您好!欢迎进入金晖SMT平台 !

当前位置:主页 > 新闻中心 > 行业资讯 >
贴片机现有市场分析


       当今半导体工业发展应用趋势包含了智能移动设备、大数据、人工智能(AI)、5G通信网络、高性能计算机(HPC)、物联网(IoT)、智能汽车、工业4.0、云计算等。

 

      这些应用催生了电子器件的快速发展,芯片要求更高的运算速度,更小的体积,更大的带宽,同时要求低功耗、低发热量和大的存储容量。

 

 

    

       这就要求芯片的制造和封装满足高性能需求,在被称为后摩尔定律的时代,芯片的封装越来越受到重视。

 

       实现IC芯片的互联技术中,传统的三级封装(芯片级封装,基板级封装和母版封装)逐渐被系统级封装SIP取代,无论封装的方式如何演变,在芯片的封装过程中离不开一道重要工艺,即贴装过程。

 

       而贴装工艺经历了从直插式,SMT表面贴装,到如今的先进封装如引线键合、倒装键合(flipchip)等工艺。贴片机也伴随着工艺的发展,印证了一代工艺,一代设备的变化。如今为了达到精细化的贴装,同时满足电子产品的规模化低成本生产特性,对贴片机提出高精度和高产率的性能指标。

 

 

1
贴片设备类型
 
 

 

贴片机属于半导体后端制程工艺中的关键设备,按照贴片类型划分两类:

 

(1)SMT贴片机;

 

       属于表面贴装工艺(SMT)生产线的关键设备,主要用于将封装好的芯片、电子元器件如电阻、电容等安装到PCB板上,这类贴片机的供应商主要有K&S、Fuji、Samsung、Siemen、Panasonic、Universal、Yamaha等,贴片机特点是贴装速度快,根据工艺不同,可以达到20000片/h,甚至达到150000片/h,贴装精度不高,一般在20~40μm;

 

(2)先进封装贴片机;

 

       主要用于裸芯片或微型电子组件的贴装,将芯片安装到引线框架(Leadframe)、热沉(Heatsink)、基板(Substrate)或直接安装到PCB板上,可分为引线键合倒装贴片(Flipchipbonder),是目前半导体封装主流的连接技术,引线键合先通过贴片机完成芯片的堆叠封装,然后通过引线键合机将芯片正面的pad点连接到框架或基板焊盘上。

 

       目前工艺比较成熟,倒装贴片是在芯片表面焊盘上放置焊料,翻转后与基板上对应的焊球直接通过热压焊接的方式,与引线键合相比,能够实现更高的封装密度,更短的线路互联,减少干扰,降低容抗,实现更加稳定可靠的连接,两种工艺的对比如图1所示。

 

       倒装贴片机是在传统贴片机上发展起来的,各厂商推出的机型也在逐步兼容传统正装和倒装工艺,这类设备的贴装精度较高,可以达到亚微米级至10μm偏移精度,但产率较低,一般只能达到1000~14000片/h[2]。

 

2
贴装设备的应用
 
 

 

       先进封装贴片设备主要应用于逻辑器件、存储器、MEMS、LED、Optoelectronic、RF、LD等器件的微组装,组装工艺包含C2C(chiptochip), C2W(chiptowafer) , W2W(wafertowafer) , 2.5D/3D封装,其中高密度3D封装是未来发展趋势,通过TSV(硅穿孔)技术,实现堆栈芯片互联。

 

       高密度3D封装最明显的特征是可使产品的尺寸和质量减小到原来的1/5~1/10[3],其主要采用的贴片技术有回流焊、热压键合(TCB)、共晶焊、粘胶工艺、超声键合、紫外固化、导电胶工艺等。

 

3
贴片设备细分市场
 
 

 

       2018年先进封装贴片设备的总市场份额约为9.79亿美元,预计后续每年以6%的增长速度,到2024年将达到13亿美元的市场份额。

 

       该类设备的主要供应商为Besi和ASM,前者占据28%市场,后者占据31%的市场。

 

       从贴片工艺分类,目前胶粘后引线键合工艺还是主流方向,但随着共晶焊工艺的成熟,愈来愈多的芯片采用该工艺,预计到2024年将达到和引线键合相同的市场份额。

 

       同时从器件分类来看,近年来随着5G通信、智能手机、无人驾驶和LED等领域的发展,促进光电器件、LED芯片封装的快速增长,未来5年有望超过逻辑器件和存储器件的封装市场份额。

 

       从设备供应商分类来看,高精度高产率的贴机设备主要集中在欧美、日本、韩国、新加坡等国家,我国主要依赖进口,国产设备起步较晚,主要涵盖低端封装贴片机。