Продуктроника-2005 (впечатления, размышления)

5-18 ноября в Мюнхене состоялась очередная Productronica 2005 - мировой форум достижений в области оборудования, материалов, технологий для производства печатных плат, электронных узлов, электронных компонентов. Автор поделился первыми впечатлениями, полученными при осмотре экспозиции выставки.

Выставка «Продуктроника», проходящая по нечетным годам, собирает на огромных выставочных площадях (более десятка гигантских павильонов) практически все фирмы, которые можно смело назвать локомотивами технического прогресса по своим направлениям. Кроме экспозиций на стендах в рамках выставки проходят семинары с научно-техническими докладами по тематике, являющейся наиболее актуальной в данный момент, для профессионального сообщества Европы и мира. Не претендуя на всеохватность, ибо даже бегло осмотреть экспозицию за 4 дня — задача практически не разрешимая, хочу поделиться общими впечатлениями, что называется, «по свежим следам», поскольку знакомство с такого рода экспозициями позволяет определить вектор (или векторы) развития отрасли на ближайшие годы.

Что произвело наибольшее впечатление?

Продолжает развиваться технология формирования рисунка струйным принтером. Причем, если техника нанесения рисунка маркировок была освоена уже несколько лет назад, и сегодня на рынке предлагается до 10 моделей струйных принтеров для маркировки — то на выставке этого года фирмы «Шмидт», «Нью-системс», «Клингенберг», «Сторк» и др. предлагают оборудование для нанесения прайм-резиста и паяльной маски с возможностью формирования линий до 80 мкм, для нанесения припойной пасты, металлосодержащей пасты, компаундов и влагозащитных покрытий. Особенное впечатление произвела установка фирмы «Шмидт» c 6-ю струйными головками, каждая из которых может работать со своим материалом.

По-видимому, у специалистов прошла эйфория по поводу лазерного формирования рисунка. Товарные ниши заняты, и на рынке осталось небольшое количество оборудования (станки для лазерного сверления, оборудование прямого экспонирования), хорошо зарекомендовавшего себя в эксплуатации.

Продолжают развиваться рентгеновские технологии в направлении рентгеновской корректировки базовых отверстий после прессования, контроля целостности межсоединений многослойной платы, контроля паяных соединений (в особенности, закрытых — типа BGA, CSP). При этом на рынке представлено как очень сложное, многофункциональное, дорогое оборудование, пригодное для сложных интроскопических исследований (фирмы «Феникс», «Витек»), так и относительно простое, пригодное для быстрого (не глубокого) контроля текущего техпроцесса (например, фирма «Пьер Джиами»). Естественно, непременным условием появления такого оборудования на рынке является строжайшая его медицинская сертификация. Это что касается относительно новых перспективных направлений.

Если говорить об оборудовании, занимающем давние и прочные позиции, то в качестве примера можно привести оборудование фирма «Манья». Так сложилось, что мне довелось провести достаточное время на стенде этой фирмы и внимательно изучить представленное оборудование: тестеры с «летающими щупами» и «ложем гвоздей», оборудование АОИ, сверлильные станки. Добротное, высокоточное оборудование, дружественный интерфейс, функции, обеспечивающие реализацию всех современных вариантов техпроцессов, гамма моделей разной производительности и, соответственно, разных ценовых ниш. Это стиль успешно развивающихся компаний, занимающих прочные позиции на рынке, то есть стиль большинства фирм, представленных на «Продуктронике».

Сборочное оборудование продолжает развиваться в 2-х направлениях. Во-первых, с целью ускорения процесса монтажа предлагаются «чип-шуттеры» (буквальный перевод: «стреляющие кристаллами») с производительностью свыше 100 тыс. компонентов в час, несколькими револьверными головками и прочей атрибутикой такого рода. Эти установки, как правило, поставляют такие монстры, как «Самсунг», «Панасоник», «Сименс» и т.п.

Во-вторых, универсальные машины, монтирующие широкую номенклатуру компонентов, от 0201 до микросхем размером 50 х 50 с шагом до 0,3 мм, при этом тоже имеющие отнюдь немалую производительность — свыше 10 тыс. компонентов/ час. Причем компоненты 0201 считаются вполне освоенными.

В связи с вышеизложенным было особенно интересно прослушать доклад инженера фирмы Assemblion, который рассказал об особенностях монтажа компонентов 01005 (размер 125 х 250 мкм), которые устанавливаются в промежутке между выводами микросхемы в шаге 0,5 мм с зазорами между ламелями и чип-компонентом 15 мкм. В заключении докладчик сообщил, что сейчас рассматривается вопрос о возможности использования компонентов размером 120 х 240 мкм, для которых пока нет номенклатурного обозначения.

Значительная часть докладов и экспозиций была посвящена так называемым «системам-на-кристалле», которые я назвал бы микросборками с использованием сверхпрецизионных МПП (7 и выше класса точности). Похоже, что это одно из основных будущих направлений развития конструктивно-технологической базы РЭА.

Однако лейтмотивом «Продуктроники 2005», конечно же, была бессвинцовая технология. Это связано с тем, что согласно директивам соответствующего комитета, Европа в 2006 г. переходит на бессвинцовые технологии и материалы (кстати, в эти директивы включены также кадмий, галогеносодержащие и др. материалы). И старое ощущение, что в бессвинцовой пайке, несмотря на принятые на государственном уровне решения, по технике больше вопросов, чем ответов, после посещения выставки и, особенно, семинаров переросло в уверенность. На основе этой уверенности возникло беспокойство, что эти проблемы, пока слабо осознаваемые в России, особенно среди специалистов, отвечающих за надежность РЭА, тем не менее, мимо нас не пройдут. В чем суть проблем?

1. Все бессвинцовые припои имеют температуру плавления на 40°С выше, чем ПОС, что требует иных базовых и технологических материалов (ламинатов, масок, флюсов, клеев) и более мощного паяльного оборудования.

2. К сожалению, среди десятка предлагаемых сегодня бессвинцовых припоев нет адекватной замены доброй, старой, но, увы, «вредной» оловянно-свинцовой эвтектики — ни по текучести, ни по пластичности, ни по электро- и теплопроводности; то есть, тем физическим характеристикам, которые определяют надежность паяных соединений. Так же, как нет адекватной замены финишным покрытиям печатных плат. В этой связи хочу обратить внимание аудитории на тот факт, что переход на бессвинцовые технологии в Европе и мире в ближайшее время коснется только бытовой и, частично, индустриальной электроники. Переход на бессвинцовые материалы остальной техники отодвинут на неопределенный срок.

3. Есть еще один аспект этой проблемы, который, по-видимому, коснется только нашей страны, связанный с использованием импортных микросхем и ПП, изготовленных за рубежом. Учитывая большое количество посреднических структур между разработчиком РЭА, сборщиком узла и изготовителем микросхем и печатных плат, анализируя собственный опыт, берусь с высокой степенью вероятности предположить, что на сборку вскоре будут поступать микросхемы и ПП, не сертифицированные с точки зрения типа финишного покрытия (ибо вариантов таких покрытий на сегодня более десятка). Даже если будет указано «бессвинцовое», это ни о чем не будет говорить. Более того, даже если покрытие будет точно идентифицированно, не понятно, какова будет его металлургия и, следовательно, надежность паяных соединений, содержащих сочетание различных бессвинцовых и свинецсодержащих компонентов на покрытии выводов, в покрытии ПП, припое или припойной пасте. Думается, что необходимо срочно организовать исследования надежности такого рода смешанных паяных соединений, либо разработать технику перелуживания ПП и компонентов. И заниматься этим надо до того, как на нас свалится лавина отказов, связанных со снижением надежности паяных соединений. Наверное, финансировать эти работы должно государство, так как проблема в первую очередь связана со специальной аппаратурой, изготавливаемой в основном в рамках госзаказа, к которой предъявляются повышенные требования по надежности. Таковы первые впечатления и размышления.

Еще раз хочу подчеркнуть, что не претендую на всеохватность оценок и проблем и скорее могу поставить вопросы, чем ответить на них. Надеюсь, что кому-то эти впечатления и размышления будут интересны, и поставленные вопросы найдут отклик.