实现产品的切割分离。UV激光切割利用紫外短波长激光束,使高能量的紫外光子直接破坏柔性材料表面的分子键,达到去除材料的目的。UV激光用于电路板切割方兴未艾,那么它相比传统的机械分板方法,都有哪些优势和特点呢?首先,这种“冷”光切割热影响区域小、切口宽度窄至30~40μm,并有效地将热效应熔融和碳化降至最低;避免了CO2激光切割时板材碳化烧焦、切割边呈锯齿状参差不齐的问题。切割效率高速度快至150 mm/s,因而热量扩散更小;而碳化极低使切口边缘更为平整干净,切割轮廓线更为精细无毛刺无粉尘问题,这对于HDI/BUM高密度组装精细的刚性薄板、柔性软板以及刚-挠性板,对应力、精度、粉尘等比较敏感的电路板,以及类似产品分无疑是较好的方案,UV Laser Incision Machine & Processin……其次,UV激光切割的精度高,其加工精度可控制在+/-20 um内,其它方式的分割精度通常最好能做到±50μm,因而它对于高密度组装板的精细间距产品切割也没有问题。新型的激光分切板机不仅具有视觉对位系统,可以通过光学对位点确定光刀切割位置,还拥有内层靶标对位和捞边边缘无接触应对位的功能,对于高精度手机相机模块的分板切割,避免了传统方式因Holder盖位偏差切坏产品的问题。同时,设备具有自动聚焦功能,通过自动识别靶标确定电路板位置和尺寸,并以此为基础自动将切割过程调至最佳。3 分板应力的管理、控制与测量方法组装板在分板过程中产生的形变应力和振动冲击波,释放时足够危害到电子产品的安全。分割应力危害程度通常受拼板互连方式、分板切割工艺、器件精密度和材质硬度等影响,而高密度组装板由于本身特点在分割时所面临的内应力危害更大,决不能掉以轻心。电路板内层线路、焊接点以及精密器件,因振动冲击波和变形应力破坏而造成的损伤,一般很难在目视检查或功能检测时被发现,可能只有到用户手上通电操作时才能暴露出来。况且线路板分割通常是在最后制造工序检查结束后进行的,所以在切板过程中的分板应力检测和管理控制变得不可或缺。因而,在制程设计与制程管制的工艺流程中,需要注意实施潜在失效与效应分析FMEA(Failure Mode and Effects Analysis),在制程设计时落实拼板的可制造性设计DMF(Design for Manufacture)法则,并加强分板工艺的生产制程管制PMP(Process Management Plan)。在新产品导入初期,相关人员需熟练掌握产品关键的品质规格CTQ(Critical To Quality),使拼板设计、分板应力造成的潜在失效项目和分板规格尺寸,在相关工具表格中无一遗漏地得到实时管制。3.1 对分板应力的管理和控制我们知道,除了UV Laser 切割对电路板没有应力破坏之虞,其它机械方式分板都不同程度地存在这个问题,而手工治具折板、电动走刀分割和刀模冲裁等分板方式尤其明显,为此必需认真对待并加强检测与管控。应该说在以往的分板作业当中,经验丰富的技术人员常常通过“望闻问切”的方法,来检查、管理和控制分板切割中的异常情况,也是很有效的。比如刀具磨损造成的崩裂式切割,分板过程中可能出现基板弯曲变形量大、噪声增加、断面粗糙和灰尘较多等异常现象,技术人员可以通过这些现象进行分析判断,找出症结所在并排除故障。高密度组装硬性板,基板材质致密韧性好硬度高,使得线路板分割的应力上升,也使得分割产生的振动波破坏问题不易发现,需要专业的应力检测装置才能探测到。可以说,应力检测器是管理基板切割的钥匙,它与人工的检查方法相辅相成,并各有千秋。自动的应力检测器,可以对分板中的应力实施动态跟踪实时管理;而人工方法作为首件品质保证也是必不可少的,在分板作业中工程或品管人员不仅需确保分板的尺寸符合规格要求,还需通过显微镜检查确认切板过程中没有损坏元器件,察看切断面是否光滑平整确保分板作业正常。在每天换班时,工程技术人员需检查分板的刀具有无损坏的痕迹,并察看有无异常现象,品管人员需做好首件确认。3.2对分板应力的检验和测量高密度组装应力敏感型产品分板,质量管理部门有时需要提供应力分析数据与图表报告,为此需要数位应力检测仪和形变检测器装置,进行专业的分板应力测量。为了提供实时的动态检测,当今少数的专业切板机生产厂家在其设备上自带有专用的应力测量仪器。不过,对于大部份的分板设备目前还没有安装这种仪器,这就需要定期地对这些设备进行分板应力的检测与校验。分板应力的检测与校验,需要高度灵敏的应力感应器(Strain Gage Sensor)和检测仪(Strain Measurement Equipment),感测器的探头必须牢固地焊接或粘附在需要测量的器件位置,其固定位置必需紧挨切割边缘或者需要测量的器件,见图30C。说到应力感测器,形状有点类似于回焊曲线(Reflow Profile)热电偶。由于测量分板时的应力,只有在分板切割时才能抓取到一次数据,每个感测器也就是只能测这么一次,所以测量的成本很高。为此,每次进行测量时准备工作一定要做好,测量点必须考虑周全确保探测头有效固定,同时量测仪参数需调整到最佳的待机(Standby)状态。须知偶或一次测量出来的数据通常只能用来作参考,如果用来作为改善的依据则需要反复多次测量,倘若要做成一份有效的测试报告需花费较大的成本。经验表明,不同板材分板方式和切割工艺不同,其应力显示的波形图往往大不相同高密度组装板的元器件与焊点都是非常脆弱的,如果分割应力控制不当将对产品造成隐性破坏,这种潜在的失效效应无疑降低了产品的可靠性与客户的信赖度。因此,对分板应力的检测与管理,应当成为生产制程中不可缺失的一部份。4 总结高密度组装板不仅元器件离分板连接桥的距离接近极限,板内线路、元器件与焊点都是非常脆弱的,兼之组装板的材质硬度和韧性高于一般性基板,分板时产生的变形应力和振动冲击波,如果不加管控或控制不当足以损坏它们。尤其是产品上的超薄膜高集成化器件,施加不均衡外力时其内部会产生内应力,内应力超出薄膜的断裂临界值就会破坏薄膜,致使器件和组件板失效。为此,高密度组装板的拼板互连设计颇有讲究,其分板工艺及其设备也需充分考虑到产品的特点,分板应力的控制是其制程中不可或缺的重要组成部份。本文介绍了常见的几种分板工艺和设备,重点介绍了走刀式分板和铡刀剪切、钢模冲压、铣刀式分板机,以及UV激光切割先进的分板工艺技术。评估选择分板设备和工艺时,需考察产品的尺寸以及精密复杂程度,未必要选择最好的但求合适的,以经济实用和高效安全为宗旨。与此同时,本文还着重介绍了日前应用最广的V-Cut槽的拼板设计和切割工艺,以及常规形态V槽演变成不同形态后电动走刀切割所面临的分板问题。变形V槽在高密度组装的硬性薄板上,亦有其特有的应用价值,通过采用双圆刀手推式走刀分板机,能较好地解决其分板难的问题。高密度组装板的分板制程,对于新产品或分板机切刀研磨后,分板的应力和振动波的检测是必要的;为确保测量的数据具有说服力,可能还需多次测量。良好的分板效果应当是,铣刀式分板机切割过程中力求形变应力与振动波最小,避免内层线路、电子器件和焊点免遭应力危害;分板后产品的精度高尺寸稳定重复性好,确保切断面整齐光滑等等。鸣谢:本文参考了TST(Total systematic Technology) 瑞盛自控技术有限公司(RASEM)文章来源:李峰 SMT技术网以上一文,仅供参考! 欢迎来电咨询合明科技SMT组装板清洗剂、晶圆封装水基清洗剂、PCB助焊剂残留物清洗剂、PCB电路板焊接清洗方案、封装器件清洗工艺方案、电容器焊接环保清洗剂、微波组件助焊剂松香清洗剂、车用IGBT芯片封装水基清洗方案,SMT电子制程水基清洗全工艺解决方案,汽车用 IGBT芯片封装焊后清洗剂,IGBT芯片清洗剂,IGBT模块焊后锡膏清洗剂,IGBT功率半导体模块清洗,SMT锡膏回流焊后清洗剂,PCBA焊后水基清洗剂,系统封装CQFP器件焊后助焊剂清洗剂、SIP芯片焊后清洗剂、BMS电路板焊后清洗剂,半导体分立器件除助焊剂清洗液、半水基清洗剂、IGBT功率模块焊后锡膏水基清洗剂、PCB组件封装焊后水性环保清洗剂、SMT封装焊后清洗剂、精密电子清洗剂、半导体分立器件清洗剂、SMT焊接助焊剂清洗剂、锡嘴氧化物清洗剂、PCBA清洗剂、芯片封装焊后清洗剂、水性清洗剂、FPC清洗剂、BGA植球后清洗剂、球焊膏清洗剂、FPC电路板水基清洗剂、堆叠组装POP芯片清洗剂、油墨丝印网板水基清洗全工艺解决方案、BMS新能源汽车电池管理系统电路板制程工艺水基清洗解决方案、储能BMS电路板水基清洗剂、PCBA焊后助焊剂清洗剂、组件和基板除助焊剂中性水基清洗剂、功率电子除助焊剂水基清洗剂、功率模块/DCB、引线框架和分立器件除助焊剂水基清洗剂、封装及晶圆清洗水基清洗剂、倒装芯片水基清洗、SIP和CMOS芯片封装焊后清洗剂、SMT钢网、丝网和误印板清洗除锡膏、银浆、红胶,SMT印刷机网板底部擦拭水基清洗剂、焊接夹治具、回流焊冷凝器、过滤网、工具清洗除被焙烤后助焊剂和重油污垢清洗剂,电子组件制程水基清洗全工艺解决方案。

  • 晶圆封装清洗合明科技分享:一文介绍什么是扇出型封装?晶圆级封装(Fan-out WLP)工艺技术

    晶圆封装清洗合明科技分享:一文介绍什么是扇出型封装?晶圆级封装(Fan-out WLP)工艺技术

    晶圆封装清洗合明科技分享:一文介绍什么是扇出型封装?晶圆级封装(Fan-out WLP)工艺技术 什么是扇出型封装?扇出型封装技术在封装市场是较为热门的话题。在扇出型技术中,裸片直接在晶圆上封装。由于扇出型技术并不需要中介层(interposer),因此比2.5D/3D封装器件更廉价。扇出型技术主要可以分作三种类型:芯片先装/面朝下(chip-first/face-down)、芯片先装/面朝上(chip-first/face-up)和芯片后装(chip-last,有时候也被称为RDL first)。在chip-first/face-down工艺流程中,晶圆厂首先在晶圆上加工芯片,然后将晶圆移至封装厂进行芯片切割。最后,通过芯片贴装系统,再将芯片放置在临时载板上。EMC(epoxy mold compound,环氧模塑料)被塑封在芯片和载板上,形成所谓的重构晶圆(reconstituted wafer)。然后,在圆形重构晶圆内形成RDL。在RDL制造流程中,先在衬底上沉积一层铜种子层,再在该结构上涂布一层光刻胶,然后利用光刻设备将其图案化。最后,电镀系统将铜金属化层沉积其中,形成最终的RDL。RDL的CD取决于应用。许多扇出型封装不需要先进RDL。在可预见的未来,5-5?m及以上的封装仍将是主流技术。在高端领域,ASE正朝着1-1μm及以下的RDL进军。与此同时,台积电(T*C)也紧跟步伐,目前正在研发0.8μm和0.4μm的扇出型技术。先进扇出型技术终将支持高带宽存储器(high-bandwidth memory,HBM)的封装。“扇出型方法有很多种。我们可以看到CD越来越小,越来越有挑战性。铜柱的间距也越来越小。”Veeco的光刻系统亚洲业务部门总经理Y.C. Wong说道,“通常,主流的RDL仍在5-5μm及以上。目前我们可以看到也有2-2μm或3-3μm在生产。而现在1-1μm还只是处于研发状态。当5G真正发展起来以及随着存储器带宽需求变高时,以上需求都将被驱动。这也将推动市场对2-2μm和3-3μm及以下的更多需求。”尽管如此,所有扇出型技术仍然都面临着挑战。“扇出型封装的主要挑战是翘曲(warpage)/晶圆弯曲(wafer bow)问题。此外,芯片放置也会影响晶圆的平整度和芯片应力。所以芯片偏移(die shift)给光刻步骤和对准带来了挑战。”Yole分析师Amandine Pizzagalli说道。成本也是关键因素之一。具有挑战性CD的封装往往更昂贵。相反,CD要求低的封装则更便宜。在任何情况下,客户对IC封装的价格都是敏感的。他们希望尽可能降低封装成本。因此,他们希望封装厂商降低制造成本。这个故事还有另外一面。封装客户可能想要一款具有挑战性RDL的扇出型产品。但是该封装技术必须达到一定的需求量才具有研发的可能性。如果封装需求量达不到目标,则很难获得回报。因此,目前来说可能还没有动力驱动更小RDL的封装研究。 扇出型晶圆级封装工艺流程:晶圆的制备及切割–将晶圆放入划片胶带中,切割成各个单元准备金属载板–清洁载板及清除一切污染物层压粘合–通过压力来激化粘合膜重组晶圆–将芯片从晶圆拾取及放置在金属载板上制模–以制模复合物密封载板移走载板–从载板上移走已成型的重建芯片排列及重新布线–在再分布层上(RDL),提供金属化工艺制造I/O接口晶圆凸块–在I/O外连接口形成凸块切割成各个单元–将已成型的塑封体切割扇出型封装“核心”市场,包括电源管理及射频收发器等单芯片应用,一直保持稳定的增长趋势。扇出型封装“高密度”市场,包括处理器、存储器等输入输出数据量更大的应用,市场潜力巨大。什么是fanout封装工艺?其就是扇出型封装,从技术特点上看,晶圆级封装主要分为扇入型(Fan-in)和扇出型(Fan-out)两种。传统的WLP封装多采Fan-in型态,应用于引脚数量较少的IC。但伴随IC信号输出引脚数目增加,对焊球间距(Ball Pitch)的要求趋于严格,加上印刷电路板(PCB)构装对于IC封装后尺寸以及信号输出引脚位置的调整需求,扇出型封装方式应运而生。扇出型封装采取拉线出来的方式,可以让多种不同裸晶,做成像WLP工艺一般埋进去,等于减一层封装,假设放置多颗裸晶,等于省了多层封装,从而降低了封装尺寸和成本。扇出型封装工艺流程与步骤:提供晶圆,晶圆包括多个晶粒,相邻的两个晶粒之间具有第一距离,晶粒包括设置有焊垫的正面;将晶粒转移至第二载体上,在第二载体上,相邻的晶粒之间具有第二距离,第二距离大于第一距离;将晶粒转移至第三载体上,晶粒的焊垫与第三载体连接;去除第二载体;塑封晶粒;去除第三载体,晶粒的焊垫暴露于第一塑封体表面;在第一塑封体暴露晶粒的焊垫的表面设置电路,实现晶粒与外部的电连接;切割,形成独立的封装体。优点是,在切割形成独立的封装体之前,增大晶粒之间的间距,避免切割时,切割工具损坏晶粒,提高封装体的良率,该方法工艺简单且易操作,并能够节约成本,缩短生产周期。 fanout封装工艺,我们先来看一下fanout是什么意思?如果是在有大功率输出元件的器件中,可能是降温风扇的接口。因为这个词拆开是fan out,风扇输出。具体情况具体对待吧。接下来我再来看扇出型封装工艺,什么是扇出呢?扇出是一个相对的新来者。几十年来,IC封装都是一个固定的工艺流程。“在传统的封装中,成品的晶圆被切割成单个的芯片,然后被键合和封装,”Lam Research的高级封装副总裁Choon Lee解释说。封测代工厂一直延续着这种封装方法,但在21世纪初,一种称为晶圆级封装(WLP)的技术横空出世,使得传统封装发生了巨大的变化。Lee在一篇博文中说:“WLP,顾名思义,就是在晶圆上进行封装。因为WLP的边缘没有外部覆盖,因此封装的芯片尺寸很小(与芯片本身差不多大小),这是我们对诸如智能手机等对尺寸敏感的设备的重要考虑。其他的优势包括简化的制造和在切割之前测试芯片功能的能力。”WLP有两种主要的类型——芯片级封装(CSP)和扇出。CSP有时被称为扇入。“封装类型主要是由最终的应用驱动的,”KLA-Tencor的市场营销高级总监Pieter Vandewalle说。“扇入/扇出WLP主要是由移动应用驱动的,它需要高性能、节能减薄和小尺寸的封装。”扇入和扇出略有不同。其中一个区别是这两个封装类型如何合并重分配层(RDLs)。RDLs是铜金属连接线,或是将一个部分和另一个部分电导通的轨迹。RDLs是用线宽和间距来测量的,它指的是金属轨迹的宽度和间距。如上所述,低密度的扇出大于8微米的线宽/间距。在扇入中,RDL轨迹被路由到内部。因此,扇入的输入/输出有限,大约在200个输入/输出和0.6毫米的厚度。但是在扇出中,RDL轨迹可以被路由到内部和外部,可以使用更多的输入/输出来支持更薄的封装。“在扇出中,你扩展了封装中的可用区域,”日月光的工程高级总监John Hunt说。 fan Out WLP的英文全称为(Fan-Out Wafer Level Packaging;FOWLP),中文全称为(扇出型晶圆级封装),其采取拉线出来的方式,成本相对便宜;FOWLP可以让多种不同裸晶,做成像WLP制程一般埋进去,等于减一层封装,假设放置多颗裸晶,等于省了多层封装,有助于降低客户成本。此时唯一会影响IC成本的因素则为裸晶大小。 晶圆级封装(Fan-in WLP)工艺技术从封装技术特点上看,晶圆级封装主要分为Fan-in和Fan-out两种形式。传统的WLP 封装大多数采用Fan-in型态,应用于低I/O数量的产品并引入了重布线(RDL)和凸点(Bumping)两项关键技术。 其中重布线技术,是将沿芯片外围分布的焊接区转换为在芯片表面上按照平面阵列式分布的凸点焊区。首先,在晶圆上进行薄膜介质层淀积,便于增强硅片的钝化作用;然后涂覆BCB(双苯环丁烯)或PI(聚酰亚胺)作为再分布的聚合物层(5μm),起到凸点形成和装配工艺的应力缓冲的作用;把Ti层(典型材料为Ni/Cu,Ti/Cu/Ni或Ti/W/Au。)溅射到晶圆上,作为金属焊盘和凸点之间的扩散阻挡层;利用旋转式涂覆光刻胶,形成电镀掩膜,并在光掩膜内部电镀5μm的铜(电镀Cu来使重新布线的金属化获得低电阻率);金属淀积之后,除去光刻胶,并采用干/湿蚀刻法除去电镀基体;把重新布线金属化用焊料掩膜(光BCB)覆盖,最后再采用溅射和电镀淀积凸点底部金属层(UBM),UBM是芯片上金属焊盘与凸点直接的关键界面层,提供电气连接。 涂覆第一层聚合物薄膜(Polymer Layer),以加强芯片的钝化层(Passivation),起到应力缓冲的作用;涂覆第二层聚合物薄膜,主要是起到晶圆表面平坦并保护RDL层的作用。重布线金属层(RDL)的目的是对芯片的铝焊区位置进行重新布局,使新焊区满足对焊料球最小间距的要求,并使新焊区按照阵列排布。最后一道金属层是UBM(Under Bump Metalization,球下金属层),与RDL一样的工艺流程制作。 凸点作为晶圆级封装的I/O电极,因此凸点制作也是晶圆级封装工艺过程的关键工序,它是在晶圆的新焊接区上形成凸点。凸点制作的工艺通常有多种方法,每种方法都各有其优缺点,适用于不同的工艺要求,所以选择合适的凸点制作工艺极为重要。凸点制作技术通常有三种典型工艺:电镀法、植球/模板印刷及铟凸点蒸发沉积. 电镀法生成的凸点最小直径可到30μm,具有适合I/O端数多、凸点尺寸可调、并能实现晶圆级封装(WLP)等优点;焊料(无铅或有铅)凸点植球工艺是一种较实用的工艺技术,工艺简单、成本较低、一致性好,可应用于常规厚度680μm的20cm或15cm晶圆上的凸点制作,凸点典型直径及间距分别为300μm~250μm、500μm~400μm;铟凸点蒸发沉积可实现目前最小的凸点间距和直径,并且操作温度较低,制作工艺成熟,最小凸点间距可达到15μm。该工艺所应用的关键技术为UBM溅射、厚胶光刻、铟蒸发。 晶圆凸点典型制作工艺流程:首先在晶圆上沉积并图案化一层BCB钝化层后,完成UBM 层的制作,在凸点金属化叠层下沉积,为电镀焊料形成模板,电镀之后,将光刻胶去除并刻蚀掉暴露出来的UBM层,最后沉积焊膏,回流形成焊球。另外,由于互连必须基于WLP的芯片面积大小,所以高数量的I/O将需要直径非常小的凸点(焊球)。虽然制造这样的焊球在技术上是可行的,但是需要高密度的PWB来互连,这无疑将增加印刷电路板的制造成本。目前PWB最紧密的板间距是500μm,如果板间距提高到100μm,则需要25μm的光刻技术。晶圆级封装(Fan-out WLP)工艺技术标准WLP(fan-in WLP)是在晶圆未进行切片前,对芯片进行封装,之后再进行切片分割,完成后的封装大小与芯片的尺寸相同。Fan-in封装的芯片尺寸和产品尺寸在二维平面上是一样大的,芯片有足够的面积把所有的I/O接口都放进去,但伴随I/O数目的增加,焊球间距的要求也趋于严格,加上印刷电路板对于IC封装后尺寸以及信号输出的调整需求,芯片的尺寸也不足以放下所有I/O 接口时,则衍生出扇出型(Fan-out)WLP。Fan-out封装是基于晶圆重构技术,是将芯片重新埋置到晶圆上,然后按照与标准WLP 工艺类似的步骤进行封装,得到的实际封装面积要大于芯片面积,在面积扩展的同时也可以增加其它有源器件及无源元件形成SiP。 目前,大多数Fan-out WLP采用芯片面向上及芯片面向下两种工艺形式。Fan-out WLP是采用晶圆级模塑技术,首先把测试合格的芯片嵌入粘接到人造塑料晶圆(重组晶圆)中,然后用模塑料对芯片以及周围空隙进行填充,在晶圆接触焊盘区域上构建互连扇出RDLs并安装焊球进行测试,最后将膜制芯片切割成各个封装成品。Fan-in WLP的焊球数量及间距必须满足芯片的尺寸要求,而Fan-out WLP 可以扇出封装面积,对焊球数量及间距没有特别的限制,应用更加广泛,更具有优势:• 使用已知良好的芯片( KGD )• 更好的晶片级成品率• 多芯片组装• 可以嵌入无源器件• 不止一个RDL(重新布线层)• 更高的引脚数(或芯片尺寸减小)• 更优的热性能• 更容易进行SiP和3D集成电路封装• 更高的PCB级可靠性。 晶圆级封装发展趋势及可靠性评价方法目前WLP主要有两个发展趋势,Fan-in WLP的I/O 少、芯片尺寸小,所以主要是通过减少WLP 的层数(RDLs)以降低工艺成本;Fan-out WLP则是能实现多方面的先进封装,通过一些新材料及工艺来降低厚度,提高I/O 密度、节距、热性能及参数性能。 如何评价晶圆级封装的可靠性,可以从器件可靠性及板级可靠性两方面入手。对于器件可靠性评价,应重点检查内部结构及工艺是否存在缺陷。由于晶圆级封装器件内部结构复杂,具有更细连线和空间的RDL层(特征缩小到2μm及以下),因此对检测人员及设备提出了更高的要求(需能够发现微米级和亚微米级的缺陷),可以通过3D-Xay、声学扫描显微镜检查(不限于常规C扫描模式,应采用B扫描、透射扫描等多种扫描方式相结合)、金相切片分析及玻璃钝化层完整性检查等技术手段进行综合评价,另外对于Fan-out WLP还需要进行开封后(化学腐蚀 激光刻蚀 定点研磨)的内部检查等。 对于WLP的板级可靠性评价,由于WLP没有倒装器件互联的底部填充工艺,所以器件中不同材料间热膨胀系数(CTE)的失配导致焊球产生热应力和应变,导致封装实效。因此,可以通过热冲击、温度循环、焊球剪切/拉脱强度、X射线检查、染色渗透试验、金相切片分析等技术手段进行评估。另外,晶圆级封装器件主要应用于手持电子设备,易出现跌落情况,从而引起内部电路失效,如焊接点金属间化合物界面处断裂及芯片内部互联失效等,所以增加跌落及冲击试验的评价,也是非常有必要的。 文章来源:文章以上一文,仅供参考! 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