中国电子科技集团第三十八研究所 安徽省合肥市 230001
摘要：在一定程度上,电子装联技术可以反映出一个国家的科技发展水平,而现在世界正处于电子信息迅速发展的阶段,电子装联技术更是该产业的核心技术之一.但随着人们对电子设施的要求越来越高,电子装联工艺在某些方面的技术难以满足需求.故本文将从电子装联工艺的现状以及研究发展趋势等方面进行阐述,并进行探讨。
关键词：电子装联；工艺技术；发展趋势
前言：随着科学技术的发展，人们对电子产品的要求也发生了变化，由单纯地追求高性能，逐渐向追求更高性能、微型化、轻量化、以及更高的可靠性转变。相应地对电子装联的工艺技术也提出了更高的要求。本文将对现代电子装联工艺技术的发展趋势展开讨论。
一、电子装联目前的发展水平
传统采用基板和电子元器件分别制作，再利用SMT技术将其组装在一起的安装方式，在实现更高性能，微型化、薄型化等方面。
显得有些无能为力。电子安装正从SMT向后SMT(post-SMT)转变。通讯终端产品是加速开发3D封装及组装的主动力，例如手机己从低端(通话和收发短消息)向高端(可拍照、电视、广播、MP3、彩屏、和弦振声、蓝牙和游戏等)发展，要求体积小、重量轻、功能多。现在手机用存储器超过PC用存储器。芯片堆叠封装(SDP)，多芯片封装((MCP)和堆叠芯片尺寸封装(SCSP)等，大量应用，装联工艺必须加快自身的技术进步，以适用其发展。为适应微型元器件组装定位的要求，新的精准定位工艺方法不断推出，例如日本松下公司针对0201的安装推出的"APC(AdvancedProcessControl)”系统，可以有效地减少工序中由于焊盘位置偏差和焊膏印刷位置偏差而引起的再流焊接的不良，作为继SMT技术之后(post-SMT)的下一代安装技术，将促使电子元器件、封装、安装等产业发生重大变革。驱使原来由芯片~封装~安装~再到整机的由前决定后的垂直生产链体系，转变为前后彼此制约的平行生产链体系，工艺技术路线也必将作出重大调整，以适应生产链的变革，PCB基板加工和安装相结合的技术是未来瞩目的重大发展方向。
二、电子装联工艺技术发展的重要性
2.1电子装联工艺技术的发展有助于实现电子装备的微型化和可靠性
通过电子装联工艺技术的发展，有助于实现电子装备的微型化，并有效提升电子装备的可靠性。先进的电子装联工艺技术通过高密度的新型元器件组装技术，能够在缩小电子装备体积和外形的同时，使电子设备的信号传输、散热性能等得到优化，在满足其所需的技术指标要求的同时，有效保证了电子设备的正常运行。如为了实现某RF功率放大器的轻量化、小型化转变，并保证其原有的发射效率、功率以及运行的稳定性，就需要通过先进的多芯片系统的设计和组装技术才能实现，而这是传统的电子装联工艺技术无法实现的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，通过对电子装联工艺技术的发展，还能有效地促进立体组装技术的发展与成熟，从而在三维的空间范围内也能进行电子原件的组装，进而促进信号传输速度、空间尺寸利用率的有效提升，并在很大程度上降低电路干扰。
2.2电子装联工艺技术的发展有助于微焊接技术的发展
按照现有的电子装联工艺技术，装备间距为0.3mm的芯片已经接近技术装备能力的极限。然而随着科学技术的发展，微机械和半导体的元器件尺寸也会越来越小，甚至达到毫微级别，芯片级的封装密度大大提升，而焊点的面积则越来越微细。这时基于传统的组装和焊接技术将会面临着严重的挑战，甚至遭到淘汰。而电子装联工艺技术的发展能有效地实现微焊接技术的提升，从而为装备更小的或超微细型的元器件提供了可能。所谓微焊接，是指实现焊点的微细化，使得相同间距间的焊点数大量增加。而要实现微焊接工艺，首先在制造系统上，要建立起能保证焊点接触具有较强可靠性的制造系统，并保证焊点自身具备较强的接续可靠性。这些都需要建立在电子装联工艺技术发展的基础上。
三、高密度组装中的“微焊接，技术加速发展
高密度电子产品组装中的微焊接技术，是随着高密度面阵列封装器件(如CSP.FCOB等)在工业中的大量应用而出现的。其特点是：芯片级封装具有封装密度高，例如：在一片5mmX5mm的面积上集成了5000个以上的接点数；焊点大小愈来愈微细化，例如:间距为0.4mm的CSP其焊球的直径将小于0.15mm。在SMT组装各工序焊接缺陷大幅上升。像上述这样的凸形接合部的出现，加速了“微焊接”技术的快速发展。“微焊接”技术就意味着接合部(焊点)的微细化，密间距的焊点数急剧增加，接合的可靠性要求更高。归纳起来，“微焊接”技术正面临着下述两个基本课题:①“微焊接”工艺，由于人手不可能直接接近，基本上属于一种“无检查工艺”。为了实现上述要求的无检查工艺的目的，必须要建立确保焊点接触可靠性的保证系统(对制造系统的要求)。②由于焊点的微细化，焊接接合部自身的接续可靠性必须要确保。为此，要求有最完全的接合，焊点内任何空洞、异物等都会成为影响接续可靠性的因素(对接合部构造的要求)。
基于上述分析，为了实现上述的要求，故必须导入“微焊接工艺设计”的思维方法。所谓“微焊接工艺设计”，就是用计算机模拟焊接接合部的可靠性设计，从而获得实际生产线的可靠性管理措施和控制项目;对生产线可能发生的不良现象进行预测，从而求得预防不良现象发生的手段，这就是进行“工艺设计”的目的。通过“工艺设计”，就预先构筑了实际的生产线和生产管理系统。这样，就可以获得高的生产效率和焊接质量。对焊接接合部的可靠性管理也就变得容易和可能了。
四、现代电子装联工艺技术的发展趋势
未来现代电子装联工艺技术的发展，将主要朝着高密度元器件组装技术、新型元器件组装技术、立体组装技术、多芯片系统的设计、多芯片组装技术等的方向发展。可以预见的是，随着电子装联工艺技术的发展，其所需的知识结构将会愈加复杂，并渐趋复合化。同时，自组装技术将得到长足的发展，电子装联工艺技术将迈进超微细电子的时代。
所谓自组装技术，其概念与灵感来自于自然界中具备自身复制能力并自组成复杂结构的分子等元素，而自组装技术就是这个原理在电子装联工艺技术中的应用。目前这个技术还在研究阶段，其需要通过对压力、电磁场、温度等电子装联环境进行严密而科学的过程控制，从而获得理想的电子装联属性与结构。从理论上来讲，未来并行贴装的技术将全面替代串行贴装技术，即现将整个系统预先搭建好，然后通过移动的方式将薄膜图形有效地转移到基板上，通过这种类似印刷的方式来实现整个电路图形的成功并行制造。来自美国的IBM公司通过将自组织聚合体矩阵应用于超密闪存的硅基板上，使得毫微晶体研发成功。而来自加州的ALIM技术公司提出的FSA（流动式自组装）技术已经取得了较为成熟的研究成果，其有效地将电子元件组装过程中的初步定位和最终定位融合在一起，从而有效地提升了电子装联的工作质量和工作效率，并广泛应用于大批量、低成本的电子元件制造中。同时，加州大学、剑桥大学以及圣地亚哥大学等世界知名学府的技术实验室通过各种研究方式，利用电场、磁场等来形成定向力使元器件产生准确且有效的移动，并均在电子装联工艺技术自组装技术的研究上取得了一定的进展。
结束语：
电子装联工艺技术的发展与科学技术发展、以及市场需求的变化密切相关。从THT到SMT，再到后SMT，直至正在研究开发的自组装技术，每一次电子装联工艺技术的进步都是一场漫长而复杂的变革，并对人类生产生活方式的改变产生了巨大的影响作用。
参考文献：
[1]余国兴.现代电子装联工艺基础.西安:西安电子科技大学出版社,2010.
[2]樊融融.现代电子装联工艺缺陷及典型故障100例.北京:电子工业出版社,2012.
[3]魏伟.浅谈现代电子装联工艺技术的发展走向.电子世界，2014（10）：154-154.
论文作者:吴庆梅
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/8/30
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