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欧洲EIPC 2018冬季会议纪要----里昂,第1天,第一部分

四月 04, 2018 | Pete Starkey, I-Connect007
欧洲EIPC 2018冬季会议纪要----里昂,第1天,第一部分

EIPC 2018冬季研讨会的会议地点设在了壮观的Alstom Transport Information Solutions新工厂,该工厂位于法国东部Auvergne-Rhône-Alpes区域的里昂大都市区维勒班。

来自20个国家的117名代表参加了该研讨会,无疑是一个广受欢迎的盛大活动。Alstom的会议室座无虚席,有些人不得不站在了会议室后面听讲。

研讨会上午8点就开始了观众登记,EIPC 主席 Alun Morgan宣布了研讨会的开始,向所有来宾致谢,并特别感谢了Alstom公司的盛情款待和支持。

紧接着,Morgan做了开场演讲。他介绍了机器人的发展历程,从他童年时代的科幻英雄Robbie,到1961年可实现汽车装配的第一台通用机械手工业机器人,再到可巡查硅谷停车场、可自主学习的Knightscope K5保安机器人。1979年Fiat Strada公司的“机器人手工生产”TV宣传视频的重放引起了人们的怀旧,接着他播放了恶搞视频——“意大利人的所作所为”,相当搞笑。

讨论了第四次工业革命的意义,及其对人们日常生活的深远影响后,他反问了一个问题:“机器人会取代人类吗?”并从单词“机器人”的词源着手给出了回答,“机器人”来自于斯拉夫语,它的本意是劳役、强迫劳动或苦工,这些都是人们将会失去的工作,但是,自动化和人工智能的直接结果会创造出一系列新的工作岗位。

Morgan很高兴地介绍了Alstom Transport 公司系统和产品研发中心的Christian Roth。Christian Roth欢迎来到工厂的所有佳宾,并简要介绍了Alstom公司。Alstom总部位于法国,是集成传输系统世界领军企业,在全球60多个国家都设有分支机构,有3万多名员工,在欧洲一直保持着领先地位。为了能与中国竞争,最近Alstom宣布与西门子合并铁路业务。

Alun Morgan主持了关于商业、技术和新发展的主题分会议,第一位演讲人是Walt Custer。

Custer 用“形势一片大好”总结了全球电子行业的商业前景,一改往日常用的“令人不快的真相”、“令人舒服的诺言”。他的主要指标表明,所有主要领域都在增长,世界上大部分电子供应链正在扩大,尽管货币汇率可能会抵消一部分明显的增长率。半导体销售额创历史新高,特别是对存储器的需求驱动,短缺导致价格上涨。汽车和物联网是当前增长的主要驱动因素;5G将是下一个大容量市场,多种颠覆性技术正在出现。然而,地理政治问题仍然是一个值得关注的重大领域。

大量的制造业扩张是欧洲市场的预示,特别是德国。无人驾驶车的发展将导致行业的大规模重组和汽车电子的巨大增长,尽管这将会消除很多现有的工作岗位,但同时也会在电子行业内创建很多新的工作岗位。军用/航空领域始终都是那么繁荣。

2017欧洲PCB生产指数表明:生产总值为18.8亿欧元,其中德国点43%,奥地利的瑞士占18%,意大利占10%,法国占9%,英国占8%。德国PCB板行业对2018会持续增长仍有信心,尽管2018年后期由于元器件供应紧张可能会导致短暂回落。法国工业得益于一些长期的军用项目。英国的PCB行业几乎完全依赖进口材料,并持续受到英磅走弱、从欧盟退出的不确定性的影响。

Thibault Buisson是Yole Développement公司先进封装及半导体制造业务部经理,该公司是位于维勒班的市场研究和策略咨询公司。Thibault Buisson的演讲题目是《从半导体芯片到PCB:改变前景和未来的要求》。他纵览了微电子封装的变革,PCB设计规则及晶圆设计规划之间的尺寸差距,讨论了减小这种差距的方法——不同业务模式的商机。

在智能手机中从减法工艺到改良型半加成法工艺(mSAP)的转变已经很明显了,可以非常乐观地预测,基板PCB(SLP)技术将会增长,受大OEM公司推动,下一代HDI在2022年预计将超过22亿美元。

2015年的嵌入式芯片封装收入为2300万美元,预计2021年会增加到5000万美元,采用嵌入式芯片封装的主要原因会因应用不同而各不相同,对于手机,它主要是为了微小型化,而对于电力和汽车应用,是出于另外的考虑因素——热管理。

关于嵌入式芯片封装,还有几种商务模式,基板制造商正在通过作为外包半导体封装和测试(OSAT))供应商提供封装服务。已经有几种方法可以制造芯片级层压板封装。很多公司已经开发出了自己的技术,其他公司已决定许可,这可能有助于一些技术发展成为工业标准。

Thibault Buisson提到的改良型半加成法工艺(mSAP)及嵌入式元器件封装(ECP)将在研讨会的最后一个演讲中详细介绍,演讲人是奥地利AT&S 公司的战略与业务发展部总监Martin Schrems,他探讨了欧洲电子工业目前及未来的解决方案。他说,虽然欧洲市场相对较小,但先进封装却有了大幅增长。AT&S在奥地利和中国的工厂在嵌入式元器件封装、IC基板及mSAP类基板印制电路领域拥有雄厚的实力和背景,他们的产品涉及微导通孔HDI,多层HDI,及各种刚性、挠性、刚挠性及IMSPCB。

Schrems博士介绍了一系列智能移动、智能家居、智能工业、智能城市和智能能源应用的互联方案实例。所有这些智能产品都需要智能生产,需要IT驱动的集成制造和供应链。趋势是朝着模块化方向发展,并将受上市时间及系统成本降低因素的影响,采用包含多个组成部分的模块测试以简化新电子产品的开发。其他优势包括减少占用空间及z轴高度、降低阻抗、降低噪声和传输损耗、实现更短的电气连接,改善热管理和电屏蔽。

最后,他总结道,尽管欧洲电子工业包括PCB制造仍有很大的发展空间,但为了向全球客户群提供整体互连解决方案,需要全球合作。预计模块化将成为全球电子工业的颠覆性的改变,对于欧洲和全球制造商而言,它即提供了机会,但同时也存在着风险。

第一场技术分会议由Polar Instruments 公司的Martyn Gaudion主持,会议的主题是PCB制造的发展趋势及性能。第一位演讲人是Robert Bosch公司汽车电子PCB开发部的经理Christian Klein博士,他介绍了未来汽车对PCB的要求。

作为全球最大的汽车装置供应商,Bosch已经开发出了大量的各种电子解决方案。例如,互连移动:从汽车到互联网及其他车辆。自动移动:向驾驶员提供各种级别的帮助,从部分自动化到全部自动化,以及内燃机火车电力系统、混动及全电动车的电力系统。在所有应用中,一切的焦点都是可靠性。

Klein对与环境应力有关的可能失效模式进行了综合分析,包括温度循环和贮存、弯曲、振动及温度,对每种环境应力单独进行了分析,同时对他们组合在一起后的应力也进行了分析,最后还对采用再流焊接、选择性焊接及压合技术的PCB上的组装应力进行了分析。

不断增加的环境负荷要求采用汽车电子专用材料及相关理念,并要求对因果关系有很透彻地理解。特别是,采用塑料外壳的趋势、更长的运行时间及更热的应用导致温度负荷增加、温度升高及温度周期负荷,以及对PCB更长的温度-湿度-偏压影响。

新的功能要求,例如小外壳内更高的运行电压、细间距/更多I/O的元器件、有机基板上的功率器件,雷达及图像处理中的高速应用等趋势,都要求新的PCB理念,如功率PCB和高集成逻辑PCB。

湿度对PCB表面及PCB结构内的影响是是令人关注的领域,对可能的失效模式已进行了大量的研究。PCB表面的湿气,可能是水蒸汽,或是冷凝成的露水,再加上离子污染和压差,就会导致材料退化或材料扩散,进而发生电化学迁移和枝晶生长。已经对机理进行了模拟,可以预测到电化学失效,并且所有新器件和材料都要经过标准的合格测试。目前,测试板的特点是适于反映小型化,正在进行将结果与表面绝缘电阻和离子色谱法测定相关联的工作。。

PCB内的湿气会导致不同级别的失效模式,进而引起电化学迁移:导电阳极丝及与中空纤维和有机纤维污染有关的失效。树脂中的裂纹可能是温度降低、高压、弯曲和机械载荷引起的。已经了解了CAF形成的机理,裂纹的鉴定方法正在开发中,以便能更有效地选择材料。

最后,随着高速应用的不断增加,特别是在汽车雷达系统中的应用,电源完整性、信号完整性及电磁兼容性将成为PCB设计规则、材料选择的重要考虑因素,必然要寻求最具成本效益的解决方案。

当我们经历工业4.0的开端——第四次工业革命时,PCB材料及成像工艺也在不断发展中。也许阻焊膜技术将进入第四代是合乎逻辑的,即双层丝网印刷,单层UV固化,液态可成像。接下来呢?来自Würth Elektronik的Andreas Dreher介绍了“阻焊膜4.0”概念,他的演讲是关于名为“s.mask”的技术,该技术是两个PCB制造商,Würth Elektronik 和FELA的合作成果,两家公司均来自德国的Baden-Württemberg。他们还与阻焊膜制造商Taiyo,采用了3维数字打印技术。

Dreher简述了喷墨打印工艺,及对于精确涂敷阻焊膜,如何应用及优化该工艺,该工艺具有高分辨率和精密对准度,并能够根据PCB要求的不同特征调节沉积厚度。它的特殊属性是能够形成焊料坝和阻焊膜界定焊盘,但在焊盘上不会有阻焊膜,也不会有侧蚀边缘,导致截留工艺污染物。还可避免导通孔内进入不想要的阻焊膜。

Würth Elektronik正在进行广泛的兼容性与可焊性测试项目,同时还包括测量表面绝缘电阻、离子污染物、长期温度循环和热贮存运行寿命测试。初步结果表明一切都不错,很明显s.mask满足阻焊膜的所有通用性能要求。该实践是PCB工厂将其资源与先进技术结合的极佳案例。

具有独特性能的热塑介质——液晶聚合物(LCP)一直用作传感器集成小型密封模块的挠性基板和灌封材料。而这正是瑞士Dyconex公司的研发经理和工程经理Marc Hauer博士的演讲主题,他的演讲给出了大量的相关信息。

他介绍了液晶聚合物是一种部分结晶的芳香族聚酯,具有良好的电学、热学和力学性能,与PCB及薄膜技术完全兼容。它是热塑性塑料,制作嵌入或多层结构时,不要求使用另外的粘接材料。因为它具有极低的吸水性和化学惰性,所以对于生物医学应用是非常理想的。与传统的挠性电路相比,液晶聚合物结构没有界面,因而没有沿界面扩散的可能

性。

他展示了电镀或溅射金属内植入式器件可作为简单的导体或组合作为集成电阻、热电偶、热敏电阻或加热器的例子,可为更多的功能嵌入薄半导体元器件。

液晶聚合物还能够用于灌封运行在恶劣环境下的器件,将湿敏硅芯片嵌入到LCP基板,并将其长期浸入磷酸盐缓冲盐水溶液中和高温浓硫酸中,实验结果证明没有观察到失效。

编者按:下周将刊登本文的第二部分,敬请留意

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