Die Anwendung der SMT-Technologie in einem Mobiltelefon.

Hallo zusammen, heute sprechen wir über den SMT-Prozess des iPhone 17.

Wir werden uns darauf konzentrieren, seine technologischen Durchbrüche, die Herausforderungen, denen es gegenübersteht, und seine zukünftigen Entwicklungsrichtungen zu teilen.

Der Inhalt wird sich um drei Teile drehen:

• Technische Highlights
• Prozessschwierigkeiten
• Zukünftige Trends

So können Sie die Neuerungen in der SMT-Technologie für Smartphones schnell erfassen.

Schauen wir uns zunächst die technischen Highlights an:

Um die Integration und Leistung zu verbessern, hat das iPhone 17 mehrere Durchbrüche bei Verpackungsmaterialien und -prozessen erzielt.

• Der A19-Chip übernimmt den 2-nm-Prozess und die Integration auf Systemebene von TSMC.
• Die Chipverpackung verwendet Through-Silicon Vias (TSV) für die Stapelung mehrerer Chips.
• Die Motherboard-Fläche der Pro Max-Version wurde um 8 % reduziert.
• Die Datenlesegeschwindigkeiten erreichen 7.500 MB/s, was das Benutzererlebnis deutlich verbessert.
• Die 2.5D-Gehäusetechnologie macht das herkömmliche Substrat überflüssig und verbindet die Goldverkabelung direkt mit dem Motherboard. Dadurch werden nicht nur die Bauteile dünner, sondern auch die Platzausnutzung verbessert.
• Die Leiterplatte verwendet ein 10-lagiges Substrat mit Glasfasergewebe mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten, wodurch der Wärmeausdehnungskoeffizient um 30 % reduziert wird. Dies minimiert den Brückenbereich des Motherboards und ermöglicht ein doppelseitiges Layout mit hoher Dichte.
• Ein Highlight ist auch das doppelseitige High-Density-Layout:
  • Auf der Vorderseite befindet sich das 5G-HF-Modul.
  • Die Rückseite enthält den Hauptchip.
  • Ein flexibler Anschluss verbindet sie für den kollaborativen Betrieb.
• Auf einer kompakten Fläche von nur 255 Quadratmillimetern erreicht es sowohl Hochleistungsrechnen als auch 5G-Multiband-Übertragung und treibt die SMT-Raumausnutzung auf das Äußerste.
• Bezüglich der Komponentenmontage:
  • In großem Umfang werden 0,4 mm x 0,2 mm große 01005-Komponenten verwendet.
  • Hochpräzise Montagegeräte und Laserkompensation sorgen für eine Montagegenauigkeit von 25 Mikrometern.
  • Die Package-on-Package (PoP)-Technologie ermöglicht das vertikale Stapeln von Chips mit einer Platzierungsgenauigkeit von 9 Mikrometern.
• Schließlich hat das iPhone 17 auch Anstrengungen beim Wärmemanagement und Umweltschutz unternommen:
  • Graphen-Wärmefolien werden direkt auf dem A19-Chip und den Speichermodulen angebracht.
  • Die Wärmeverteilerfläche wird um 15 % vergrößert.
  • In Kombination mit einem Rahmen aus Titanlegierung kann die Temperatur des Telefons unter hoher Last um 12 % gesenkt werden, wodurch die Probleme bei der Wärmeableitung von Hochleistungschips behoben werden.

Schauen wir uns nun die Prozessherausforderungen an:

Die zentrale Herausforderung besteht darin, die Miniaturisierung der Komponenten mit der Zuverlässigkeit in Einklang zu bringen.

• Konsistenz beim Löten von Mikrobauteilen:
  • Der Stiftabstand von 01005-Komponenten beträgt nur 0,1 mm, was spezielle Düsen und stickstoffgeschütztes Reflow-Löten erfordert.
  • Die Ausrüstung ist anfällig für Vibrationen, Temperatur und Feuchtigkeit und erfordert eine extrem hohe Umgebungsbedingungen und Präzisionskontrolle.
• Probleme mit ultradünnen Leiterplatten:
  • Das Reflow-Löten für 0,6 mm dicke 10-lagige Leiterplatten erfordert Stufenschablonen und einen präzisen Druckdruck.
  • Die thermische Belastung muss kontrolliert werden, und die Röntgeninspektion stellt sicher, dass die Lückenquote in den Lötstellen unter 2 % liegt.
• Wärmemanagement beim Multi-Chip-Stacking:
  • Die System-in-Package-Integration (SiP) erhöht den Wärmewiderstand um 30 %, was eine präzise Profilierung der Reflow-Temperatur erfordert.
  • Die Dickengleichmäßigkeit von Graphenfilmen muss innerhalb von 5 Mikrometern kontrolliert werden.
• Kompatibilität umweltfreundlicher Materialien mit No-Clean-Prozessen:
  • Flussmittelrückstände können 5G-Signale beeinträchtigen und eine Plasmareinigung erforderlich machen.
  • Die Kompatibilität des Flussmittels mit Materialien mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten muss überprüft werden.
• Darüber hinaus erfordert die begrenzte Produktionskapazität von Glasfasergewebe mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten eine Abstimmung mit den Lieferanten. Modulare Designs können die Reparaturkosten senken, aber gestapelte Verpackungen erhöhen die Austauschrate von Motherboards und erfordern eine kontinuierliche Optimierung des Kostenausgleichs.

Lassen Sie uns abschließend zukünftige Trends erkunden:

iPhone-SMT-Prozesse werden sich in Richtung einer Optimierung auf Systemebene bewegen.

• Die 3D-SMT-Technologie wird Komponenten wie Sensoren und Batterien vertikal integrieren und so die Raumnutzung verbessern.
• KI- und digitale Zwillingstechnologien werden die Prozessparameter optimieren und eine Ausbeute von über 99,8 % anstreben.
• Bei nachhaltiger Herstellung:
  • Es werden biobasierte Flussmittel und biologisch abbaubare Verpackungen untersucht.
  • Ziel ist es, SMT-Produktionslinien bis 2030 mit 100 % sauberer Energie zu versorgen und so eine umweltfreundliche Fertigung zu fördern.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der SMT-Prozess des iPhone 17 bedeutende Durchbrüche erzielt hat, aber immer noch vor Herausforderungen steht. In Zukunft wird es durch 3D-SMT, KI-Optimierung und nachhaltige Fertigung einen Sprung von einzelnen Durchbrüchen zur Optimierung auf Systemebene schaffen und der Elektronikindustrie neue Dynamik verleihen.

Das Obige ist meine persönliche Meinung. Fehler sind unvermeidlich und ich freue mich über Korrekturen aller Experten. Wenn Ihnen meine Videos gefallen, folgen Sie bitte meinem Kanal und abonnieren Sie ihn. Bis zum nächsten Mal. Tschüss.