装配技术已不再能够清晰地划分为元件、电路板和最终装配。在产品整合的趋势带动下，电路板装配商正努力取得与半导体相关的专门技术，而元件装配商则学习如何处理无源元件和焊膏丝印，电子装配的界线已渐被冲淡。显然地，由于制造商都全力满足市场需求，使到不同级别装配之间的区别变得模糊，这种现象不仅影响技术层面，也对业务营运和品质控制造成冲击。本文将详细讨论与之相关的挑战。

由消费性电子产品带动

与近年来高阶运算应用领域的情形相反，消费性电子产品正在推动技术的进步。早期的消费性电子产品用户热衷于购买整合电话、个人数位助理、摄影、无线通讯、MP3播放及其它功能的移动设备，但这种趋势并不仅局限于掌上型设备。实际上，某些综合导航技术、电话、运算、自动巡航和碰撞侦测功能的新颖汽车电子产品正在不断涌现。

家用游戏机是另一个消费性电子产品性能和功能不断增强的实例，下一代Playstation 3将运用IBM的晶片技术，其运算能力超过深蓝超级电脑（据报载运算能力至少达到每秒1万亿次浮点运算）。预计这种新型0.10微米晶片将于2004年开始生产。 Sony首席技术官最近称，摩尔定律（Moore's Law）对于该公司已显得太慢了，他补充道，大家不能再花费20年时间待性能提升1000倍。

因此，可以肯定，计算、资料、语音和视频传输技术的整合正在促进电子业的发展，必须为变得更小、更快、更经济的电子产品增加更多功能。

对于CBA的影响

也许您会问，这与电路板装配有什?关系？由于性能和尺寸的影响，这些最终产品的内在技术也发生了变化。例如，越来越多厂商采用直接晶片附着（DCA）技术，将半导体零组件直接与电路板互连，从而消除了一层封装。典型的系统级封装模组（蓝牙、GPS、功率放大器）可能有一至三个安装在有机基底上的覆晶贴片零组件，在0201及其它无源器件的旁边。电路板装配商声称其拥有装配这些模组的技术知识，因为这些模组的确与电路板类似（尤其是分割后）。现有的生产设备和技术可以处理无源器件，而灵活的精密机器也可用于处理覆晶贴片工艺。

另一方面，元件装配商觉得他们具有装配这些电路板的能力，因为他们一直在制造模组。然而，对他们来说，焊膏印刷、卷带元件送料和贴片机都非常陌生，而墓碑（tombstoning）等老工艺问题却变成了新的挑战。突然之间，传统半导体装配厂商开始与CEM竞争来自IC设计或OEM厂商的业务。今天，装配电路板时，有些晶片堆?应用带动了处理晶圆的需求，要像处理电路板那样，带来一系列新的电路板处理挑战，而元件的堆?也出现了。

排列封装正在以多种方式发展。锡球间距为0.4mm的晶片级封装（CSP）即将出现。有些迹象表明这种精密零组件也许需要在贴装之前上​​助焊剂，而不是像我们今天处理0.5mm零组件那样贴装到焊膏中。随着晶圆级封装和测试技术的出现，一些CSP也许会像无封装倒装晶片那样，直接从晶圆生产出来。

覆晶封装的出现推动了对底部充填工艺的需求，底部充填设计用于缓解由热膨胀系数（CTE）的不匹配而造成的应力，提高焊点的可靠性。从这种意义上看，底部充填替代了第一层封装。最常用的毛细充填方法是在晶片贴装后进行沉积和固化，通常由独特的点胶系统和固化炉组成的专用充胶生产线来完成。而新的非流动充填方法则在晶片贴装前甚至更好的在晶圆级进行沉积，简化了整个工艺。底部充填与在电路板车间里常见的处理方法大相径庭。它需要更强的技术能力支援，从而有效地应用于大批量电路板装配车间。这种工艺是错综复杂的，当控制不严格时便会严重地影响其可靠性。如(图一)所示，测试载体，如FA-10和PB-8晶片，被广泛用于研究和考核这项技术，及更深入地了解其性能。

《图一 安装在环球仪器的测试电路板上的FA-10芯片》 注:是一种可完全充填的覆晶芯片，具有间距为250微米（10毫英寸）的125微米焊球。并采用多种载体进行覆晶贴片。

这种技术通常需要更严格的品质控制。随着人们对焊球高度变化、焊接掩膜定位，以及原材料等参数的重视程度提高，供应商的品质保证也出现变化。在多数情况下，加工车间必须升级为无尘室，还必须拥有最新的实验设备，无论是即场拥有或由第三方提供。同时必须配备扫描声学显微镜（C-SAM）、X射线工具和热回圈设备，最好还能配备扫描电子显微镜。由C-SAM扫描获得的充填材料分层情况，如(图二)所示。

《图二 C-SAM图像的白色区域是热循环之后产生的充胶分层》 注:每张图左边的数字代表成像前采用液－液热循环处理的次数。焊点首先裂化，然后迅速出现改变。由焊点失效前热循环次数表示的可靠性要求将随不同应用而变化。

个别的装配机器也与传统设备不同。在开始时，零组件不再总是卷带或JEDEC托盘的形式。在某些时候，零组件将直接由晶圆贴装。通过视觉演算法和相机解析度调整，可实现精密及不对称焊球图案解析度。供应商品质保证、生产控制和操作均会受到这种变化的影响。

对于设备供应商的影响

与装配商类似，设备供应商也需要更快地获得电子装配业所采用的诸多工艺知识，而不仅是电路板或零组件装配方面。设备规格，如精密度和产量也有所不同。尤其是最近几年，客户要求其生产线和单台机器具有更大的灵活性。机器必须能够很好地处理覆晶贴片器件和表面贴装元件。装配技术也已开始向3-D转移，电路板密度已开始采用每立方英寸零组件数，而不是采用每平方英寸零组件数来度量。

《图三 小尺寸线性电机平台及配套的300mm晶圆送料器》 注:该设备可以高精度地处理卷带、晶圆或托盘形式的零组件，还可支持3D装配。

结论

传统的封装级别定义已不再明晰。因此，装配商必须学习新技能、掌握新技术，以应付新的竞争对手。同样地，供应商也必须学习处理跨越传统边界的新要求。越来越多的半导体和光学零组件需要在电路板级进行装配，而离散器件则在元件级进行装配。装配商必须处理新的材料，以及随时改变品质控制方案。在准备迎接下一个成长周期时，只有那些了解如何管理整合技术，并与适当的供应商合作的厂商才能取得成功。 （作者为环球仪器产品经理）