[工学]电子元器件工艺导论第四章2008.ppt

第四章　表面组装技术(SMT)与表面组装元器件(SMC、SMD) §4.1 绪 论 表面组装技术(Surface Mounting Technology) 　 采用片式元器件，组装时把引线直接焊在基片表面上，代替了传统的插装工艺，是当代最先进的电子产品组装技术．它实际上是HIC技术的延伸和发展． ２．表面组装元器件(SMT之基础)的发展过程 Ａ．小外型集成电路(SOIC)(塑料外壳) 　菲利浦公司60年代开始，28针(1.27mm) B．塑料方型封装集成电路(QFP) 日本70年代研究，160针以上(1.27mm,0.65mm) C．塑料有引线芯片载体(PLCC) 　 美国研制，J型引线(1.27mm) D．无引线陶瓷芯片载体(LCCC) 70年代美国研制，以金属化焊盘代替引线 E． 80年代以后，各种片式电阻器，片式电容器和片式电感器相继系列地占领市场，各种片式机电元件，敏感元件和复合元件也相继研制成功． ３．表面组装技术的三个发展阶段 I．1970~1975年： 　主要目标是微小型化，表面组装元器件主要用于HIC、石英表和计算器； II．1976~1980年： 　主要目标是减小电子产品的体积、提高电路功能，主要用于摄像机、录像机和电子照相机等。此时，元器件的组装技术和支撑材料逐渐成熟，为SMT的进一步发展奠定了基础．　 III．1980~现在： 　　主要目标是大力发展组装设备，降低元器件成本，提高电子产品的性能价格比． 4．表面组装技术的组成 A．表面组装元器件 　 设计－结构尺寸、端子形状、耐焊接热等; 各种元器件的制造技术； 包装– 编带式、棒式、散装等 B. 电路基板--单层或多层印制电路板、陶瓷、瓷釉金属板等； 组装设计 电设计、热设计、元器件布局、基板图形设计等； 组装工艺 组装材料：粘结剂、焊料、焊剂、清洗剂等 组装技术：涂敷技术、贴装技术、焊接技术、 清洗技术、检测技术等 组装设备：涂敷设备、贴装机、焊接机、清洗机、 测试设备等 表面组装技术的分类： 单面混合组装件： B. 双面混合组装件 全表面组装件 表面组装技术的工艺流程 单面混合组装件： 双面混合组装件 C. 全表面组装技术 表面组装技术的优点 实现组装的高密度、小体积和轻重量； 通孔组装元器件：2~4只/cm3； 单面表面组装：3~6只/cm3； 单面混合组装：4~8只/cm3； 双面混合组装：5~9只/cm3； 双面表面组装：6~12只/cm3 B. 电子元器件和电子产品的性能显著提高 无引线或短引线及表面组装技术使分布电容和分布电感大幅度减小，提高了产品的高频特性； 缩短了信号传输线路的长度，减小了延迟时间； 一些灵敏器件安装在一个很小的陶瓷基板上，容易实现全屏蔽，可以提高抗干扰能力． C．SMT更适合采用计算机技术和实现自动化 由SMT组装成的电路实测性能与CAD的电路性能比较吻合，因此，适合采用CAD、CAM和CAT等新技术； 表面贴装元器件外形很规则，小而轻，贴装机利用真空吸头吸取元器件并贴装到PCB上，真空吸头小于SMC和SMD的表面，因此可以不加大元器件间隙，提高了组装密度，所以更适合于自动化生产． Ｄ．提高可靠性，降低成本 片式元器件无引线，端电极直接焊在PCB上，无断脚现象； 采用新的焊接技术减少了桥接、虚焊等焊接疵病； 加工工序少，节省原材料。 8. 目前存在的问题 系列化和标准化问题； 热膨胀系数不一致导致的开焊问题； 散热问题及信号交叉耦合问题； 塑封器件的吸潮问题； SMT技术的初始投资太大． 9．SMT的发展展望 A．板上芯片技术(COB) 　 特点：节省空间 　 组装过程： 　　 在基片上丝网印刷导电粘合剂(环氧银膏) 　　 贴装IC 固化剂固化 用引线将管芯键合点连在基片上 　不足：裸芯片在组装之前不能测试，组件成品率面临严重问题． B．微组装技术MAT(高密度的立体组装技术) 　MAT的两大支柱： 载体器件： 　 将LSI等装在具有特殊结构的载体上，制成合格的微电子器件； 　 具有两种引出结构： 　　 引线式－特殊结构的短引线 　　 无引线式－引出端为焊料凸点结构 　 多层布线电路板： 　陶瓷多层布线板： 特点：热膨胀系数相近，导热性好，不老化；但介电常数大，增加信号的延迟，耐冲击性差，工艺比较复杂 工艺：多层共烧 　厚膜多层布线板： 　　纯互连体系：导体与介质体系 　　功能互连体系：阻容元件与导体和介质体系 　薄膜多层布线板(