电子装联技术.ppt

1.1电子装联技术电子装联技术 当前，我们正经历着一场新的技术革命，它包含了新材料、新能源、生物工程、当前，我们正经历着一场新的技术革命，它包含了新材料、新能源、生物工程、海洋工程海洋工程、航空航天和电子信息技术等领域，但其中影响最大、航空航天和电子信息技术等领域，但其中影响最大、渗透性强、最具、渗透性强、最具代表性的乃是电子信息技术代表性的乃是电子信息技术。电子装联技术电子装联技术是电子信息技术是电子信息技术 和电子行业的和电子行业的支撑技术支撑技术，是衡量一个国家综合实力，是衡量一个国家综合实力和科技发展水平的和科技发展水平的重要标志重要标志之一，是电子产品实现小型化、轻量化、多功能化之一，是电子产品实现小型化、轻量化、多功能化、智能智能化化和高可靠性的和高可靠性的关键技术关键技术。1.1电子装联技术电子装联技术电子装联技术（电子装联技术（Electronic Assembly）：）：电子或电气产品在形成电子或电气产品在形成过程中产生的电连接和装配的工艺过程。过程中产生的电连接和装配的工艺过程。将电子元器件焊接、装配在基板（将电子元器件焊接、装配在基板（PCB、铝基板、陶瓷基板等上的、铝基板、陶瓷基板等上的过过程。程。1.1电子装联技术电子装联技术电连接：电连接：常见的有焊接、插接、绕接、铆接、压接常见的有焊接、插接、绕接、铆接、压接基板：基板：PCB、铝基板、陶瓷基板、纸基板。、铝基板、陶瓷基板、纸基板。电子装联的过程电子装联的过程就是把电子元器件就是把电子元器件:无源器件无源器件,有源器件有源器件,接插件等按着设计的要求接插件等按着设计的要求装焊图或电原理图装焊图或电原理图，准确无误的准确无误的装焊到基板上的指定焊盘上装焊到基板上的指定焊盘上，并且并且保证各焊保证各焊点点符符合标准规定的物理特性和电特性合标准规定的物理特性和电特性的要求的要求。PCB即即PrintedCircuitBoard的缩写，中文名称为印制电路板，又称印刷电的缩写，中文名称为印制电路板，又称印刷电路板、路板、印刷线路板印刷线路板1.1电子装联技术电子装联技术1.1电子装联技术电子装联技术电子装联设备设计制造术电子装联设备设计制造术 电子元器件设计制造技术；电子元器件设计制造技术；PCB设计制造技术（非设计制造技术（非PCB板材）；板材）；电子装联生产辅料设计制造技术；电子装联生产辅料设计制造技术；静电防护技术静电防护技术;电子产品企业质量管理电子产品企业质量管理。研究范围研究范围1.1电子装联技术电子装联技术电子装联方式：电子装联方式：插装插装（）（）通孔插装技术通孔插装技术ThroughHoleTechnology表面贴装表面贴装（）（）表面贴装技术表面贴装技术SurfaceMountTechnology微组装微组装（MPT）微组装技术微组装技术MicroelectronicPackagingTechnology 1.2THT技术技术一种需要对焊盘进行钻插装孔，再将电子元器件一种需要对焊盘进行钻插装孔，再将电子元器件的引线（或引脚）（即通孔插装元器件）插入印的引线（或引脚）（即通孔插装元器件）插入印制板的焊盘孔内并加以焊接，与导电图形进行电制板的焊盘孔内并加以焊接，与导电图形进行电连接的电子装联技术连接的电子装联技术。特点特点：元器件脚穿过；元器件与焊接点不共面。：元器件脚穿过；元器件与焊接点不共面。插装（）的插装（）的发展发展：手工手工焊焊浸焊浸焊波峰焊波峰焊n1904年第一只电子管诞生；年第一只电子管诞生；1947年第一只晶体管诞生。电子元年第一只晶体管诞生。电子元器件的发展推进着电子装联的发展。器件的发展推进着电子装联的发展。n1956年英国年英国FrysMetal公司发明了印制电路板波峰焊法，意味公司发明了印制电路板波峰焊法，意味着着PCB焊接领域的一个新时代的开始，它使焊接领域的一个新时代的开始，它使PCB由人工烙铁逐点由人工烙铁逐点焊接进入到机器自动化大面积高效率焊接的新时代。焊接进入到机器自动化大面积高效率焊接的新时代。n全自动焊接机最早出现在日本，七十年代作为黑白全自动焊接机最早出现在日本，七十年代作为黑白/彩色电视机的彩色电视机的主要生产设备。八十年代起引进国内。主要生产设备。八十年代起引进国内。1.2THT技术技术1.2THT技术技术元元 件件 成成 型型插插 件件波波 峰峰 焊焊插装（）工艺流程：插装（）工艺流程：检检 修修1.2THT技术技术成型成型成型成型内容内容：电阻的剪脚，打弯，：电阻的剪脚，打弯，IC的成型，元件的倒装成型（例：为散热将的成型，元件的倒装成型（例：为散热将元件倒装）等元件倒装）等。元件引脚成形有利于提高装配元件引脚成形有利于提高装配质量质量和和生产效率生产效率，使安装到印制板上的元器件，使安装到印制板上的元器件美观美观 元件引脚成型元件引脚成型是指根据元器件在印制板上的安装形式，对元是指根据元器件在印制板上的安装形式，对元器件的引线进行整形，使之符合在印制板上的安装孔位。器件的引线进行整形，使之符合在印制板上的安装孔位。1.2THT技术技术成型成型电阻的成型电阻的成型电容的成型电容的成型1.2THT技术技术成型成型1.2THT技术技术成型成型元器件引线的弯曲元器件引线的弯曲成型要求成型要求引线弯曲的最小半径不得小于引线直径的引线弯曲的最小半径不得小于引线直径的2倍，不能倍，不能“打死弯打死弯”；引线弯曲处距离元器件本体至少在引线弯曲处距离元器件本体至少在2mm以上，绝对不能从引线的以上，绝对不能从引线的根部开始弯折。根部开始弯折。1.2THT技术技术成型成型滚轮式电阻整形机滚轮式电阻整形机自动带式电容裁断机自动带式电容裁断机1.2THT技术技术插件插件插件：插件：利用手工和机械将电子元器件插入基板的孔内。利用手工和机械将电子元器件插入基板的孔内。分为手动、半自动、全自动三种方式分为手动、半自动、全自动三种方式 当孔径比引线（脚）宽（大）当孔径比引线（脚）宽（大）0.05-0.2mm,焊盘直径为孔焊盘直径为孔径的径的2-2.5倍时，是焊接比较理想的条件。倍时，是焊接比较理想的条件。1.2THT技术技术插件插件 元件的插装元件的插装1.2THT技术技术波峰焊波峰焊波峰焊波峰焊是将熔融的液态焊料是将熔融的液态焊料借助泵的作用借助泵的作用在焊料在焊料槽液面形成特定形状的焊料波槽液面形成特定形状的焊料波插装（贴装）了元器插装（贴装）了元器件的件的PCB置于传送链上置于传送链上经过某一特定的角度以及一经过某一特定的角度以及一定的浸入深度直线穿过焊料波峰而实现焊点焊接的过定的浸入深度直线穿过焊料波峰而实现焊点焊接的过程。程。1.2THT技术技术波峰焊波峰焊助助焊焊剂剂涂涂覆覆预热预热1 1预热预热2 2焊接焊接25053至至5秒秒（有铅（有铅焊料）焊料）901301min3min链条倾角链条倾角3 3至至7 7度度压锡深度为压锡深度为PCBPCB厚度的厚度的1312 波峰焊示意图波峰焊示意图1.2THT技术技术波峰焊波峰焊插装好的PCB板装架助焊区焊接区传输区1.3表面组装技术表面组装技术SMT表面组装技术：表面组装技术：一种无需对焊盘进行钻插装孔一种无需对焊盘进行钻插装孔，直接将表面组装元件直接将表面组装元件/器件（器件（SMC/SMD）贴、焊到印制板表面规定位置上的装联技术，）贴、焊到印制板表面规定位置上的装联技术，简称简称SMT（SurfaceMountTechnology）特点：特点：元件脚不穿过元件脚不穿过PCBPCB，元件与焊点共面。，元件与焊点共面。1.3表面组装技术表面组装技术SMTSMT的主要工艺流程：的主要工艺流程：SMT工艺流程图工艺流程图1.3表面组装技术表面组装技术SMTPCB 板焊 膏贴片元件焊膏印刷贴片与焊接SMT主要流程示意图：SolderSolderpastepasteSqueegeSqueegee eStenciStencil l1.3表面组装技术表面组装技术SMT表面贴装元件的种类表面贴装元件的种类有源元件有源元件（陶瓷封装）（陶瓷封装）无源元件无源元件单片陶瓷电容单片陶瓷电容钽电容钽电容厚膜电阻器厚膜电阻器薄膜电阻器薄膜电阻器轴式电阻器轴式电阻器CLCC CLCC（ceramic leaded chip carrierceramic leaded chip carrier）陶瓷密封带引线芯片载体陶瓷密封带引线芯片载体SOPSOP（small outline packagesmall outline package）小尺寸封装）小尺寸封装QFP(quadQFP(quad flat package)flat package)四面引线扁平封装四面引线扁平封装SMCSMC泛指无源表面泛指无源表面安装元件总称安装元件总称SMDSMD泛指有源表泛指有源表面安装元件面安装元件BGA(ball grid array)球栅阵列球栅阵列1.3表面组装技术表面组装技术SMTSMT技术的主要特点：技术的主要特点：A.组装密度高，电子产品体积小、重量轻；组装密度高，电子产品体积小、重量轻；B.自动化生产程度高，生产效率高，组装成本低；自动化生产程度高，生产效率高，组装成本低；C.高频特性好；高频特性好；D.可靠性高；可靠性高；SMT是从是从70年代发展起来，到年代发展起来，到90年代广泛年代广泛应用应用的电的电子子装联技术。由于其涉及装联技术。由于其涉及多学科多学科领域，使其在发展初其较为领域，使其在发展初其较为缓慢，随着缓慢，随着各学科各学科领域的协调发展，领域的协调发展，SMT在在90年代得到讯年代得到讯速速发展和普及，发展和普及，21世纪世纪SMT已成为电子装已成为电子装联技术联技术的的主流。主流。1963年第一只贴装元件诞生。年第一只贴装元件诞生。2010年是中国引进年是中国引进SMT设备设备25年。年。现在中国已能生产所有现在中国已能生产所有SMT设备设备1.3表面组装技术表面组装技术SMT1.3表面组装技术表面组装技术SMTSMT是电子装联技术的发展趋势是电子装联技术的发展趋势其表现在：其表现在：1.电子产品追求小型化，使得以前使用的穿孔插件元件已无法适应其要电子产品追求小型化，使得以前使用的穿孔插件元件已无法适应其要求。求。2.电子产品功能更完整，所采用的集成电路电子产品功能更完整，所采用的集成电路(IC)因功能强大使引脚众多，因功能强大使引脚众多，已无法做成传统的穿孔元件，特别是大规模、高集成已无法做成传统的穿孔元件，特别是大规模、高集成IC，不得不采用表面，不得不采用表面贴片元件的封装。贴片元件的封装。3.产品批量化，生产自动化，厂方要以低成本高产量，出产优质产品以产品批量化，生产自动化，厂方要以低成本高产量，出产优质产品以迎合顾客需求及加强市场竞争力。迎合顾客需求及加强市场竞争力。4.电子元件的发展，集成电路电子元件的发展，集成电路(IC)的开发，半导体材料的多元应用的开发，半导体材料的多元应用。5.电子产品的高性能及更高装联精度要求。电子产品的高性能及更高装联精度要求。6.电子科技革命势在必行，追逐国际潮流。电子科技革命势在必行，追逐国际潮流。1.3表面组装技术表面组装技术SMTSMT工艺技术的发展趋势：工艺技术的发展趋势：A.与新型表面组装元器件的组装相适应；与新型表面组装元器件的组装相适应；B.与新型组装材料的发展相适应；与新型组装材料的发展相适应；C.与现代电子产品的品种多、更新快特性相适应；与现代电子产品的品种多、更新快特性相适应；D.与新型组装形式的组装要求相适应；与新型组装形式的组装要求相适应；1.4SMT与与THT的比较的比较从组装工艺技术的角度分析，是从组装工艺技术的角度分析，是“贴贴”和和“插插”SMT和和THT的根本区别的根本区别贴贴插插和和二者的差别还体现在：基板、元器件、组件形态、焊点形态和组装工艺方法各个方二者的差别还体现在：基板、元器件、组件形态、焊点形态和组装工艺方法各个方面面MPT微组装技术微组装技术：MicroelectronicPackagingTechnologyMPT综合运用微电子焊接接技术、表面贴装技术以及封装工艺，将大规模综合运用微电子焊接接技术、表面贴装技术以及封装工艺，将大规模/或或超大规模集成电路裸芯片、薄超大规模集成电路裸芯片、薄/厚膜混合集成电路、表面贴装元器件等高密厚膜混合集成电路、表面贴装元器件等高密度地互连于多层板上并将其构成三维立体结构的高密度、高速度、高可靠性，度地互连于多层板上并将其构成三维立体结构的高密度、高速度、高可靠性，外形微小化，功能模块式的电子产品的一种电子装联技术。外形微小化，功能模块式的电子产品的一种电子装联技术。1.5MPT技术简介技术简介微组装技术微组装技术始于二十世纪八十年代中期，被人们称之为第五代电子装联技术。始于二十世纪八十年代中期，被人们称之为第五代电子装联技术。该技术的核心是打破了元器件封装与印制板焊装的界限，将半导体集成电技该技术的核心是打破了元器件封装与印制板焊装的界限，将半导体集成电技术、薄术、薄/厚膜混合集成电路技术、表面贴装技术以及封工艺加以综合运用，厚膜混合集成电路技术、表面贴装技术以及封工艺加以综合运用，在多层板上高密度地实施机械与电子互连，在板级完成系统的组装。实现电在多层板上高密度地实施机械与电子互连，在板级完成系统的组装。实现电子产品（如组件、部件、系统）的外形微小化、功能模块化。子产品（如组件、部件、系统）的外形微小化、功能模块化。20世纪律性世纪律性80年代后期就出现的多芯片组件年代后期就出现的多芯片组件/模块（模块（MCM）就是微组装技术实用化中最）就是微组装技术实用化中最具有代表性的产品之一。具有代表性的产品之一。1.5MPT技术简介技术简介