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基础知识 >> 先進SMT研究分析手段 |
先進SMT研究分析手段 |
| 文章来源：SMT论坛
发布时间:2010/6/3 8:50:14
发布时间:2010/6/3 8:50:14 【关闭】 |
隨著SMT新技術、新工藝、新材料、新器件的發展，針對這種應用趨勢國外先進研究機構在開展細緻分析、檢測方面做了許多工作，特別是投入巨額資金，組建了相應的分析實驗室，促進了新技術在SMT領域中發展和應用，本文根據筆者搜集的資科匯總，較詳細介紹了此類實驗室設備或儀器的配置情况，供國內SMT同行參考幷指正。 關鍵字 SMT 實驗 分析 儀器 檢測 當今SMT應用技術及新器件、新材料發展迅速，尤其是近年來新型元器件，代表性的如BGA、chip-scale逐漸從實驗走向批量生産，一種新型元器件類型的出現往往引起新設計方法、新工藝、新設備的發展，在這個現象的後面隱藏了許多的幕後工作，即實驗室試驗及檢測分析。發達國家的研究機構及高校在新技術推出、新材料發現、新型器件類型發展方面不惜組織大量的人力、投入巨額資金和時間組建多種類型的實驗室，做了相當細緻的分折、研究工作，促進了SMT新技術的應用和成熟發展。1 實驗分橋內容簡介 針對SMT應用，相應的實驗分析內容都圍繞組裝質量和材料物質的可靠性進行，大致可以分爲以下幾種：(在此不包括電測試範圍)u 表面特徵；u 內部結構；u 應力及拉力；u 流體特性；u 環境影響。 實驗室研究內容主要對新工藝開發、提高可靠性及缺陷分析有重大意義，新工藝的開發涉及新材料開發和應用、工藝程序控制技術、新的組裝技術等。新技術的開發工作及開銷不可能由單一部門完全承擔下來，不可避免地要求許多領域部門或企業的聯合開發，最終成果共用，促進行業的技術進步。 在可靠性和缺陷分析範疇，實驗人員和設備的幫助更是價值不菲的，研究人員的經驗和智慧，再加上現代化的實驗設備電腦化，得到的每一個實驗分析結果都凝結著人類的高度智慧和創造。2 實驗設備及儀器應用介紹 根據上述述簡要分析，結合相關檢測技術和作用進行介紹。 掃描電子顯微鏡SEM(Scanning Electron Microscope) 該類儀器有兩種：常規場致發射SEM、帶有X光的能量色散譜儀(EDS)。主要作用：進行好的深場景、高倍光學分析，利用EDS還可以分板內部織成。 典型應用：SMT焊點可靠性缺陷檢查的顯微圖像分析，可以進行金相分析。 聲掃描顯微鏡(Scanning acoustic microscope) 進行物體無損、高倍率檢查。其典型應用是樣品器件底部填充空洞檢查、分析，特別是filp-chip器件。 喇曼(Raman)圖像顯微鏡。 固體表面特性分析，如厚、薄膜等，用于電子封裝用的聚合物的確認。 傅利葉變換紅外分光計FTIR(Fourier transform infraredspectrometer) 利用喇曼光譜分析學進行物體表面吸收的分子種類，用于無機物質分析，例如表面污染度檢測， 光學顯微鏡 高倍光學檢查，可500倍放大，用于樣品分析。 高速攝影機 運動過程捕獲及分析，典型的如filp-chip的填充過程分析。 x光衍射儀 亞微米厚度測量，如PCB或晶片上的鎳、金薄膜厚度的測量。 電腦斷層成像X光檢查儀 無損三維圖像檢查，如塑封、薄型金屬元器件，針對焊接缺陷特別有效，典型的如BGA器件焊點空洞、開路、短接， 原于顯微鏡(Atomic force microscope) 用于納米級薄膜厚度、表面形狀繪製、粗糙度測量，典型應用爲PCB上的有機阻焊膜厚度及晶片上金屬膜厚度測量。帶局部環境的通用拉力測試儀 附加環境控制條件的拉力測試，典型的如IC晶片、COB器件中的引綫可靠性，PCB焊點應力特性。硬度測試儀 基本上有三類：納米硬度測試儀、微波硬度測試儀、超聲微波硬度測試儀。用薄膜或微小物體的硬度測量，評價承受力和微小摩擦力等。例如flip-chip金屬襯板承受力、矽晶片上的金、銀端頭、器件引綫拉力等。 表面角度計 焊點外形傾角測量，主要用于PCB、器件的潤濕度衡量。 聚合材料熱特性測試儀 可大致分爲三類：差式掃描熱量計DSC(Differential scanning calorimeter)、熱力學機械分析儀(Thermal mechanical analyser)、機械衝擊熱分析儀(Dynamic mechanical thermal analyser)。主要用于PCB玻璃介質、封裝材料和阻焊膜的傳導特性測試：評價PCB基板、IC封裝材料的彈性及鬆弛度。 同步熱分析儀 主要進行物質的溫度和氧化穩定程度，確定混合物成份，具體如IC的封裝材料熱穩定特性評價。 表面張力旋轉流速計 主要進行聚合物的流變特性，具體是針對填充物質，如環氧樹脂(epoxy)、密封劑(sealant)、密封膠材料等(encapsulant)。 3 結束語 新加坡南洋理工大學的GINTIC研究所該類實驗室的配置水平很高，其研究專案的設立、檢測設備、儀器投資大多來自于大財團、大企業的支援、贊助或損贈，研究成果可以馬上用于SMT生産，成果轉化效率很高，同時也增强了研究所的基本手段和保持了技術上領先的高水準。這種聯合立項、投資、開發研究，成果共用的形式很值得我國SMT企業、研究部門的深思。 丨0J鮇跶m
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