試論現(xiàn)代電子裝聯(lián)工藝技術(shù)研究發(fā)展趨勢(shì)

劉湘瓊 南瑞集團(tuán)有限公司（國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司）/國電南瑞科技股份有限公司

SMT 是現(xiàn)代電子設(shè)備廣泛采用的技術(shù)手段，能滿足各種多元化的復(fù)雜功能。受元器件越來越小的體積的影響，電子設(shè)備的工藝要求也越來越高，使得現(xiàn)代電子裝聯(lián)工藝技術(shù)從SMT 向后SMT 發(fā)展。

一、電子裝聯(lián)發(fā)展現(xiàn)狀

就目前的現(xiàn)代電子裝聯(lián)來說，高能、微型和薄型是其主要的發(fā)展方向，事實(shí)上，被廣泛使用的仍然是傳統(tǒng)的安裝方法：先分別制作好電子元器件和基板再進(jìn)行組裝，雖然其中運(yùn)用到了SMT 技術(shù)，但這對(duì)于現(xiàn)代電子裝聯(lián)技術(shù)發(fā)展需求來說遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。縱觀智能手機(jī)的發(fā)展進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)了低端向高端的進(jìn)化，由傳統(tǒng)的打電話、傳信息逐漸開發(fā)出了高清拍照、網(wǎng)絡(luò)直播、MP3、藍(lán)牙傳輸、游戲等等多元化、現(xiàn)代化功能。這是電子安裝3D 封裝技術(shù)和組裝的快速發(fā)展應(yīng)用于通訊終端產(chǎn)品的結(jié)果。早有相關(guān)研究表明：終會(huì)在未來的某一天，手機(jī)用儲(chǔ)存器會(huì)覆蓋、替代PC 用儲(chǔ)存器，屆時(shí)芯片堆疊封裝會(huì)應(yīng)用得越來越廣泛、多芯片封裝以及堆疊芯片尺寸封裝技術(shù)應(yīng)用也會(huì)成為常態(tài)。因此電子裝聯(lián)工藝技術(shù)要緊跟發(fā)展腳步，盡快自身做突破、實(shí)現(xiàn)技術(shù)的更新發(fā)展。受到不斷進(jìn)步的微型元器件組裝定位技術(shù)影響，定位工藝近年來被帶動(dòng)著朝著更先進(jìn)、更準(zhǔn)確的方向發(fā)展以適應(yīng)發(fā)展浪潮。

舉個(gè)例子：“APC”系統(tǒng)是由某日本公司推出的產(chǎn)生廣泛影響的一個(gè)項(xiàng)目，由于焊盤位置和焊膏的印刷位置會(huì)受到傳統(tǒng)工藝的技術(shù)制約而出現(xiàn)偏差，對(duì)于焊接的精準(zhǔn)度產(chǎn)生一定的影響。“APC”系統(tǒng)通過對(duì)0201的安裝大大減小了這一現(xiàn)象出現(xiàn)的概率，緩解了傳統(tǒng)焊接的不良影響，這便是技術(shù)發(fā)展帶來的正外部性。

這項(xiàng)技術(shù)被普遍認(rèn)可為SMT 技術(shù)發(fā)展和優(yōu)化的結(jié)果，在安裝、封裝和電子元器件等產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)生了一定的推進(jìn)作用。在傳統(tǒng)的工藝技術(shù)路線下往往是采用有前才有后、由前決定后的垂直化的生產(chǎn)體系。有了這項(xiàng)技術(shù)的支撐，現(xiàn)代生產(chǎn)鏈體系已經(jīng)打破了傳統(tǒng)的桎梏、實(shí)現(xiàn)了前后彼此制約、相互依存的平行化的生產(chǎn)。有了工藝技術(shù)路線的改善，生產(chǎn)鏈也因此得到了一定的優(yōu)化、產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。因此，PCB 基板加工和安裝的結(jié)合被普遍認(rèn)可、擁有一片大好的發(fā)展前景。

二、電子裝聯(lián)技術(shù)在我國的發(fā)展現(xiàn)狀

早在1980 年以前，我國的電子工業(yè)中，電子產(chǎn)品主要是通過電烙鐵裝聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)；而到了1980 后，隨著SOIC 和PLCC 的出現(xiàn)和普及，DIP 雙列直插式的IC 封裝漸漸被淘汰、取代。而到了1990 前后，發(fā)展最快的要數(shù)IC 封裝，IC 封裝從周邊端子型向球柵陣列的轉(zhuǎn)變?cè)谀且粫r(shí)期實(shí)現(xiàn)了重大突破和受人矚目的成果。

而軍級(jí)和七專級(jí)SMC/SMD 生產(chǎn)的巨大進(jìn)步是建立在片式元器件的快速發(fā)展基礎(chǔ)上的，就在21 世紀(jì)初時(shí)，我國電子裝備中使用最廣泛的便是SMC/SMD，其增長(zhǎng)速度可觀，達(dá)到了50%以上。與此同時(shí)，BGA也在同步發(fā)展，在一些小型化電子裝備里被廣泛應(yīng)用。而目前，SMT 是我國的電子裝備電路混合組裝技術(shù)的主要應(yīng)用 。

現(xiàn)代DCA 也是廣泛普及的組裝技術(shù)，會(huì)出現(xiàn)在同一電路板的組裝過程中，DIP、倒裝片、SMC/SMD 同時(shí)出現(xiàn)的情況。較為先進(jìn)的3D+MCM 電子聯(lián)裝技術(shù)也在發(fā)展，其主要是在MCM上安裝CSP、再進(jìn)行3D 組裝，這項(xiàng)技術(shù)在一些先進(jìn)的電子裝備中實(shí)現(xiàn)了有效應(yīng)用。

三、電子裝聯(lián)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)意義

時(shí)代在進(jìn)步、信息技術(shù)每一天都在進(jìn)步與更新，社會(huì)在發(fā)展，社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步提升，電子工業(yè)在此浪潮中也在按照自己的步伐前進(jìn)。隨著電子設(shè)備日趨小型化、高安全性和可靠性，電子裝聯(lián)技術(shù)逐漸被人們關(guān)注，同時(shí)被提出更高要求。

（一）電子裝備日趨小型化

1.高密度和新型元器件組裝技術(shù)

這里用一種高速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備為例子，ECL 是此設(shè)備主要采用的元件封裝形式，IC 選用的是PLCC，308 腳（引腳距離為0.3mm）的QFP作為可編程門陣列器件。因?yàn)镋CL 存在較大的電流使器件的表層溫度達(dá)到了70℃，但是利用了芯片裝技術(shù)對(duì)四層印制板（500*500cm）進(jìn)行布局、以達(dá)到散熱的目的，與此同時(shí)使互聯(lián)線長(zhǎng)度得到了優(yōu)化、信號(hào)有延遲的現(xiàn)象也得到了緩解，由此一來，數(shù)據(jù)的傳輸更加有效，設(shè)備有了更大的正常運(yùn)行的可能性。

打個(gè)比方，在某一高放輸入單元中，最開始采用的方法是將分立器件互連后裝入屏蔽盒中，屏蔽盒的尺寸是50*50*50mm，這樣一來，更多的互聯(lián)點(diǎn)產(chǎn)生，在一定程度上降低了器件的可靠性。在這種情況下可以使用CSP 技術(shù)壓縮其外形體積，實(shí)現(xiàn)性能的有效提高。

再以某一信息傳輸和控制部分作為例子，150*150*150mm 是整個(gè)電路的合理固定范圍，目的是控制整個(gè)信息傳輸和控制設(shè)備的體積以及重量，保證其性能的可靠，然而應(yīng)用傳統(tǒng)的電氣互聯(lián)技術(shù)很難達(dá)到此要求，甚至?xí)龃朔秶? 倍。面對(duì)這種情況就要采用MCM 技術(shù)以保證達(dá)到指標(biāo)要求。

某一RF 功率放大器就必須采取多芯片系統(tǒng)設(shè)計(jì)與組裝技術(shù)才能達(dá)到其輕量、小型的要求，與此同時(shí)做到不降低其發(fā)射功率和發(fā)射效率，保證工作室的穩(wěn)定。這都是傳統(tǒng)的高密度互聯(lián)技術(shù)無法達(dá)到的要求。

2.立體組裝技術(shù)

板級(jí)電路立體組裝技術(shù)、3D 組裝都是立體組裝技術(shù)的概念。技術(shù)的核心是將二維平面作為基礎(chǔ)，在三維空間疊加發(fā)展，達(dá)到立體電路結(jié)構(gòu)組裝的最終目的。3D 組裝電路較2D 組裝電路來說有一定的有三維空間組裝帶來的優(yōu)勢(shì)，在體積重量方面僅有2D 組裝電路的20%，并且在空間尺寸利用率、電路干擾方面得到了很大程度上的優(yōu)化，與此同時(shí)，信號(hào)傳輸速度也大大提高了。

（二）、電子裝備日趨高可靠性

在我國的軍用電子產(chǎn)品中，要求高密度組裝技術(shù)的合格率要在50%以上。而顯然一味采用傳統(tǒng)的電子裝聯(lián)技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)這一指標(biāo)，現(xiàn)代電子裝聯(lián)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

四、現(xiàn)代電子裝聯(lián)工藝技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析

結(jié)合實(shí)際情況分析，在今后的一段時(shí)期中，高密度與新型元器件組裝技術(shù)、整機(jī)級(jí)三維立體布線技術(shù)電子裝聯(lián)技術(shù)、微波與毫米波子系統(tǒng)電氣互聯(lián)技術(shù)都將是被廣泛普及和應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)，此外，多芯片系統(tǒng)設(shè)計(jì) / 組裝技術(shù)和立體組裝技術(shù)都將成為主流手段。總之，盡管現(xiàn)代電子裝聯(lián)技術(shù)知識(shí)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，卻也會(huì)在實(shí)際應(yīng)用過程中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步提升，實(shí)現(xiàn)復(fù)合化、高效化。

五、結(jié)語

綜上所述，傳統(tǒng)的電子裝聯(lián)技術(shù)已不能滿足現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)所需的電子裝備要求，因此現(xiàn)代電子裝聯(lián)技術(shù)仍有很大發(fā)展空間去實(shí)現(xiàn)電子裝備的小型化、輕量化、高可靠性、高安全性，隨著我國社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，現(xiàn)代電子裝聯(lián)工藝技術(shù)未來可期。