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一文读懂 POP 实装:电子制造的前沿生产方式
3 天前   浏览:147   来源:小萍子

在电子制造领域,随着电子产品不断向小型化、高性能化发展,实装生产方式也在持续革新。以 POP(Package on Package,堆叠封装)实装为代表的最新实装生产方式,正逐渐成为行业焦点。今天,就让我们深入了解一下这一技术。

一、SMT 发展趋势与混载实装需求

SIP(System in Package,系统级封装)技术对实现系统小型化和高性能化意义重大,在模组部件实装中,裸芯片与 SMD(表面贴装元件)的混载实装方式应用愈发广泛。传统的表面实装机不断进化,如今在最新实装平台上,不仅能实现对印刷配线板的高速、高密度实装批量生产,还能保证混载实装的高品质和高生产率。不过,SMT 工序和裸芯片实装工序以往处于不同生产线,为提升效率,业界期望能在同一生产线上完成这两道工序,这就需要对 SMT 生产线进行优化,配置裸芯片实装专用设备,打造能灵活适应生产品种、生产方式和生产量变化的混载生产线。

二、POP 实装方式解析

POP 实装主要有两种方式:Pre-Stack 方式和 On-board Stack 方式。

(一)Pre-Stack 方式

这种方式是预先进行层叠,在电路板实装工序中操作与以往载具类似。其优点在于,以层叠为单位进行品质保证,范围明确;电路板实装生产线可使用常规生产线,适合大批量生产。但缺点也很明显,需要重新设置层叠工序,在应对灵活搭配方面存在不足。

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(二)On-board Stack 方式

On-board Stack 方式是在电路板实装时,先搭载下面元件,再搭载上层元件,然后一起回焊。它的优势在于,能灵活选择元件组合,有效压缩半成品库存,还能快速响应短期内的规格变更。然而,其品质保证和修理难度较大,对电路板实装线上的设备要求更高,不过只需追加必要单元就能实现对应。

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三、POP 实装的缺陷原因与相关测试

(一)缺陷原因

POP 实装缺陷的产生是多因素共同作用的结果。元件方面,结构不匹配、平面性差、封装扭曲等问题会影响实装质量;助焊剂 / 锡膏浸渍环节,浸渍深度、锡膏印刷压力等参数控制不当也会引发缺陷;此外,锡球的共面性、回焊过程中的温度变化等,都可能导致开路 / 冷焊、偏移等缺陷。

(二)相关测试

为确保 POP 实装质量,需要进行一系列测试。例如,测定 BGA/CSP 的扭曲程度,通过表格数据可直观看到不同尺寸的 BGA/CSP 在扭曲方面的差异;对锡球共面性进行 3D 图形展示和回焊时的共面性测定,以监测元件在不同阶段的共面性变化;研究不同锡膏与浸渍条件的配合,以及沾锡量与浸渍深度的关系,还会对浸渍锡膏的回焊过程进行观测,这些测试数据为优化实装工艺提供了重要依据。

四、POP 实装要点与设备

(一)实装要点

贴片机在 POP 实装中起着关键作用,需具备高精度的贴装精度和 Z 轴控制能力,以保证元件贴装位置准确;要拥有高生产率,通过多功能吸嘴一次性 Dipping 提升效率;还应具备下锡确认功能,借助 Vision 系统实时监测下锡情况。Dip 工序也不容忽视,需精确调整膜厚,操作简便,实现焊锡自动供应。

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(二)设备介绍

以 CM602工作头为例,它属于高精度贴装工作头,与浸渍助焊剂单元组合使用。具备高精度、低冲击的特性,能精准控制贴装高度,通过触底传感器和可编程式 Z 轴速度控制,适应不同流程。该工作头搭载 43个吸嘴,可同时 DIP 3个元件,大大提高了生产效率。其贴装精度可达 ±0.030mm,产能在不同工作模式下有所差异。而且,它能适应多种元件尺寸,最大元件高度对应至 6.5mm ,可通过更换工作头适配不同生产需求。同时,设备支持多种吸嘴动作,可灵活选择影像处理和浸渍顺序,并能通过影像处理检测未下锡部分,方便设定检测数据。浸渍单元有桥式助焊剂槽往复移动型,设备还配备膜厚自动可变浸渍机构,以适应未来更高密度实装的需求。

五、技术发展展望

随着电子制造技术的不断进步,POP 实装技术也在持续发展。未来,0402 尺寸元件的使用量会持续增加,实装精度和低冲击要求会更高。第 2 代 PoP 等间距将更加密集化,这就需要进一步提升包括 Flux、下锡技术等 DIP 工序的可靠性及可控性,同时要更好地应用下锡技术,适应 ACP、NFP 涂敷等各种材料,以满足更高密度实装的需求。


POP 实装技术作为电子制造领域的前沿生产方式,正不断推动行业向更高性能、更高密度实装的方向发展。电子制造企业只有紧跟技术发展趋势,不断优化生产工艺,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。希望今天的分享能让大家对 POP 实装技术有更深入的了解,也欢迎大家在留言区分享自己的见解和经验.

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