芯片究竟該不該點膠?

智能手機(jī)點膠部件有前置攝像頭、后置攝像頭、天線、顯示屏、指紋識別、電池、主板以及外殼。攝像頭的點膠技術(shù),攝像頭模組中需點膠粘接固定的工序有8-11個,包括有UV膠、熱固化膠、快干膠等。
手機(jī)現(xiàn)在已經(jīng)是人們生活中使用最頻繁、最不可缺工具,除了配置、價格、等因素,手機(jī)的質(zhì)量是人們最關(guān)注的話題。手機(jī)每天拿在手上,“抗摔”,這的確是手機(jī)消費者極看重的品質(zhì)。早年諾基亞功能機(jī)堅不可摧的印象深入人心,雖笑傳能砸核桃能捶釘子,可調(diào)侃背后更多的是對那份可靠的贊嘆。近年的智能手機(jī)也表現(xiàn)出了不俗的耐摔性,耐跌落的秘訣才被引入于大眾的視線里------點膠。廠商對手機(jī)關(guān)鍵部件點膠與否,點膠實施到什么程度有多好,都極大程度上決定著手機(jī)的穩(wěn)健與可靠。
媒體時評順勢將Iphone6/5s、 Galaxy note、華為、OPPO、魅族、酷派、中興等主流機(jī)型都拆解分析,發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)都做了點膠保護(hù)。一般手機(jī)廠商都會對AP芯片和字庫芯片用高強(qiáng)度膠水進(jìn)行點膠固化,以確保手機(jī)跌落時芯片不易損壞。 “隨著芯片針腳密度越來愈高,芯片面積越來愈大點膠逐漸成了保護(hù)電路板的重要工藝,在其他工藝水平同等條件下,點膠會顯著提升產(chǎn)品可靠性與壽命”。
點膠通過對芯片焊球或元器件焊點的保護(hù)來避免跌落、擠壓、彎折后焊接開裂而引發(fā)的功能失效;點膠也具有防水、防光透、密封等不同作用。
①防止電路板芯片與基材的熱應(yīng)力系數(shù)不一致,熱應(yīng)力拉扯導(dǎo)致的焊球脫落及焊點斷裂。

②能防止由于跌落或震動引起的芯片或焊點損壞;

③能防止焊球應(yīng)力分布不均勻后焊球開裂引發(fā)的功能失效。

④整體包封。能防水,防震。

⑤填縫密封,防水(如攝像頭)。

⑥粘接,密封防水,膠水的使用,取代了多數(shù)的螺絲、膠帶,使產(chǎn)品變得更美觀。

事實上目前電子產(chǎn)品發(fā)展趨勢已經(jīng)對點膠有越來越高水準(zhǔn)的期待和要求
①主流電子產(chǎn)品以Apple為代表,不僅關(guān)鍵的字庫、CPU、memory等IC實施了點膠,基本上所有的元器件,包含電阻、按鍵switch等微小元器件也實施了點膠,以保護(hù)其焊接點,也起到防水防震的作用。點膠的使用點在擴(kuò)展,變得越來越多。
②電子產(chǎn)品便攜化、小型化趨勢下,功能集成程度越來越高,間距越窄小部板越密集,跌落、沖擊下的可靠性就越難保障;點膠作業(yè)需要更精確更靈巧,所以高精密點膠的需求越來越大。
那么回過頭,點膠既是必然為何還是會有廠商不做?反觀廠商,啟用點膠其實也是有著不可小覷的阻力的。
①一則有點膠工序,點膠設(shè)備、點膠效果檢測設(shè)備、固化設(shè)備都需要齊備;二來場地、人工不說,整個產(chǎn)品的生產(chǎn)工時拉長,且使用的電子膠水也相當(dāng)昂貴,制造成本的上升不言而喻。
②點膠讓產(chǎn)品的返修變得非常困難,一旦發(fā)生故障無法維修元器件,只能整體更換,代價就成倍增長,因此對前段制造環(huán)節(jié)的良率管控要求更高。這對廠家的前段品控能力和信心都是較高水平的挑戰(zhàn)。
③一些商家的產(chǎn)品定位讓其寧愿犧牲使用壽命口碑也要加入價格拼殺,因此在高生產(chǎn)成本與還是高退修率中,還是賭一把選了后者。
因此是否啟用點膠,阻力還是不可小覷。借祝芳浩的評論,“點膠會提高產(chǎn)品的可靠性,是對用戶負(fù)責(zé),不點膠可降低成本,是對自己負(fù)責(zé)”就看廠商的取舍。
然而無論取舍,從技術(shù)角度而言,要做到專業(yè)水準(zhǔn)的點膠并不簡單,它有著方方面面的控制因素。
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膠點的重量控制非常重要,它通過調(diào)整膠閥撞針噴嘴大小、開關(guān)閥時間、行程等參數(shù)來控制以實現(xiàn)目標(biāo)要求值。
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膠點重量變化需有嚴(yán)格的監(jiān)控、反饋與自動補(bǔ)償。因受到譬如溫度等條件的影響,膠量會發(fā)生變化,監(jiān)控和反饋成為必須,若其變化超出允許范圍,必須及時調(diào)整確保任何時候膠量都一致滿足要求值。
對于膠量監(jiān)控,一般SMT生產(chǎn)環(huán)境都需采用0.1mg精度以上的電子稱。點膠設(shè)備的CPK(工程能力指數(shù))取上下限取中心值的±10%,在更高要求的情況下,取中心值的±5%。
對單點最小膠量的追求與控制也是趨勢使然。
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元器件本身有小型化趨勢。智能手機(jī)越來越薄、輕、小,所采用的元器件也不得不越來越小。如,0402、0201,甚至01005大小的都有,所以其焊點的大小更可想而知;且元器件之間的間隙也非常窄小,這樣的間隙有些情況下是要避開的。要滿足如此小元器件焊點的保護(hù),就必須要追求單點最小膠量做到更小。
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膠水昂貴。電子膠水本身昂貴,不寬容浪費。因此在滿足保護(hù)焊點所需膠量的情況下,追求膠量消耗的最少化。
進(jìn)行單點最小膠量的測試時,必須明確測試條件。比如膠水型號、測試參數(shù)等。

而單點最小點膠量的大小控制,直接取決于點膠設(shè)備本身的控制能力。設(shè)備越精密控制能力越強(qiáng),單點最小點膠量就能越小。
膠水除了要很好的包封住元器件焊點,膠水溢出寬度也要控制在要求范圍內(nèi)。以底部填充點膠(underfill)工藝來說,允許的溢膠寬度范圍在0.4~1mm。設(shè)備精度越高, 溢膠寬度就能控制得越窄越靈巧。



神馬是“點膠”?
科普下點膠的意義!
PCBA線路板點膠是一種用途廣泛的工藝,是把電子膠水或其他液體涂抹、灌封、點滴到產(chǎn)品上,讓產(chǎn)品起到黏貼、灌封、絕緣、固定、表面光滑的作用。
針對電子產(chǎn)品,主板和芯片的鏈接往往通過Surface Mount Device(表面組裝技術(shù))進(jìn)行裝配,通過對芯片進(jìn)行點膠,可以對元器件進(jìn)行預(yù)固定,有利于自動化生產(chǎn)。但是這對拆裝維修,就提升了難度。
真正使其增加強(qiáng)度是通過芯片的固定引腳來實現(xiàn)的,而固定引腳是的必須用焊錫,并非僅僅依靠點膠,后者只是一種生產(chǎn)輔助措施。如果不點膠,只是會降低良品率。
不過,從微博上的討論來看,產(chǎn)業(yè)各方對這一工藝是否需要并沒有相同的觀點。
認(rèn)證信息為三星手機(jī)硬件工程師的網(wǎng)友“戈藍(lán)V”稱,“三星手機(jī)AP(主處理器、CPU)、PM(電源管理)和RF(射頻)部分的大芯片是必須有樹脂的?!?/span>
而具有摩托羅拉背景的網(wǎng)友“工頭Jeff”則表示,“點膠從來就是為補(bǔ)設(shè)計不足的,我在摩托就是堅決反對點膠工藝?!?/span>
但是,“戈藍(lán)V”隨后表示,點膠是各家手機(jī)廠商的利弊權(quán)衡下的產(chǎn)物?!爸灰芡ㄟ^可靠性標(biāo)準(zhǔn),讓消費者用起來放心就行?!边@也代表了一些業(yè)界人士的普遍觀點。
源起一條微博,因指出“小米4沒有點膠”順便列舉了另一款手機(jī)榮耀6而引起軒然大波。關(guān)于這一說辭,最先跳腳的是小米手機(jī)員工鐘雨飛,他不僅指出點膠沒有必要,還認(rèn)為點膠屬于工程隱患,同時拉iphone進(jìn)入“無點膠”陣營。
大部分廠商怎么做?有圖有真相
對于營銷的事情咱不懂,但是既然引起了手機(jī)廠商在制造工藝和質(zhì)量上發(fā)生爭執(zhí),那對于消費者來說,就有必要搞搞清楚誰更有理。不妨就看看大部分廠商都是怎么做的,那么誰說的有理自然也就見分曉了。這次選取了7款手機(jī),各個不同檔次的都有,絕對有圖有真相。
蘋果iPhone 6:已點膠
剛剛發(fā)布的iPhone 6已經(jīng)有高清拆解圖了。從拆解圖可以清楚的看到芯片四周到處都是膠水漬,這正是點膠的后遺癥。
iPhone 5s:已點膠
相對于iPhone 6來說,iPhone 5s的照片更加明顯,不但芯片點膠,連所有的貼片原件都被膠水糊滿了。其實iPhone 6也是這樣的,只不過因為光線問題,并不是很清晰。
三星Galaxy note 3:已點膠
似乎也不用廢話了,真的膠水滿滿。
上面這些都比小米手機(jī)4要貴,如果從價格上說增加工藝可以理解的話,那和小米手機(jī)4同等價位的手機(jī)又是什么樣呢?
一加手機(jī):已點膠
一加手機(jī)的硬件規(guī)格和價格與小米手機(jī)4是最接近的,網(wǎng)上早就有疑似官方的手機(jī)拆解圖(圖片左下角有一加官方水?。ㄟ^照片證實即使是1999元的手機(jī)同樣也對芯片做了點膠處理。
NUBIA Z7max:未點膠
是的!NUBIA Z7 max未點膠。同樣,NUBIA Z7 mini也未點膠,這里就不分開羅列了。NUBIA來自中興,看來“砍手興”的名字不是白給的。
魅族MX4:已點膠
從網(wǎng)上搜到的拆解圖來看,號稱“MT6595第一彈”的魅族MX4在做工方面確實不含糊,CPU以及關(guān)鍵貼片元件全部做了點膠處理。雖然比小米手機(jī)4便宜200塊錢,但至少做工上沒有表現(xiàn)出差200塊錢的樣子。
那么比小米手機(jī)4便宜的又當(dāng)如何呢?最近主力市場比較火熱的酷派大神F2,似乎可以說明問題。
酷派大神F2:已點膠
酷派大神F2在CPU、基帶芯片上是做了點膠處理的,作為999元的手機(jī),應(yīng)該已經(jīng)足夠說明問題了吧。
那么在手機(jī)產(chǎn)品之外,點膠是否存在呢?在友人的幫助下,祭出微軟最新的Surface Pro3看看:
在Surface Pro 3上,重要的芯片以及周圍元器件同樣通過點膠進(jìn)行了保護(hù)。
結(jié)論:正如小米手機(jī)員工所說,點膠并非必須,因為沒有相關(guān)的規(guī)定強(qiáng)制要求廠商必須點膠。但是說iPhone等手機(jī)產(chǎn)品未點膠,則并不屬實。相反,點膠在手機(jī)制造過程中非常普遍,并且廣泛使用,只有極少數(shù)產(chǎn)品沒有對芯片進(jìn)行這類處理。
小米員工提到的“給后續(xù)工程帶來隱患”,主要是指點膠會大大增加設(shè)備維修難度。此外,點膠也無法回收良品元器件的。以iPhone為例,一旦發(fā)生故障無法進(jìn)行元器件維修,只能整體更換,其中的原因很大程度上就與點膠有關(guān),這就是點膠造成了售后成本顯著提升的例子。一旦產(chǎn)品質(zhì)量不可控,售后成本就會暴漲。所以在具體工藝選擇上,是讓產(chǎn)品更穩(wěn)固還是更易于維修?多數(shù)廠商會根據(jù)產(chǎn)品的故障率,仔細(xì)權(quán)衡制造成本與售后成本的平衡之后做出選擇。
咦?小米天團(tuán)不是說iphone無點膠嗎?還是看圖說話吧….下面兩張為iphone6芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖,紅圈圈處就是這次無聊事件的“罪魁禍?zhǔn)住薄c膠工藝!
(A8紅色圓圈處,A8附近的電容)
(連接器也有點膠)
事實證明,iphone也是有點膠的!
不過話說回來,雖然點膠在手機(jī)制造過程中非常普遍,并且廣泛使用,但并非必須。因為沒有相關(guān)的規(guī)定強(qiáng)制要求廠商必須點膠。
兩種策略都可以很好的滿足用戶需求,因此小米員工的回應(yīng)也有道理。
常見的液劑
■熒光粉、硅膠、環(huán)氧劑、UV樹脂、導(dǎo)電性銀焊膏、底部充填劑、各種封裝劑。
總的來說,伴隨電子產(chǎn)品的發(fā)展,點膠已經(jīng)成為制造中不能忽視的工藝,不可或缺。制程中嚴(yán)謹(jǐn)實施點膠是對市場需求的尊重也是對用戶體驗負(fù)責(zé)。而如何實施點膠,既能很好的滿足要求,達(dá)到美觀一致的點膠效果又能最大可能的避免浪費需要專業(yè)的知識與豐富的經(jīng)驗。絕非易事,但需要認(rèn)真為之。