PCB的可制造性和可測試性是PCB設(shè)計(jì)時必須要考慮的重要因素。設(shè)計(jì)時的可制造性很大程度上決定了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，而可測試性則影響著產(chǎn)品全生命周期的成本。隨著電子產(chǎn)品越來越小型化、復(fù)雜化，而市場競爭卻不斷加劇，企業(yè)要控制產(chǎn)品成本，就要求PCB要滿足良好的可制造性和可測試性。因此，PCB設(shè)計(jì)工程師必須把握好設(shè)計(jì)的可制造性和可測試性，進(jìn)行良好的可制造性可測試性設(shè)計(jì)。

11．1 PCB的可制造性

11．1．1 PCB可制造性設(shè)計(jì)概述

    可制造性設(shè)計(jì)也稱為DFM（Design For  Manufacture），是一種全新的PCB設(shè)計(jì)方法，它是有助于提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。在PCB的生產(chǎn)制造過程中，如果PCB的設(shè)計(jì)不符合可制造性要求，將大大降低PCB的生產(chǎn)效率，甚至?xí)?dǎo)致所設(shè)計(jì)的電路板根本無法制造出來。具有良好的可制造性設(shè)計(jì)的PCB能有效地提高生產(chǎn)效率，并改善PCB的質(zhì)量。因此，在PCB的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)工程師必須充分考慮所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是否具有良好的可制造性。

可制造性（工藝性）設(shè)計(jì)主要研究的是產(chǎn)品本身的物理設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)各部分之間的相互關(guān)系，并把它應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)當(dāng)中，將整個制造系統(tǒng)融合在一起進(jìn)行整體優(yōu)化，從而有利于降低新產(chǎn)品的開發(fā)周期和生產(chǎn)成本，使新的設(shè)計(jì)能順利快速地投入到生產(chǎn)中。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法不但決定了其生產(chǎn)成本的80%，同時還決定著產(chǎn)品的許多其他質(zhì)量特性，因此可制性的設(shè)計(jì)是非常重要的。企業(yè)要提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的效率，必須根據(jù)企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)條件建立起自己的一套可制造性設(shè)計(jì)規(guī)范，并對其進(jìn)行分類和維護(hù)。同時，可制造性設(shè)計(jì)規(guī)范是隨環(huán)境的變化而變化的，它需要包括設(shè)計(jì)人員、制造人員、市場人員以及財(cái)務(wù)人員等在內(nèi)的所有人員一起進(jìn)行建立并維護(hù)。

隨著電子通信類產(chǎn)品的市場競爭不斷加劇，產(chǎn)品的生命周期在不斷縮短，企業(yè)原有產(chǎn)品的升級及新產(chǎn)品的開發(fā)速度對企業(yè)的生存和發(fā)展起到關(guān)鍵的作用。而在制造環(huán)節(jié)，如何在生產(chǎn)中用更少的時間獲得高可制造性和高質(zhì)量的新產(chǎn)品，越來越成為各公司追求的核心目標(biāo)。面向電子裝配的可制造性設(shè)計(jì)要求PCB設(shè)計(jì)工程師在設(shè)計(jì)PCB初期就要考慮可制造性設(shè)計(jì)（DFM），以縮短新產(chǎn)品投產(chǎn)的時間。

PCB的可制造性設(shè)計(jì)的指在進(jìn)行PCB的設(shè)計(jì)時就充分考慮到制造系統(tǒng)各部分的相互關(guān)系，將整個制造過程融合在一起進(jìn)行總體優(yōu)化，從而降低產(chǎn)品的開發(fā)周期和生產(chǎn)成本。它主要包括兩個方面：

1）PCB自身的可制造性，即PCB的設(shè)計(jì)要符合PCB現(xiàn)有的生產(chǎn)規(guī)范，如果不符合現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝，電路板就無法順利生產(chǎn)。

2）PCB與元器件結(jié)合成電子產(chǎn)品的可制造性，即設(shè)計(jì)并生產(chǎn)出的PCB要能方便地與其他電子元件連接在一起，組合成真實(shí)的產(chǎn)品。

本節(jié)將對不同生產(chǎn)工藝下PCB的可制造性進(jìn)行詳細(xì)介紹。

11．1．2 PCB生產(chǎn)工藝與設(shè)計(jì)

生產(chǎn)工藝、封裝形式與PCB的可制造性設(shè)計(jì)有著密切關(guān)系，了解企業(yè)自身的生產(chǎn)能力也是可制造性設(shè)計(jì)所必需的。

1、  貼裝工藝（SMT）和PCB設(shè)計(jì)的關(guān)系

所謂表面貼裝工藝技術(shù)，指的是有關(guān)如何將基板、元器件通過有效工藝材料和工藝組裝起來，并確保有良好壽命的一門技術(shù)。表面貼裝工藝又包含了許多種不同的組裝形式和相應(yīng)的工藝方法，各種方式都有其相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)和工藝特點(diǎn)。比如說單面STM元件回流焊接技術(shù)的組裝板，具有外形薄和組裝工藝較簡單的優(yōu)勢；缺點(diǎn)是其組裝密度不高，不能采用插件，這些缺點(diǎn)限制了這種工藝技術(shù)在某些方面的應(yīng)用。又例如目前被采用的最多的雙面混裝技術(shù)，具有密度較高，能混合采用SMD和插件，能發(fā)揮質(zhì)量和成本之間的平衡利益的優(yōu)點(diǎn)；但其必須處理兩道焊接程序。PCB設(shè)計(jì)師都應(yīng)該學(xué)習(xí)和了解諸如此類的知識，才能在其工作中應(yīng)用。因此，PCB設(shè)計(jì)工程師必須對這方面知識有相當(dāng)?shù)牧私?，針對不同的工藝技術(shù)特點(diǎn)才能更好地設(shè)計(jì)出具有良好的可制造性的PCB。

下面介紹一下常見的表面貼裝工藝。

（1）錫膏絲印工藝  這是一種常見的工藝，包括4個主要工序，分別為對位、充填、整平和釋放。要做好整個工作，要求基板必須夠平，焊盤間尺寸要準(zhǔn)確穩(wěn)定，即使在經(jīng)過焊接工作的高溫處理后焊盤間尺寸也要準(zhǔn)確穩(wěn)定，焊盤的設(shè)計(jì)要配合絲印鋼網(wǎng)，并有良好的基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)計(jì)來協(xié)助自動定位。此外，基板上的標(biāo)簽油印不能影響絲印部分，基板的設(shè)計(jì)必須方便絲印機(jī)的自動上下板，外形和厚度設(shè)計(jì)不能影響絲印時所需要的平整度等。這些工藝要求都必須在PCB開始設(shè)計(jì)時就經(jīng)過設(shè)計(jì)工程師的認(rèn)真考慮與規(guī)劃布局。

另外常見的問題有基板上的綠油（即阻焊涂層）印刷不斷或太厚，銅焊盤的保護(hù)處理選擇不當(dāng)（如在微間距應(yīng)用上采用垂直熱風(fēng)整平VHASL處理），雙回流應(yīng)用中采用不當(dāng)?shù)腛SP等，這些問題其實(shí)只要在PCB設(shè)計(jì)時，設(shè)計(jì)工程師稍加考慮處理就可以避免的。因此，這些在設(shè)計(jì)時設(shè)計(jì)師都應(yīng)該給予適當(dāng)?shù)目紤]和處理。

（2）點(diǎn)錫膏工藝  如果廠內(nèi)采用的錫膏涂布工藝的注射方式的，在基板上的焊盤設(shè)計(jì)又和絲印有所不同。比如焊盤的長度應(yīng)該受到更短的限制，銅焊盤的防氧化處理要求更嚴(yán)格。但對綠油的要求卻不高，對于不同元件封裝也應(yīng)該有個別的考慮。比如J引腳的PLCC元件，如果采用一般的做法在每一焊盤上分點(diǎn)兩點(diǎn)錫膏，則有可能引起在回流前錫膏和引腳的接觸不良，引起引腳發(fā)生位移的問題。如果采用點(diǎn)3錫點(diǎn)的方式，則又浪費(fèi)寶貴的生產(chǎn)時間。所以焊盤的尺寸設(shè)計(jì)要更改，并對元件封裝進(jìn)行較嚴(yán)格的范圍控制，同時將焊盤加寬和縮短以達(dá)到能采用單一錫點(diǎn)的工藝。

對于采用不同的泵技術(shù)，焊盤設(shè)計(jì)也有一定的不同，所以設(shè)計(jì)師應(yīng)該對各種泵的性能和特點(diǎn)有足夠的了解，至少對本身企業(yè)內(nèi)所使用的技術(shù)應(yīng)該有足夠的了解。

（3）黏膠應(yīng)用  目前較常用的有點(diǎn)膠和印膠工藝。點(diǎn)膠工藝中有各種注射泵技術(shù)，還有適用于非常高產(chǎn)量的針印工藝，目前已發(fā)展出新一代的噴射工藝。印膠工藝方面的做法則和錫膏絲印很相似。

設(shè)計(jì)和工藝人員應(yīng)該了解和注意到各種泵在膠點(diǎn)的量控制能力和點(diǎn)出的膠點(diǎn)外形上的不同。比如在同一直徑膠點(diǎn)的高度上，采用針印工藝的高度就低些，噴射工藝最高，而其他的泵則處于它們之間。這些變化也會影響設(shè)計(jì)工作，比如在元件外形和尺寸不變的情況下，為了確保膠點(diǎn)能對元件的底部有足夠的接觸面，采用針印工藝的膠點(diǎn)虛設(shè)銅盤的寬度就應(yīng)該較大了以處理更大的膠點(diǎn)直徑。

除此之外，膠水的種類和品牌也會影響膠點(diǎn)的外形。所以在技術(shù)整合的觀念下，設(shè)計(jì)規(guī)范是必須和工藝規(guī)范同時開發(fā)的。

（4）貼片工藝  貼片機(jī)是否能處理設(shè)計(jì)時所選的元件，把它們都準(zhǔn)確地貼在所需要位置上，直接影響著產(chǎn)品的生產(chǎn)。所以在設(shè)計(jì)時的元件選擇工作上，對企業(yè)內(nèi)貼片機(jī)性能的了解就起了關(guān)鍵的作用。此外，貼片工序在整條生產(chǎn)線上經(jīng)常是效率的“瓶頸”，在設(shè)計(jì)時必須同時考慮它對生產(chǎn)效率的影響。對于PCB的設(shè)計(jì)人員來說，要關(guān)注貼片工藝的以下一些問題：

1）貼片機(jī)能處理的元件范圍和個別元件的處理能力；

2）貼片機(jī)對各元件的對中能力，即貼片精度和重復(fù)精度，包括基板的定位能力。

3）貼片機(jī)的靈活性和轉(zhuǎn)換能力，如可行性、所需時間和資源等。

4）各元件的產(chǎn)量。

5）基板的處理能力和范圍，如團(tuán)料種類、厚度、外形比等。

設(shè)計(jì)人員還應(yīng)該進(jìn)一步地了解貼片精度的誤差來源，這主要包含有4個主要因素：基板質(zhì)量、貼片機(jī)對基板的識別和定位能力、貼片機(jī)的機(jī)械精度和貼片機(jī)對元件的識別與定位能力。例如當(dāng)了解企業(yè)內(nèi)貼片機(jī)對基板的識別與定位能力后，PCB設(shè)計(jì)工程師就能相應(yīng)地設(shè)計(jì)出合適的基準(zhǔn)點(diǎn)，包括基準(zhǔn)點(diǎn)的大小、形狀、位置分布和反差條件等；就能決定是否需要區(qū)域和專用基準(zhǔn)點(diǎn)等來確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可制造性。

對貼片機(jī)的靈活性方面的了解也一樣。知道了何種元件能被處理、處理的可靠性如何、在處理不同元件時是否需要某程度的設(shè)備轉(zhuǎn)換、是自動還是人工轉(zhuǎn)換、對生產(chǎn)時間的浪費(fèi)影響有多重等等之后，在選擇元件封裝上也能夠做出更好考慮，而這些考慮的內(nèi)容也能夠提醒采購人員在采購時做出相應(yīng)的要求。

市場上對貼片精度的規(guī)范和指標(biāo)常出現(xiàn)了不正確或不完整的說法。正確的精度標(biāo)法包括分布系數(shù)SIGMA和貼片精度平均值U，或是以C_P和C_Pk兩者標(biāo)出。設(shè)備人員應(yīng)該協(xié)助提供這方面的資料給設(shè)計(jì)部人員。通過對此的了解，設(shè)計(jì)師才能對焊盤尺寸做出優(yōu)化。

（5）波峰焊接工藝  波峰焊接工藝是目前常見的組裝焊接工藝之一。波峰焊接工藝的主要問題包括橋接、陰影效應(yīng)等。實(shí)際上，波峰焊接工藝的許多問題在設(shè)計(jì)上能夠給予一定程度的解決，前提是設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對它們有足夠的了解和應(yīng)用。應(yīng)該注意的一點(diǎn)是這些問題的嚴(yán)重程度，波峰焊接工藝是和設(shè)備原理及調(diào)制有很大關(guān)系的。設(shè)計(jì)工作必須嚴(yán)密地配合設(shè)備料的工藝調(diào)制規(guī)范進(jìn)行，才能盡量避免或減輕這些問題。比如說為了解決矩形件和陰影效應(yīng)而增加的焊盤長度，到底應(yīng)增加多少是和企業(yè)內(nèi)設(shè)備和工藝調(diào)制能力息息相關(guān)的。

元件的受熱問題是另一個經(jīng)常受到關(guān)注的波峰焊接問題。對于雙面有元件的產(chǎn)品來說，一面的元件有可能在經(jīng)過波峰焊時完全浸在高溫的熔錫中，熱沖擊可以高達(dá)200^oC/s。因此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時必須給予充分的考慮：元件的封裝是否經(jīng)得起這樣的熱處理，在其壽命和性能方面又會產(chǎn)生怎樣的影響。

為了處理只有少數(shù)插件的產(chǎn)品或?yàn)榱吮Ｗo(hù)一些對熱較敏感的元件不受熔錫的熱沖擊，目前出現(xiàn)了一些局部波峰焊接的工藝和設(shè)備。如果您的企業(yè)內(nèi)有采用這類的設(shè)備，需要注意的一點(diǎn)是板上元件的編排可能會受到設(shè)備動作的一些限制，因此在設(shè)計(jì)PCB時必須留下某些空位等等。

（6）回流焊接工藝  回流焊接工藝是目前最流行也最常用的批量生產(chǎn)焊接技術(shù)?；亓骱附庸に嚨年P(guān)鍵在于找出最適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定時間關(guān)系，即所謂的溫度曲線設(shè)置，并使它不斷地重復(fù)。溫度曲線必須配合所采用的工藝材料（如錫膏等），需要注意的參數(shù)主要有升溫速度、溫度的高低、在各溫度下的時間和降溫速度等。市場上已經(jīng)出現(xiàn)了多種不同加熱原理的回流爐子，其實(shí)如何加溫還是次要的，最重要的是必須能夠隨意控制溫度的變化并保持溫度的穩(wěn)定。

市場上采用的加溫法，幾乎全部是3種基本的熱傳遞方式，即傳導(dǎo)、對流和輻射。各種爐子的原理按這種方式分類。采用傳導(dǎo)方式的有熱板、熱絲和液態(tài)熱3種主要技術(shù)；采用對流的有強(qiáng)制熱風(fēng)、惰性熱氣和氣相回流3種技術(shù)；而采用輻射技術(shù)的，有線外線、激光和白光3大光源。

下面是對回流焊接工藝幾種方式的詳細(xì)介紹。

1）熱板回流技術(shù)仍用在陶瓷基本工藝上，且只能用在單板上，必須靠基板的良好熱導(dǎo)性能才能發(fā)揮效益，這也限制了它在大部分電子組裝業(yè)上的應(yīng)用。熱絲技術(shù)在英文中常稱hot-bar焊接技術(shù)，是因?yàn)樗Ｓ迷谝越饘倩蛱沾善瑸榧訜崦浇榈脑O(shè)備上而得名的。它適用于長、平和柔軟引腳的元件上（如柔性板和TAB工藝上）。通過控制溫度、壓力和時間來控制焊接效果，需要不同的焊頭來處理不同的元件，是較慢的工藝。工藝控制較為困難，因此此技術(shù)通常用在返修工作上。

2）熱風(fēng)或熱氣技術(shù)有兩種，一種是適合批量生產(chǎn)的自動化回流爐子；另一種是供局部焊接用的吹管技術(shù)，這種技術(shù)也常用在返修技術(shù)上，通過空氣或惰性氣體的對流作用來傳熱。這種技術(shù)的缺點(diǎn)是，在局部焊接技術(shù)上必須使用不同的吹管來處理不同元件。一種比較經(jīng)濟(jì)的方案是使用空氣為煤介，但工藝速度較慢。

3）白光和紅外線在小批量生產(chǎn)的應(yīng)用上，都是通過光學(xué)聚原理將光內(nèi)的熱能集中起來，對焊點(diǎn)做局部加熱。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是沒有機(jī)械接觸，而像熱絲技術(shù)則是有機(jī)械接觸的。同時，局部焊接不會對元件封裝造成過熱的威脅，可以自動化編程。但它也有缺點(diǎn)，因?yàn)檫@種焊接方式是以點(diǎn)進(jìn)行的，所以速度較慢。另外，它雖不會對元件封裝有過熱的威脅，但在失控時有可能會使焊點(diǎn)過熱，并且白光對人的眼睛不利，不利于工作人員的身心健康?？偟貋碚f，這種技術(shù)加熱速度快使它在對熱容量大和封裝對熱較敏感的元件應(yīng)用上有優(yōu)勢。

4）激光技術(shù)和以上的白光和紅外線原理類似，只是煤介不同而已。這是一種較新的技術(shù)，價(jià)格十分昂貴，因此還未被普遍接受。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是激光的能量能夠被很準(zhǔn)確的控制，重復(fù)性很高，焊點(diǎn)可以很細(xì)，尤其對微間距離技術(shù)沒困難。由于局部性很高而能保證很好的焊點(diǎn)質(zhì)量，沒有內(nèi)部潛在應(yīng)力，因此這種技術(shù)或許有很好的發(fā)展?jié)撃?，但目前說法仍不統(tǒng)一。

5）電感焊接技術(shù)，是一種通過電感效應(yīng)的渦流加熱原理來進(jìn)行焊接的工藝，具有沒有機(jī)械接觸、加熱快和熱容量高的優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是技術(shù)不易掌握，焊點(diǎn)周邊不能有某些金屬部件，高頻信號對某些電子元件不利和加熱頭的位置敏感度高等。目前其應(yīng)用還不普遍。

6）火炬焊接技術(shù)，適用于焊點(diǎn)熱容量特高的應(yīng)用上，如在基板上有大的插座或金屬屏蔽板的場合，也屬于非接觸式和局部焊接的工藝。其缺點(diǎn)是工藝經(jīng)驗(yàn)缺乏，對焊點(diǎn)的可靠性數(shù)據(jù)了解和考察不夠。

7）紅外線用在批量生產(chǎn)焊接技術(shù)上已有很長的時間，它是熱風(fēng)回流技術(shù)成熟前的主要工藝，目前還有一些廠家在推薦遠(yuǎn)紅外線技術(shù)的爐子。此技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是加熱效率較高，重復(fù)率很好，熱容量也好，對一些回流工藝問題如吸錫（wicking）和立碑等都能應(yīng)付。其缺點(diǎn)是產(chǎn)品板上的溫度較大，對一些元件的外形和封裝材料變化較大，而且有超溫的可能。另一更常見的批量焊接技術(shù)是熱風(fēng)回流技術(shù)，它基本解決了紅外線技術(shù)存在的問題，但設(shè)備困難，好的設(shè)備價(jià)格高于紅外線技術(shù)，而且應(yīng)用上對知識儲備的要求也較高，設(shè)備保養(yǎng)要求高，設(shè)備選擇不易，必須要有一套完整的測試方法。

回流曲線設(shè)置的關(guān)鍵在于將產(chǎn)品板上最熱點(diǎn)和最冷點(diǎn)找出，通過對爐溫的調(diào)制使這兩點(diǎn)的范圍設(shè)置在錫膏性能的要求范圍內(nèi)。板上熱點(diǎn)和冷點(diǎn)的熱學(xué)特性，影響的因素很多，在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時要考慮和照顧到這些，使設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品，熱點(diǎn)和冷點(diǎn)的溫差盡量做到最小。這不但使生產(chǎn)容易得到控制，且對設(shè)備的性能和保養(yǎng)的要求也較低，而且對產(chǎn)品焊點(diǎn)的質(zhì)量也較容易保證，因此，這是個在設(shè)計(jì)時很重要的考慮點(diǎn)和做法。

2、PCB設(shè)計(jì)與IC芯片封裝

當(dāng)今的電子技術(shù)，尤其是微電子技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路越來越多地應(yīng)用到了通用系統(tǒng)當(dāng)中。如今，深亞微米生產(chǎn)工藝在IC中的廣泛應(yīng)用使得芯片的集成規(guī)模更加龐大。作為PCB的設(shè)計(jì)人員，必須要了解IC芯片的各種制作工藝及特點(diǎn)，只有這樣才能更好地指導(dǎo)PCB的可制造性設(shè)計(jì)。

封裝形式就是指IC芯片的外殼。它不僅起著安裝、固定、密封保護(hù)及增強(qiáng)電熱導(dǎo)性能，它還通過芯片上的接點(diǎn)用導(dǎo)線與封裝外殼引腳相連，這些引腳又通過PCB上導(dǎo)線與其他元器件相連。衡量一個芯片封裝技術(shù)的一個重要指標(biāo)是芯片面積與封裝面積之比，這個值越接近于1，說明這種芯片的封裝技術(shù)越好。一般來說，現(xiàn)在新一代的CPU的出現(xiàn)都是伴隨著一種新的封裝形式產(chǎn)生的。

目前，根據(jù)技術(shù)出現(xiàn)時間順序排列，IC芯片的封裝技術(shù)主要有雙列直插封裝（DIP）、小尺寸封裝（SOP）和塑料四邊引出扁平封裝（PQFP）、球柵陣列（BGA）封裝、芯片尺寸封裝（CSP）和多芯片組（MCM）封裝。下面是對各種具體的封裝形式的簡要介紹。

（1）雙列直插封裝（DIP）  雙列直插封裝（Dual In-line Package，DIP），是上世紀(jì)70年代流行的封裝技術(shù)，它具有適合PCB的穿孔安裝、易于PCB的布線和操作方便 等優(yōu)點(diǎn)。DIP又具有多種封裝結(jié)構(gòu)形式：多層陶瓷雙列直插式、單層陶瓷雙列直插式和引線框架式DIP。其中，引線框架式DIP又包含玻璃陶瓷封裝式、塑料包封結(jié)構(gòu)式以有陶瓷低熔玻璃封裝式3類。

這種封裝技術(shù)的缺點(diǎn)是封裝尺寸大，封裝效率很低。例如，采用40根I/O引腳的塑料包封雙列直插式封裝的CPU，其芯片面積與封裝面積之比為1：80，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于1。采用這種封裝形式的典型芯片有Intel公司的8086、80286等。

（2）小尺寸封裝（SOP）塑料四邊引出扁平封裝（PQFP）這是上世紀(jì)80年代出現(xiàn)的芯片載體封裝，它包括陶瓷無引線芯片載體（Leadless Ceramic Chip Carrier ，LCCC）、塑料有引線芯片載體（Plastic Leaded Chip Carrier，PLCC）、小尺寸封裝（Small Outline Package ，SOP）和塑料四邊引出扁平封裝（Plastic Quad Flat Package，PQFP）。這種芯片載體封裝技術(shù)大大提高了芯片的封裝效率，在一定程度上克服了雙列直插式封裝技術(shù)的不足。例如，以一種四邊引出扁平封裝（QFP）的CPU為例，它的芯片面積與封裝面積之比能達(dá)到1：7.8。

總的說來，芯片載體封裝技術(shù)具有如下一些特點(diǎn)：可靠性好；易于操作；封裝效率相對較高；封裝外形尺寸小，寄生參數(shù)小，比較適合用于高頻段的芯片封裝；適合用于表面安裝技術(shù)在PCB上的布線。

（3）球柵陣列（BGA）封裝  球柵陣列（Ball Grid Array Package，BGA）封裝技術(shù)是為滿足硅芯片的集成度的不斷提高，以及在集成度的提高對集成電路封裝更加嚴(yán)格的要求且I/O引腳和芯片功耗急劇增加的形勢下發(fā)展而來的。它具有如下一些優(yōu)點(diǎn)：

1）提高了芯片的組裝成品率，雖然I/O引腳數(shù)量增多了，但引腳間的距離仍遠(yuǎn)大于四邊引出扁平封裝（QFP）。

2）球柵陣列封裝技術(shù)能用可控塌陷芯片法焊接，可以克服功耗增加帶來的不良影響，改善了芯片的電熱性能。

3）采用球柵陣列封裝技術(shù)的芯片能比四邊引出扁平封裝（QFP）的芯片厚度減少一半以上，重量也能減少至少3/4。

4）寄生參數(shù)減少，信號傳輸延遲減少，使用頻率大大提高。

5）組裝可采用共面焊接技術(shù)，可靠性提高。

由于球柵陣列封裝技術(shù)的以上優(yōu)點(diǎn)，使得它一出現(xiàn)就成為了CPU、南北橋等高密度、高性能、多功能芯片的最佳封裝形式選擇。

同時，這種封裝技術(shù)也有其不足之處：與QFP和BGA一樣，它占用的芯片面積還是過大。采用球柵陣列封裝技術(shù)的典型芯片有Pentium 、PentiumPro 、PentiumII等。這些芯片采用陶瓷針柵陣列封裝（CPGA）和陶瓷球柵陣列封裝（CBGA），并在外殼上安裝微型風(fēng)扇散熱，使得芯片能夠穩(wěn)定可靠地工作。

（4）芯片尺寸封裝（CSP）  芯片尺寸封裝（Chip Size Package，CSP）是一種芯片面積與封裝面積之比為1：1.1的封裝結(jié)構(gòu)形式，它的具體封裝尺寸只比裸芯片大一點(diǎn)點(diǎn)，是由日本三菱電器公司于上世紀(jì)90年代中期研究出來了。

芯片尺寸封裝的主要特點(diǎn)除了顯而易見的封裝面積大大減小、封裝效率提高外，還有能夠滿足LSI芯片引腳數(shù)目不斷增加的需要和解決IC裸芯片不能進(jìn)行交流參數(shù)測試和老化篩選問題的特點(diǎn)。

（5）多芯片組（MCM）封裝  多芯片組（MCM）是一種由兩個或兩個以上的裸芯片或者芯片尺寸封裝（CSP）的IC組裝在一個基板上的模塊，模塊組成一個電子系統(tǒng)或子系統(tǒng)?；蹇梢允荘CB、厚/薄膜陶瓷或帶有互連圖形的硅片。整個MCM可以封裝在基板上，基板也可以封裝在封裝體內(nèi)。MCM封裝可以是一個包含電子功能、便于安裝在電路板上的標(biāo)準(zhǔn)化的封裝，也可以就是一個具備電子功能的模塊。它們都可直接安裝到電子系統(tǒng)中去（PC、儀器、機(jī)械設(shè)備等）。它在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、自動化、通信系統(tǒng)中產(chǎn)生著重大影響。多芯片組（MCM）可分為3種基本類型：

MCM-L是采用片狀多層基板的MCM。MCM-L技術(shù)是高端有高密度封裝要求的PCB技術(shù)，適用于采用鍵合FC工藝的MCM。MCM-L不適合有長期可靠性要求和使用環(huán)境溫差太大的場合。

MCM-C是采用多層陶瓷基板的MCM。MCM-C適用于從模擬電路、數(shù)字電路、混合電路到微波器件所有的應(yīng)用。多層陶瓷基板中低溫共燒陶瓷基板使用最多，其布線的線寬和布線節(jié)距為256~75μm。

MCM-D采用薄膜技術(shù)，其基板由淀積的多層介質(zhì)、金屬層和基材組成。MCM-D的基材可以是硅、鋁、氧化鋁陶瓷或氮化鋁。曲型的線寬為25μm，線中心距為50μm。層間通道在10~50μm之間。低介電常數(shù)材料二氧化硅、聚酰亞胺常用作介質(zhì)來分隔金屬層，介質(zhì)層要求薄，金屬互連要求細(xì)小，但仍要求適當(dāng)?shù)幕ミB阻抗。

總地說來，多芯片組（MCM）技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1）封裝延遲時間小，易于實(shí)現(xiàn)組建高速化。

2）進(jìn)一步縮小了整機(jī)/組件封裝尺寸和重量。

3）系統(tǒng)的可靠性大大提高。

3．企業(yè)的生產(chǎn)能力與PCB的設(shè)計(jì)

了解企業(yè)自身實(shí)際的生產(chǎn)能力，的推動可制造性設(shè)計(jì)管理的重要組成部分。這項(xiàng)工作包括對企業(yè)的所有設(shè)備的能力進(jìn)行量化考察、規(guī)劃和制定規(guī)范指標(biāo)。

每個設(shè)計(jì)規(guī)范都只有在特定條件下才能最優(yōu)化地發(fā)揮其功能，有它特定的適用性或針對性。不同企業(yè)的生產(chǎn)線也大都是不同的，即使設(shè)備的硬件配置一樣，管理、工藝知識、品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等軟條件也會不同。因此即使在一個企業(yè)中適用的設(shè)計(jì)規(guī)范，在另一個企業(yè)中并不一定也適用。只有完全和準(zhǔn)確地把握了企業(yè)自己的生產(chǎn)能力、技術(shù)能力等情況后，才可能制定出一套適合自己企業(yè)最佳的設(shè)計(jì)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)。一些重要的資料是不可能在市場上現(xiàn)成得到的，即使是設(shè)備供應(yīng)商也可能無法提供，只有親身去深入企業(yè)生產(chǎn)車間考察、測試和記錄。通常在優(yōu)化設(shè)計(jì)上，根本沒有所謂的通用標(biāo)準(zhǔn)。因此，必須要了解自己企業(yè)的實(shí)際，根據(jù)自己企業(yè)的實(shí)際的設(shè)備條件制訂出適合本企業(yè)的最優(yōu)的設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

對企業(yè)的考察應(yīng)包括如下幾項(xiàng)：企業(yè)的生產(chǎn)線能做什么，即生產(chǎn)線的功能；需要什么改變來處理工作的變更，即企業(yè)的生產(chǎn)線是否具有柔性和靈活性，以及靈活性如何；企業(yè)的生產(chǎn)線生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量能達(dá)到何種程度，以及生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。

首先應(yīng)對生產(chǎn)線能力進(jìn)行規(guī)劃。了解每一條生產(chǎn)線對基板的處理能力范圍，包括基板的材料、基板的厚度范圍、基板的尺寸限制、重量限制、板邊的留空要求、定位要求以及如何采用自動條碼識別系統(tǒng)的位置要求等，這些都必須進(jìn)行詳細(xì)和準(zhǔn)確的規(guī)劃。同時，應(yīng)注意這些規(guī)劃不能以個別設(shè)備的層次來進(jìn)行，而要以整線層次進(jìn)行。如果企業(yè)有多條不同規(guī)范的生產(chǎn)線，則應(yīng)該考慮以統(tǒng)一規(guī)范（最嚴(yán)格的規(guī)范）或分等級來簡化。

其次要足夠地了解和記錄各設(shè)備的性能和技術(shù)限制。比如廠內(nèi)所采用的回流爐子是屬于什么加熱原理的，如果是熱風(fēng)原理，那它對排風(fēng)變化的影響或靈敏度又如何；如果是紅外線，對元件的外形和顏色有什么影響；爐子的軌道是否會因?yàn)槲鼰岫鴮Π宓膬蛇呍斐衫鋮^(qū)效應(yīng)，冷區(qū)效應(yīng)程度如何等等這類的性能問題，都應(yīng)該給予詳細(xì)的考察，并記錄在設(shè)計(jì)規(guī)范內(nèi)。

再次，對元件的處理能力也要充分了解并做好規(guī)劃。這個方面包括各種常用元件的釋放能力、供料器種類與數(shù)目和性能、對中技術(shù)和能力、貼片機(jī)吸嘴的種類和要求、貼片力度以及各元件對速度效率的影響等。

最后，必須規(guī)劃企業(yè)自身整體的工藝能力。生產(chǎn)廠內(nèi)應(yīng)該有最少一份的工藝規(guī)范，內(nèi)容應(yīng)詳細(xì)地列出廠內(nèi)工藝的能力和極限。比如在錫膏工藝上能采用什么工藝，是絲印還是點(diǎn)錫，又能達(dá)到何種程度（0.3mm間距、0.12mm開孔、Aspect Ratio為1：1.5、又面印刷能力等等）。一切重要的條件，比如錫膏種類、基板厚度和表面處理要求等，都必須清楚地列出。在訂立設(shè)備和工藝規(guī)范的方法時，可以配合供應(yīng)商資料、生產(chǎn)線的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和廠內(nèi)設(shè)備的試驗(yàn)結(jié)果，使經(jīng)過驗(yàn)證的數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)被納入到設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫中。一切驗(yàn)證、分析和決策的過程都應(yīng)該有記錄檔案，方便日后做改進(jìn)工作。

要正確和有效地進(jìn)行以上工作，必須具備良好的設(shè)備工程學(xué)和SMT工藝知識。在這些能力未足夠建立起來之前，推行的工作有可能是白費(fèi)和誤導(dǎo)的。工廠管理應(yīng)該注意這一點(diǎn)，而不可沖動行事，以免投入后導(dǎo)致沒有效果的失敗。