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表面组装技术(smt)的发展简史 发布时间:2021-7-18 21:51:45

  表面组装技术是由组件电路的制造技术发展起来的。从20世纪70年代到现在, SMT的发展历程经历了三个阶段:

 

  第一阶段(1970~1975):主要技术目标是把小型化的片状元件应用在混合电路(我国称为厚膜电路)的生产制造之中,从这个角度来说, SMT对集成电路的制造工艺和技术发展做出了重大的贡献; 同时, SMT开始大量使用在民用的石英电子表和电子计算器等产品中。

第二阶段(976~1985):促使电子产品迅速小型化、多功能化,开始广泛用于摄

像机、耳机式收音机和电子照相机等产品中;同时,用于表面组装的自动化设备大量研制开发出来, 片状元件的组装工艺和支撑材料也已经成熟, 为SMT的高速发展打下了基础。

 

  第三阶段(1986年至今):主要目标是降低成本,进一步改善电子产品的性能价格比。

随着SMT技术的成熟, 工艺可靠性提高, 应用在军事和投资类(汽车、计算机、工业设备)领域的电子产品迅速发展,同时大量涌现的自动化表面装配设备及工艺手段,使片式元器件在PCB上的使用量高速增长, 加速了电子产品总成本的下降。

表面组装技术的重要基础之一是表面组装元器件,其发展需求和发展程度也主要受表面组装元器件SMC/SMD发展水平的制约。为此, SMT的发展史与SMC/SMD的发展史基本是同步的。

 

20世纪60年代,欧洲飞利浦公司研制出可表面组装的钮扣状微型器件供手表工业使用, 这种器件已发展成现在表面组装用的小外形集成电路(SOIC) 。它的引线分布在器件两侧,呈鸥翼形,引线的中心距为1.27mm,引线数可多达28针以上。20世纪70年代初期, 日本开始使用方形扁平封装的集成电路(QFP) 来制造计算器。QFP的引线分布在器件的四边,呈鸥翼形,引线的中心距最小仅为0.65mm或更小,而引线数可达几百针。

 

美国所研制的塑封有引线芯片载体(PLCC) 器件, 引线分布在器件的四边, 引线中心距一般为1.27mm, 引线呈“J”形。PLCC占用组装面积小, 引线不易变形。

 

20世纪70年代研制出无引线陶瓷芯片载体(LCCC) 全密封器件, 它以分布在器件四边的金属化焊盘代替引线。该阶段初期SMT的水平以组装引线中心距为1.27mmSMC/SMD为标志, 80年代逐渐进步为可组装0.65mm0.3mm细引线间距SMC/SMD阶段。进入20世纪90年代后, 0.3mm细引线间距SMC/SMD的组装技术和组装设备趋向成熟。

90年代初期CSP以其芯片面积与封装面积接近相等、可进行与常规封装IC相同的处理和试验、可进行老化筛选、制造成本低等特点脱颖而出。1994年,日本各制造公司已有各种各样的CSP方案提出, 1996年开始, 已有小批量产品出现。

为适应IC集成度的增大使得同一SMD的输入/输出数, 也就是引线数大增的需求, 将引线有规则分布在SMD整个贴装表面而成栅格阵列型的SMD也从20世纪90年代开始发展并很快得以普及应用, 其典型产品为球形栅格阵列(BGA) 器件。

现阶段SMTSMC/SMD的发展相适应, 在发展和完善引线间距0.3mm及其以下的超细间距组装技术的同时, 正在发展和完善BGACSP等新型器件的组装技术。

由此可见,表面组装元器件的不断缩小和变化,促进了组装技术的不断发展,而组装技术在提高组装密度的同时又向元器件提出了新的技术要求和齐套性要求。可以说二者是相互依存,相互促进而发展的。

MCM20世纪90年代以来发展较快的一种先进的混合集成电路, 它是把几块IC芯片组装在一块电路板上, 构成功能电路块, 称之为多芯片模块(MultiChip Module MCM) 。由于MCM技术是将多个裸芯片不加封装, 直接装于同一基板并封装于同一壳体内, 它与一般SMT相比, 面积减小了3~6倍, 重量减轻了3倍以上。

可以说MCM技术是SMT的延伸, 一组MCM的功能相当于一个分系统的功能。通常MCM基板的布线多于4层, 且有100个以上的I/O引出端, 并将CSFCASIC器件与之相连。它代表20世纪90年代电子组装技术的精华,是半导体集成电路技术、厚膜/薄膜

混合微电子技术、印制板电路技术的结晶。MCM 技术主要用于超高速计算机、外层空间电子技术中。

为了适应更高密度、多层互连和立体组装的要求, 目前SMT已处于国际上称之为MPT (Microelectronic Packaging Technology, 微组装技术) 的新阶段。

MCM3D为核心的MPT是在高密度、多层互连的PCB上, 用微型焊接和封装工艺将微型元器件(主要是高集成度IC)通过高密度组装、立体组装等组装方法进行组装,形成高密度、高速度和高可靠性的主体结构微电子产品(组件、部件、子系统或系统)。这种技术是当今微电子技术的重要组成部分,特别是在尖端高科技领域更具有十分重要的意义。在航天、航空、雷达、导航、电子干扰系统、抗干扰系统等方面都具有非常重要的应用前景。

作为第四代电子装联技术的SMT, 已经在现代电子产品, 特别是在尖端科技电子设备、军用电子设备的微小型化、轻量化、高性能、高可靠性发展中发挥了极其重要的作用。
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