1.1 电子组装技术的发展和层级
1.1.1 电子组装技术的发展
电子组装技术的发展见表1-1。
表1-1 电子组装技术的发展
中国SMT起步于20世纪80年代初期,在经历了30多年的快速发展后,已成为全球最大的电子产品的世界加工基地,设备已经与国际接轨,但设计、制造、工艺、管理技术等方面与国际还有差距。国内各企业应加强基础理论和工艺研究,提高工艺水平和管理能力。
1.1.2 电子组装的层级
1.电子组装的层级介绍
电子组装包含电子组装工艺、电子组装技术和电子封装工程三个领域。电子组装的构成分为4级封装,包含6个层级。一般称层次1为0级封装,层次2为1级封装,层次3为2级封装,层次4、5、6为3级封装,电子组装的层级如图1-1所示。本书中所涉及的组装主要是2级和3级封装。
图1-1 电子组装的层级
层次1(0级封装)是指半导体集成电路组件(芯片)封装工程。半导体厂商提供系列标准芯片。针对系统用户特殊要求的专用芯片,被称为未经封装的裸芯片更为确切。确保芯片质量非常关键,保证芯片的功能符合要求及足够高的初期合格率。
层次2(1级封装)分为单芯片封装和多芯片封装。①单芯片封装,即对单个裸芯片进行封装;②多芯片封装,即将多个裸芯片装载在陶瓷等多层基板上,进行气密性封装构成MCM(Multi-Chip Module,多芯片组件)。MCM伴随集成电路组件的高速、高集成化而产生,与单芯片封装相比,具有更高的封装密度,能更好地满足电子系统微型化的需要。
电子封装工程是指将半导体、电子元器件所具有的电子的、物理的功能转变为适用于机器或系统的形式,即0级组装和1级组装。
层次3(2级封装)指构成板或卡的装配工序,将多个完成层次2的单芯片封装和MCM,安装在PCB等多层基板上,基板外围设有插接端子,用于与母板及其他板或卡的电气连接。
层次4(3级封装)称为单元组装。将多个完成层次3的板或卡,通过其上的插接端子,连接在称为母板的大型PCB上,构成单元组件。
层次5(3级封装)指将多个单元构成架,单元与单元间用布线或电缆相连接。
层次6(3级封装)即总装,将多个架并排,架与架之间由布线或电缆相连接,由此构成大型电子设备或电子系统。
2.印制电路板组件
本书讲的电子组装就是指的2级封装,即印制电路板组件(Print Circuit Board Assembly,PCBA,见图1-2)的装配。PCBA指安装有电子元器件,具有一定功能的印制电路板装配件,在电子制造工厂也称为单板。
图1-2 印制电路板组件
PCBA的结构有一个显著的特点,就是元器件安装在PCB的一面或两面。通常将安装元器件数量和封装类型比较多的PCB面,称为主装配面或上表面(正面);相反,将安装元器件数量和封装类型少的面,称为次装配面或下表面(反面)。
通常先焊接下表面,后焊接上表面,因此,有时也将下表面称为一次焊接面,上表面称为二次焊接面。
PCBA的可制造性设计,主要是解决可组装性的问题,目的是实现最短的工艺路径、最高的焊接直通率、最低的生产成本。