现代电子装联工艺技术的发展及未来走向
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电子组装工艺技术发展趋势近年来,随着科技的不断进步,电子组装工艺技术也在不断发展,呈现出一些明显的趋势。
本文将从材料、设备和工艺三个方面探讨电子组装工艺技术的发展趋势。
首先是材料方面的发展趋势。
随着新材料的不断涌现和应用,电子组装工艺技术也随之发展。
例如,柔性电子技术的出现使得电子组件可以在弯曲、可拓展的基底上进行组装,大大拓展了电子产品的应用领域。
此外,新型材料如碳纳米管、石墨烯等的应用也为电子组装工艺带来了新的可能性,它们具有较高的导电性和导热性,可以用于制作高性能电子组件。
其次是设备方面的发展趋势。
随着电子产品的不断智能化和微型化,电子组装工艺技术需要更加高效、精准的设备来实现。
例如,自动化装配设备的应用已经成为电子组装工艺的一个重要趋势。
通过采用自动化装配设备,可以实现对电子组件的自动化焊接、精确定位等操作,大大提高工作效率和产品质量。
此外,一些新兴技术如3D打印、纳米制造等也开始在电子组装工艺中得到应用,为电子产品的制造提供了更多的选择。
最后是工艺方面的发展趋势。
随着电子产品的不断更新换代,电子组装工艺也需要不断改进和创新。
一方面,需要采用更加环保、能耗低的工艺来保护环境和节约能源;另一方面,需要采用更加精密、快速的工艺来满足市场需求。
例如,高温退火、等离子喷涂等新型工艺已经开始在电子组装中得到应用,这些工艺可以提高电子组件的可靠性和稳定性,同时也能减少能量消耗和环境污染。
总之,电子组装工艺技术发展的趋势包括材料的应用、设备的改进和工艺的创新。
只有不断追求新材料的应用、引进更加高效精准的设备、创新工艺方法,才能适应电子产品不断变化的需求,提高电子产品的品质和性能。
未来,我们有理由相信电子组装工艺技术将会不断进步,为电子产品的发展提供更加坚实的基础。
中国smt发展现状及未来趋势分析中国SMT(表面贴装技术)发展现状及未来趋势分析中国作为全球电子制造业的重要角色,近年来在SMT(表面贴装技术)领域取得了可观的成就。
SMT作为电子产品制造的核心技术之一,对于提高生产效率、降低成本、提升产品质量具有重要意义。
本文将对中国SMT发展的现状进行分析,并展望其未来的趋势。
首先,着眼于中国SMT发展的现状。
中国作为全球最大的电子制造业市场,SMT技术的应用和发展也成就突出。
随着中国制造业的升级转型,对高质量和高效率的生产要求越来越高,SMT技术得到了广泛的应用。
目前,中国已经拥有世界一流的SMT制造设备和技术,能够满足各类电子产品的生产需求。
其次,分析中国SMT发展的未来趋势。
随着物联网、智能制造和人工智能等新兴技术的快速发展,中国SMT面临着多个趋势。
首先,自动化和智能化将成为SMT技术的主要发展方向。
随着机械设备和人工智能的结合,SMT生产过程将会更加智能化,提高生产效率和产品质量。
其次,绿色环保将成为SMT技术发展的重要方向。
中国政府对环保的重视,将推动SMT技术向无铅、低能耗、低废弃物方向发展。
此外,多品种、小批量生产也是未来的趋势,随着消费者需求的快速变化,SMT技术需要灵活适应各类产品的生产。
接下来,分析中国SMT发展面临的挑战。
首先,人才短缺成为制约SMT发展的重要因素。
中国SMT技术需要高水平的人才支持,但目前市场上的人才供给不足。
培养和引进高素质的SMT技术人才是当前亟待解决的问题。
其次,市场竞争激烈,原材料成本和人工成本的不断上升给SMT制造企业带来了一定的压力。
在这种情况下,如何提高生产效率、降低成本,成为企业需要思考的问题。
此外,知识产权保护和技术转移也是SMT发展面临的挑战,需要加强法律保护和国际合作,提高自主创新能力。
最后,提出中国SMT发展的对策建议。
为了进一步推动SMT技术的发展,政府、企业和学术界需要共同努力。
首先,政府应加大对SMT技术的支持力度,在政策方面提供更多支持和激励措施,鼓励企业加大研发投入,培养高素质的专业人才。
未来电子工程的发展趋势与前景展望在当今科技飞速发展的时代,电子工程作为一门关键的学科领域,正经历着前所未有的变革和创新。
它不仅深刻影响着我们的日常生活,还在工业、医疗、通信、军事等众多领域发挥着至关重要的作用。
那么,未来电子工程将走向何方?又有着怎样令人期待的前景呢?首先,集成化和微型化将成为未来电子工程发展的重要趋势之一。
随着芯片制造技术的不断进步,电子元件的尺寸越来越小,性能却越来越强大。
从过去的大型电子设备到如今可以轻松握在手中的智能手机,再到未来可能嵌入人体的微型医疗设备,集成化和微型化的发展趋势使得电子工程能够在更小的空间内实现更复杂的功能。
这不仅为产品的便携性和智能化提供了可能,也为新的应用场景开辟了道路。
例如,微型传感器可以实时监测环境参数,为智能家居和智能城市提供精准的数据支持;微型医疗设备可以直接在体内进行疾病诊断和治疗,大大提高医疗效率和效果。
其次,智能化和自动化也是电子工程发展的必然方向。
随着人工智能技术的不断成熟,电子设备将具备更强大的智能处理能力。
例如,智能家居系统能够根据用户的习惯和需求自动调节室内环境,智能交通系统能够实现车辆的自动驾驶和交通流量的智能调控。
在工业生产中,自动化生产线将更加智能和高效,能够实现自我监测、故障诊断和自我修复,极大地提高生产效率和产品质量。
此外,智能化的电子设备还将更好地理解和响应人类的语言和情感,为人们提供更加个性化和贴心的服务。
再者,绿色环保将成为未来电子工程发展的重要考量因素。
随着全球对环境保护的重视程度不断提高,电子工程领域也在积极寻求更加节能、环保的解决方案。
在电子设备的设计和制造过程中,将更加注重材料的可回收性和低能耗特性。
例如,研发高效节能的芯片和电源管理技术,降低电子设备的能耗;采用环保材料制造电子元件,减少对环境的污染。
同时,废旧电子设备的回收和再利用也将成为一个重要的产业,通过有效的回收处理,不仅可以减少电子垃圾对环境的危害,还能实现资源的再利用。
pcba发展现状及未来趋势分析PCBA(Printed Circuit Board Assembly)是一项关键的电子制造技术,它将电子元器件焊接在印制电路板上,最终形成一个完整的电路板装配。
在现代电子产品的制造中,PCBA起着举足轻重的作用,其发展现状和未来趋势备受关注。
首先,我们来分析PCBA的发展现状。
近年来,随着电子产品的不断智能化和多样化,PCBA市场持续增长。
据市场研究公司统计,PCBA市场规模从2015年的约2500亿美元增长到2020年的约3300亿美元。
这一增长趋势得益于电子设备市场的扩大,尤其是消费电子和通信设备的发展。
智能手机、平板电脑、笔记本电脑等高端消费电子产品的广泛普及,以及5G通信网络的建设,都对PCBA需求带来了巨大推动。
其次,PCBA技术的发展也为电子制造业带来了更高的效率和更好的质量。
随着电子元器件越来越小型化和复杂化,传统的手工焊接已经无法满足生产需求。
自动化生产设备、SMT(Surface Mount Technology)贴片技术的应用和优化,以及先进的检测设备和技术的出现,使得PCBA生产变得更加高效和可靠。
此外,PCBA技术在解决环境问题上也发挥着积极作用。
传统的电子制造过程中,使用大量有害物质和能源。
随着环保意识的提高,PCBA制造商也不断探索绿色制造的路径。
采用无铅焊接技术、低能耗设备和再生材料的应用,能够减少对环境的影响,符合可持续发展的要求。
接下来,让我们展望PCBA的未来趋势。
首先,随着物联网时代的到来,各类智能设备的兴起,对PCBA的需求将进一步增加。
物联网设备需要大量的传感器、微处理器等元器件来进行数据采集和处理,PCBA将在这一领域发挥关键作用。
预计到2025年,全球物联网市场规模将达到1.3万亿美元,这将为PCBA市场带来巨大的发展机遇。
其次,人工智能技术的迅速发展也将对PCBA产业带来影响。
人工智能芯片的需求正在增长,这些芯片需要高度复杂的PCBA技术来制造。
电子组装的现状及未来五至十年发展前景引言随着科技的迅猛发展,电子组装已经成为当今世界中不可或缺的一部分。
从个人消费电子产品到工业自动化设备,电子组装技术的应用范围越来越广泛。
本文将探讨电子组装目前的现状以及未来五至十年的发展前景。
一、电子组装的现状1. 传统电子组装技术传统电子组装技术主要包括表面贴装技术(SMT)和插件技术。
SMT是一种将电子元器件直接安装在印刷电路板(PCB)表面的技术。
相比之下,插件技术是将电子元器件通过插脚插入到PCB上的孔中。
传统技术虽然已经得到广泛应用,但其精度和效率面临一些限制。
2. 先进电子组装技术为了满足不断增长的市场需求,先进电子组装技术不断涌现。
例如,三维封装技术允许在更小的空间内集成更多的功能。
焊接技术的发展也推动了电子组装的进步,例如无铅焊接技术的应用可以提高产品的可靠性和环境友好性。
二、未来五至十年的发展前景1. 进一步集成和微型化随着物联网和人工智能的兴起,对电子产品的集成和微型化要求越来越高。
未来的电子组装技术将更加注重开发更小、更高效、更智能的器件和组件。
例如,柔性电子技术的发展可以使电子产品更加薄型化和可弯曲,为消费者带来更多便利。
2. 自动化和智能化随着机器学习和人工智能的快速发展,电子组装过程中的自动化和智能化将成为趋势。
自动化能够提高生产效率和质量控制,并降低人为错误。
智能化技术能够帮助生产线更好地适应多样化、定制化的市场需求。
3. 环保和可持续发展未来的电子组装技术将更加注重环保和可持续发展。
这意味着减少对有限资源的消耗、降低电子废料的产生,以及采用更环保的生产工艺。
例如,可降解材料和再生材料的应用将成为电子组装技术发展的重要方向。
结论电子组装作为现代工业的核心技术,其发展前景广阔。
未来五至十年,电子组装技术将继续向更高集成、微型化、自动化、智能化、环保可持续的方向发展。
通过不断的创新和技术进步,我们相信电子组装技术将为人类带来更多的便利和可能性,并助力推动社会的科技进步。
集成电路封装技术的发展方向随着科技的不断进步和人们对高性能电子器件的需求不断增长,集成电路封装技术也在不断地发展和改进。
本文将分析集成电路封装技术的现状和发展趋势。
一、集成电路封装技术的现状随着电子产品使用场景的不断扩大,对封装技术的要求也越来越高。
尤其是随着人工智能、大数据、云计算等高性能电子器件的出现,集成电路封装技术变得更加重要。
现代封装技术面临着一系列新的挑战,包括:1. 高密度封装随着电路尺寸的缩小,半导体晶体管的密度和数量的增加,同样面积的集成电路上需要容纳更多的电路和元器件。
因此,封装技术的发展需要满足更高的密度要求。
2. 多功能封装电子产品产品不断发展,用户对产品的功能要求也越来越高。
因此,一个封装器件要满足多种功能,如散热、脱焊、防水等。
3. 可重用封装传统的封装技术是一次性的,因此难以适应快速迭代的电子产品市场的需求,造成浪费和效益低下。
二、集成电路封装技术的未来发展为了应对上述挑战,并提供更多的解决方案,集成电路封装技术需要进一步发展。
1. 引入新的材料新材料的引入是提高封装性能和开发高级封装的关键。
例如,硅酸盐玻璃可以制成高质量的二层封装,以改善散热和崩裂问题;有机基板通过提高介电常数,提高信号速度和抑制互相干扰效果。
2. 工艺的优化工艺的优化可以很好的解决集成电路封装过程中遇到的问题。
例如,薄膜制程、金属ELP等制程的应用可以提高封装公差、拼接和可重用性。
3. 创新的封装结构创新的封装结构能够为集成电路提供更多的功能和易于纳入微小装置的能力。
例如,球网阵列封装结构能够实现紧凑型、轻量化、低成本和高可靠性的优势。
4. 智能化封装智能化封装是未来集成电路封装的趋势。
通过智能化设计,可以实现更高的产品精度、智能化质检功能以及让封装适应更多的场景。
结语本文从集成电路封装技术的现状和发展趋势两个方面对集成电路封装技术进行了分析。
未来集成电路封装技术的不断发展,必将为自动驾驶、5G通信和人工智能等领域的发展带来更加稳定的基础条件。
电子行业现代电子工艺技术1. 简介现代电子工艺技术是指应用于电子行业的一系列制造技术和工艺流程,包括电子组装、封装、测试、包装等环节。
随着科技的不断发展,电子行业也在不断更新迭代,新的工艺技术不断涌现。
本文将介绍电子行业现代电子工艺技术。
2. SMT技术SMT技术(Surface Mount Technology)是现代电子工艺技术中的一项重要技术。
传统的插件组装方式已经逐渐被SMT技术替代。
SMT技术利用自动化设备将电子元器件直接贴装到PCB (Printed Circuit Board)上,可以提高制造效率和质量。
SMT技术的主要步骤包括:印刷、贴装、焊接等。
首先,在PCB上涂覆焊膏,然后利用自动化贴装机将元器件精确地贴装到焊膏上。
最后,通过回流焊接的方式将元器件焊接到PCB上。
SMT技术具有以下优势:•提高制造效率:SMT技术可以实现高速精确的贴装操作,大大提高了制造效率。
•减少占用空间:相比传统的插件组装方式,SMT技术可以将元器件精确地贴装在PCB上,减少了占用空间。
•提高产品可靠性:由于SMT技术的贴装和焊接过程都是自动化的,因此可以减少人为错误的产生,提高了产品的可靠性。
3. COB技术COB技术(Chip on Board)是另一种现代电子工艺技术,可以将裸片级芯片直接粘贴到PCB上。
COB技术可以实现更高的集成度和更小的封装尺寸,适用于要求小型化和高性能的电子产品。
COB技术的主要步骤包括:芯片形成、粘贴、金线焊接、封装等。
首先,将芯片通过切割、研磨等方式形成裸片级芯片。
然后,利用粘贴机将裸片级芯片粘贴到PCB上。
接下来,通过金线焊接将芯片与PCB上的引脚连接起来。
最后,进行封装,以保护芯片和连接线。
COB技术具有以下优势:•高集成度:COB技术可以将裸片级芯片直接粘贴到PCB上,实现更高的集成度。
•小型化封装:由于COB技术的特点,可以实现更小的封装尺寸,适用于小型化产品设计。
现代电子技术应用范围及未来发展趋势摘要:电子技术是现代科学技术中的重要分支,已经广泛应用于各个领域。
本文将探讨现代电子技术的应用范围,以及未来发展趋势。
关键词:电子技术,应用,未来发展正文:随着人们对科技的不断需求,电子技术得到了快速发展,已经渗透到了各个领域中。
从简单的电子产品如手机、电视等,到高端的医疗器械、航空器、军用装备等,都需要依赖电子技术。
一、电子技术在通讯领域的应用通讯领域是电子技术的重要应用领域之一。
在近年来,随着移动通信的普及,智能手机和移动互联网的应用已经成为人们生活的必需品。
同时,视频会议、云计算、物联网等技术的发展,也大大提升了人们的生活质量。
二、电子技术在智能家居领域的应用智能家居是未来的发展方向之一。
通过无线网络、传感器等技术,人们可以远程控制家中的电器设备,使其与人的生活更为贴切。
例如,可以通过智能手表控制家中的灯光、空调等设备。
三、电子技术在医疗领域的应用电子技术在医疗领域的应用也越来越广泛。
例如,医疗保健应用已经成为智能手机上必备的应用之一。
通过智能健康监测设备和传感器,可以进行健康数据记录和远程医学辅助诊疗等。
四、电子技术在工业控制领域的应用电子技术在工业控制领域的应用也十分重要。
例如,利用计算机控制系统、传感器等,可以实现对工业生产过程的实时监控和控制,大大提高了生产效率。
未来,随着人工智能、大数据、区块链等技术的不断发展,电子技术仍将继续得到广泛的应用。
例如,智能硬件将成为电子技术发展的下一个重要方向。
综上所述,电子技术已经深入到人们的生活中,并且未来还将会更广泛地应用于各个领域。
因此,电子技术的发展和创新将是未来重要的趋势之一。
目前,随着物联网、智能家居等新兴领域的不断崛起,电子技术也不断地得到了拓展。
例如,通过搭载传感器和精密仪器的智能家电,人们可以获得更为舒适和智能的生活体验。
同时,电子技术的应用范围也已经延伸到了智慧城市、智慧交通等领域,以及新能源汽车的电动化技术。
现代电子装联工艺技术浅析摘要:电子装联工艺技术对于一个国家的科技发展是有着重要影响的,另外,此技术也是相关电子行业的重要部分,并影响着相关行业的经济成本以及长久发展。
而如今经济科技迅速发展的时期正是此技术迅速发展的时期,虽然前途是光明的,但是在发展的过程当中也会遇到一定的挫折。
本文对于现阶段电子装联工艺技术的意义进行了简要分析,并且也探究了当下现代电子装联工艺技术的现状以及未来的发展前景。
关键词:电子装联;工艺技术;微组装引言:现在大多数的电子设备内在构造都是非常精巧的,而且由于其需要实现众多复杂的功能,因此也需要较为先进且相关的技术进行封装。
电子设备由于自身特殊性,因此密闭封装是基础要求,如果电子设备封装出现问题是可能会造成事故的。
但是如今有许多的电子设备体积较重,不易携带,人们对于电子设备的要求也是越来越多,既想要可以实现更多更高级的功能,又想设备可以体积更小,重量更轻。
1.现代电子装联技术发展意义1.1电子装备外在要求电子设备的不断普及要求设备在外形上更加的小巧精细,但是在内里却又要承担着更多、更复杂的功能,想要更好的满足需求,那么组装技术是必不可少的,在这其中高密度元器件组装技术则是优势较为明显的。
使用高密度元器件组装技术,不仅在封装方面可以达到要求,另一方面,设备在具体工作过程当中是会产生热量的,而过于封闭或者不够密闭都有可能会导致设备出现问题,但是使用高密度元器件组装技术可以使散热性能更好,同时设备互相连接的长度以及信号的准确也都有一定的优势,可以保证数据在传输过程当中顺利进行,不会轻易出现损坏现象。
其次,立体组装技术也是较有优势的,此技术是以二维平面为基础进行建立的,同时又在三维空间上进行了多层的叠加,最终才完成的三维结构的组装。
例如,三维电路在装配的过程当中,体积较小,重量较轻的组件占比较多,甚至已经达到80%,而由于此技术的优势所在,不仅可以使设备在重量和体积上达到更加小型化,另外在此基础上,装配空间的使用效率反而可以得到增加,在三维空间内可以得到更加全面且更好的信号以及更快的传输速度,在传输的过程当中也可以减少电路干扰程度,更好地进行工作。
现代电子工艺技术的发展及未来走向代芯片封装技术发展日新月异,它快速地推动了作为电子装联的主流SMT迈入了后SMT(post-SMT)时代。
超高性能、超微型化、超薄型化的产品设计技术的异军突起,使得传统的SMT流程和概念愈来愈显得无能为力了。
本文针对这种咄咄逼人的发展形势,较全面地描述了现代电子装联技术的发展态势和目前已达到的技术水平,分析了促使其技术发展的驱动力。
评述了未来的发展走向。
1 电子装联目前的发展水平⑴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)⑵电子设备追求高性能、高功能,向轻薄短小方向发展永无止境,超小型便携电子设备的需求急速增加。
急需要采用元器件复合化和三维封装的形式⑶通讯终端产品是加速开发3D封装及组装的主动力,例如手机已从低端(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。
专家预测:2008年以后手机用存储器将超过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,将大量应用,装联工艺必须加快自身的技术进步,以适用其发展⑷板级三维安装工艺已近成熟⑸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(Advanced Process Control)”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⑹ 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;⑺ 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。
2.高密度组装中的“微焊接”技术加速发展⑴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5 mm×5 mm的面积上集成了5 000个以上的接点数;·焊点大小愈来愈微细化,例如:间距为0.4 mm的CSP其焊球的直径将小于0.15 mm。
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。
⑵顾名思义“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)。
⑶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。
3 电子装联技术发展的驱动力⑴元器件复合化和半导体封装的三维化和微小型化(图10、图11),驱动了板级系统安装设计的高密度化,从而牵动了电子装联工艺必须跟随其跨入微组装和微焊接技术的新阶段,甚至一个新时代。
⑵芯片重叠和芯片包重叠加速发展,如图12─15所示。
从而驱使了板级组装加速向3D化发展。
⑶将无源元件及IC等全部埋置在基板内部的终极三维封装,不仅能使电子设备性能和功能提高,利于轻薄短小化,而且由于焊接连接部位减少,有利于提高可靠性和有效降低安装成本⑷阻容元件尺寸不断微型化,01005巳近极限⑸为了提高板级组装密度,在PCB中埋入R、C、L将进入实用⑹互连柔性PCB将普遍替代线缆,而进入普及阶段⑺将多个无源功能块集成在同一器件内,形成无源CSP⑻ PCB、封装和器件将可能融合成一体,传统的使用机械凿刻(通过化学反应)最终达到非常小尺度的工具不再有意义。
抛弃过去的工具、技术和模型,最终沿着分子生物学的线索走到分子水平;⑼预计20年内会看到分子电路板领域的发展。
到时电路板将不再是印制的。
⑽多个同种或异种无源元件以二维或三维形式相组合,制成复合元件会明显改善安装效率和工艺性;⑾伴随着便携式电子设备的急速发展,复合元件上搭载IC器件的模块化制品正在迅速普及与推广;⑿元器件间安装间距由0.15 mm将减小到0.1 mm;⒀随着互连密度的不断提高,零缺陷制造技术越来越重要,因生产成品率极易受到缺陷率的影响;⒁环保要求和产品的绿色化。
4 电子装联技术未来走向4.1背景01005阻容元件和间距为0.3 mm的CSPs等芯片的应用,以现有的电子装联工艺技术模式和工艺装备能力来说已近极限。
未来比上述元器件更小的超微级元器件及分子电路板的应用,从穿孔安装(THT)到表面安装(SMT)已流行数十年来的组装概念及其工艺技术装备(如印刷机、贴片机、各类焊接设备及检测设奋等)都将无法胜任而退出历史舞台,进入超微时代的电子产品组装技术路在何方?4.2电子装联技术未来的走向—自组装技术4.2.1生产过程中使用自然原理自然界用其自身的方式形成高度复杂的物质对象,使物质本身连续不断地耦合无数同样的基本元素来形成自身,小到分子,大到肉眼可见的颗粒及万物。
DNA双螺旋线是生物学领域中自组装系统的例证,实际上晶体栅格的形成过程也可以用同样的原理解释。
所有这些结构的共同点在于:在热动力学平衡中它们并非是依靠共价化学键来结合。
因此,它们虽然非常容易受到机械力或热力的冲击,但却可以不断自动调整或自身修复,还可通过每个颗粒或细胞所固有的属性来形成,这些属性包括表面张力和分子间耦合力。
合成技术领域中的自组装工艺技术,需要对某些环境条件进行过程控制才能获得所想要的属性和结构,这些环境条件包括压力、温度、分子力或电场/电磁场。
万物都可以小到毫微级,如半导体设备、显示器、以及未来的电路组装技术。
目前正式展开研究的部门有:·美国伯克利等大学;·欧卅SANDiE(光电子和电子学领域中用于新型器件的自组装半导体毫微结构);·德闰DFG研究中心 (毫微和微尺寸结构元素的体系结构)。
德国一个研究报告称:自组装技术贴装电子系统和光学系统的各种国际方法各有千秋。
4.2.2封装差距随着半导体和微机械元器件尺寸小到毫微级时,基于机械组装系统和焊接技术的传统组装和连接技术,将会遇到严重的挑战。
D.O Popa在2004年SME制造月刊中发表的“微型和中间规模的组装”提出了“封装差距”,若按摩尔定律继续进行的话,就会在2010年以后的十年中发生“组装危机”。
他还指出:组装和封装复杂电子系统的成本将占到整个系统制造成本的60%~90%。
D.O Popa称:按当前的组装过程及它们将来的生存能力开发了一种分类等级。
用当前的组装设备定位中型元器件相对较为简单(中型元器件的定义是指元器件每端测量高度高于1 mm)。
越来越明显的缺点是:原理上拾取和贴装环节是连续的过程,每次只能贴装一个元器件。
主要的物理效应是利用地心吸引力和摩擦力。
在不久的将来,如果元器件的尺寸再继续减小的话,将会由毫米级缩减到微米级,并且还将会继续减小。
因此,必须使用地面效应、静电学和Van-de-Waals 力来处理微小的元器件。
因此,串行处理这些小元器件已是不再可行的。
在大量组装毫微米级元器件时,己不再使用机械工具方法来精确定位元器件了。
主要影响这些元器件精确定位和贴装的因素是极小分子间的相互作用力。
由此可见基于机械方式的串行处理技术将会完全失效。
4.2.3并行贴装取代串行贴装现在己到了使用并行贴装技术的时候了。
A.Singh等人在1999年IEEE微机械系统期刊发表的“使用倒装焊键合进行微晶的移动”一文中所提出的方法是:使用移动的方式将预先搭建整个系统的薄膜图形转移到基板上,使用“印刷”的方式可以并行地制造整个电路图形。
从效果上讲与喷墨或印刷到基板的思维是相似的:·试图在并行处理时将大量的中型级元器件放置于临时的基板上,再将它们互连后移离临时基板(作为贴装工作台的临时基板是可以反复使用的)。
在液体中或喷射印刷推进的方式下,应用扩散原理可以将元器件放置于该平台上,这样可以使元器件接近其最终的位置。
·另一种将元器件置于其位置的方法是:美国专家Adalytix所做的,即应用微流体力学进行的一种高速初步定位的技术,由于此法具有较高的并行度,所以会达到较高的生产量。
并行定位元器件的其他原理包括:静电学和磁学。
总之,将元器件定位到所要求的位置及最终的对准过程是比较复杂的,而且这些过程还需要复杂的工艺技术。
通过克服弱的小范围力-键合力就可以达到所希望的标准。
以上过程可以在润湿性或流动性环境中形成。
由加利福尼亚的Alirn技术有限公司首次提出的流动式自组装(FSA)技术已经应用于RFID标签的大批量、高速、低成本的制造中,而该公司已经对FSA 进行了深入的研究,并获得了专利。
FSA技术将初步定位过程和最终定位过程合二为一。
FSA技术通过溶液清洗基板上所需清洗的IC,并让它们作为最低能态,代表预置位置的空穴。
选择IC(毫微米级)并且将其置于基板上。
该技术的实际产能为2m/H。
4.2.4元器件与基板之间的表面能减小器件和基板焊凸点间的表面能是定位中型级元器件的另一种思想,这种方法需把焊凸点加热到高于熔点的温度。
通过组装的轻微振动可用来纠正错误的定位,振动可以使元器件离开错误的位置并进行重新定位。
但该技术不能在元器件定位方面提供可选择性。
H.O 雅各布等人在哈佛大学开发该技术。
雅各布和美国明尼阿波利斯(定向于3维自组装的微系统多元器件制造)、明尼苏达大学的Wei Zheng一起追踪一个相关的概念。
EU SHOT(自组装混合光电技术)以及UC加利福尼亚圣地亚哥的M.Ozkan等人开始将电场作为定向力来进行实验。
虽还是未提供可选择性,但元器件能被有效地移动到它们的最终位置。
剑桥大学微小系统技术实验室在研究中已经使用了磁场。