試論現代電子裝聯工藝技術研究發展趨勢

周靜

（西安福華力能電源有限公司，陜西 西安 710000）

0 引言

電子裝聯工藝技術可以有效對國家科技發展水平有所衡量，其屬于電子信息產業的重要技術內容，對于國家的綜合實力有重要影響，可以避免技術“卡脖子”的情況，發展關鍵技術，可以促進國家各領域精進。隨著信息技術的進步，公眾對于電子產品的要求在不斷提高，消費者更加青睞微型化、高性能的產品，元器件制造得越來越小，工藝技術在不斷進步，并形成平行的生產鏈體系，電子裝聯工藝技術從SMT向后SMT發展，適應分子生物學進程。

1 目前電子裝聯的發展水平

既有方式施行基板與電子元器件分開制造的程序，并通過SMT技術將二者進行組裝與安裝，隨著科學技術的發展，無法適應微型化發展，對于更高性能的追求存在乏力現象，電子安裝逐漸字SMT向后SMT發展。電子產品的進步方向是高性能，并追求輕薄，便捷的超小型電子設備的需求量在不斷增加，需要采取元器件復合化的形式進行安裝，或者采用三維封裝方式[1]。電子產品的更新是3D組裝的驅動力，隨著5G技術的成熟與廣泛應用，智能手機的功能越來越豐富，需要在滿足手機高性能的同時，保證手機的輕薄，手機廠商與消費者對于手機種類的要求也在提高，裝聯技術采用芯片堆疊封裝（SDP）技術等，三維安裝技術已經成熟應用，如圖1所示。

為滿足超小型元器件的定位與安裝，定位的技術在不斷發展，實現更加精準的定位需求，Panasonic公司設計并開發的APC系統，能夠可靠的將工序造成的焊盤位置不準確操作產生的再流焊接不良進行避免，防止焊接缺陷的產生。這種技術是SMT技術的升級與發展，對電子元器件、封裝相關環節而言有著至關重要的作用，從垂直的生產機制轉變發展為平行的生產機制，構建出前后制約彼此的模式，工藝路線進行適當調整，保證生產鏈的有序運行。

2 電子裝聯技術在我國的發展現狀

以往電子產品組裝的方式為SMT技術流程，但是隨著公眾對于電子產品更高的要求，由于對性能與便捷的需求，為了滿足消費者的需求，并適應市場的變化，我國電子裝聯工藝技術已經提供技水準，增強自身技術提高。我國的電子裝聯工藝技術經發展較快，現階段已經形成混合組裝技術，并已經發展出后SMT技術工藝。我國的THT電子裝聯工藝技術，屬于常規的技術，主要是在焊盤中采用鉆插裝孔形式，并將電子元器件的引線插入，之后開展焊接操作，保證相關元器件和焊盤的連接，THT電子裝聯工藝技術多數情況下運用在大功率且體形較大的電子元器件組裝中[2]。國內運用SMT電子裝聯工藝技術，這種技術屬于表面貼裝技術，主要是指將貼裝的元器件平貼在焊盤，并焊接在其表面，保證焊盤和不同元器件的連接術，其可靠性較強，在此之后形成后SMT電子裝聯工藝技術，成為現階段常用電子裝聯工藝技術。

3 電子裝聯技術發展的重要性

3.1 電子裝備日趨小型化

電子裝備逐漸超小型，需要施行高密度組裝，研究中將高速數據傳輸設備作為案例，此設備運用的封裝手段是ECL技術，IC選取的為PLCC，引腳的距離達到0.3mm的QFP為可編程門陣列器件。由于ECL的電流相對較大，會造成器件的溫度較高，其表層高達70℃，可以采用芯片裝技術實現布局，針對四層印制板實現分散熱量的目的，而且對互聯線長度進行優化，信號避免出現延遲情況，數據實現更加高效率的傳輸，設備可以有序運作。處于某高放輸入單元之內，最初采用的手段是使分立器件連接，并放置在屏蔽盒之內，這樣便可以構建出更多的互聯點，有效提高了器件的可靠性。在此條件下通過CSP技術對外形體積進行壓縮，保證提高性能的目標。通過對某信息傳輸與控制部分進行分析，電路的總體固定范圍為150×150×150m，主要的目的維持對信息傳輸與控制設備進行有效控制，包括體積與重量，但是常規的電氣互聯技術無法實現這一目標，可能形成4倍的范圍，對于這種現象應該采用MCM技術，保證可以實現相關指標要求。某RF功率放大器需要采用多芯片系統，并通過組裝技術保障其小型化，并較好的控制重量，并需要保證發射功率不受到影響，不可以降低發射效率，需要運作穩定[3]。

關于立體組裝工藝，板級電路屬于立體組裝、其中三位組裝屬于較為新穎的技術，其技術的基礎是二維平面，并處于三維空間的疊加，實現立體電路結構組裝，三維組裝電路的優勢較為明顯，與二位組裝而言，其重量得到有效控制，而且空間利用率更高，對于電路干擾進行高度優化，提高了信號傳輸速度。

3.2 電子裝備日趨高可靠性

隨著科學技術的不斷發展，電子工業的發展速度越來越快，電子裝備逐漸向高可靠性的方向發展，應該對電子裝聯技術進行關注。電子裝聯技術的運用主要是指在電子設備呃逆進行電氣連通，在電、溫度相關效應與環境介質內實現兩點或多點的連通，屬于借助電子、光電子器件相關零部件處于電磁介質中通過有效布局布線進行定制，形成電氣模型，屬于工程制造技術。基于國內電子裝聯技術，可以將焊點視為電氣互連技術支持，國內的電子產品對于高密度組裝技術合格率要求較高，但以往的電子裝聯技術無法實現這一目標，需要采用新的電子裝聯工藝，保證電子裝備更加可靠。

4 現代電子裝聯工藝技術研究發展趨勢

目前電子裝聯工藝的發展可以支持間距為0.3mm的CSPs芯片的應用，今后的發展將以更加微小的元器件進行應用，在穿孔安裝至表面安裝工藝的發展中，這些工藝將逐步推出裝聯工藝，在技術的發展中，電子產品的組裝技術將實現高微精發展。會逐漸發展與成熟的自組裝技術[4]。

4.1 借助自然原理

在生產過程中應該自然原理，在自然界之中有高度復雜的物質對象，物質本身持續的進行耦合無數同樣的元素來形成自身，其中DNA雙螺旋線作為生物學的自組裝系統的實際案例，其結構在熱動力學平衡中不是依賴共價化學鍵進行結合。這些結構容易受到機械力影響，但是可以進行持續的修復與自我調整，并且可以借助每個顆粒的屬性來構建，其中涵蓋表面張力以及分子間的耦合力。合成技術方面的自組裝工藝技術需要對一定條件中實現過程控制，才可以得到需要的結構或者屬性，這些條件涵蓋分子、壓力等。半導體設備等可以小到毫微級，世界范圍內對這方面進行研究的組織包括：美國加州大學伯克利分校、德國DFG研究中心等。

4.2 封裝差距

在半導體尺寸小到毫微級，根據機械組裝的技術將無法有效適應，美國學者D.O Popa指出“微型和中間規模的組裝”的“封裝差距”，如果按照摩爾定律開展工作，將可能出現組裝問題，其認為對于電子元器件的封裝在系統制造中的成本占比較高，其認為現階段的組裝環節與其今后的發展潛力，應該設置分類等級，采用現階段的組裝設備定位中等元器件比較簡單，但是對于微小的元器件難度極大，測量的精準度將會降低，每次僅僅可以貼裝一個元器件，其物理方面的解釋是摩擦力與地心引力，如果元器件比較小的情況下，元器件持續縮小，應該使用靜電學等對微小元器件進行處理。對于元器件的串行處理難度較大，在微米級別元器件組裝中，無法使用機械工具進行定位，極小分子之間的作用力使其失效。

4.3 并行貼裝取代串行貼裝

現階段，采用并行貼裝技術，借助移動的方式使預先構建的薄膜圖形轉至基板，通過類似印刷的形式并行制造電路。在對中型元器件處理時，將其放置在基板之中，并將互連后移離基板，在液體的幫助下，基于擴散原理能夠使元器件放置在平臺中，能夠保證元器件到達最終位置。美國的學者 Adalytix將元器件放置目標位置采用方法是借助微流體力學，通過初步定位方式，因為這種手段的有較高的并行度，因此會造成較高生產量。并行定位元器件的相關理論涵蓋磁學等，在對元器件進行定位過程中，其過程與手段較為復雜，并且需要相互配合的工藝技術。上述設想可以在流動性條件下開展，Alien公司設計出流動式自組裝技術，并在RFID標簽制造中有效運用，實現了大批量、高速的制作，并且保證了合理的成本，該技術將初步定位過程與最終定位進行結合，借助溶液清洗基板上需要的IC，使其成為最低能態，表示預置位置空穴[5]。

4.4 元器件與基板之間的表面能

降低基板焊凸點間的表面能屬于定位元器件的一種方式，此種手段協議將焊凸點加熱至比熔點高的溫度。借助組裝的輕微振動能夠對不正確的定位情況進行調整，通過振動保證元器件離開不正確的位置，可以準確的再次定位。此技術無法在元器件定位中提供選擇性。哈佛大學的研究人員對技術研究中，與明尼蘇達大學的相關學學者討論出自組裝混合光電技術，并將將電場當作定向力進行分析。劍橋大學在實驗與研究中采用磁場，即便依舊無法提供可選擇性，可是元器件能可以被移動其需要的最后位置，而且分子識別這種屬于可選擇性方法逐漸被圣地亞哥大學學者所研究，今后的發展與研究將不斷深入。將元器件定位到其最終目的位置，以及對準的過程是極為復雜的，需要更加復雜與高度精準的工藝技術。

5 結束語

現代電子裝聯技術今后的發展可考慮高密度與新型元器件組裝技術等，今后的電子裝聯技術將更加復雜化，逐漸發展為復合化，現階段的封裝技術有待提升，但現代化先進裝聯技術屬于行業的發展趨勢，需要更多科學技術研發者的不斷努力，有著廣闊的發展前景。