试论现代电子装联工艺技术研究发展趋势

祝思浩1 赵勇 2马建海3边航涛4 雷阳5

摘要：在我国现代化不断发展进步，科技不断进步。其中，在芯片封装技术发展的作用下，现代电子装联工艺逐渐转向SMT时代，本文对电子装联目前的技术水平进行分析，总结了我国电子装联技术的发展现状，并介绍了电子装联技术发展的重要性，对今后的发展趋势进行探讨。

关键词：电子装联；工艺技术；发展趋势

引言

由于现代电子产品结构较为复杂，在装配方面对精密性有着较高的要求，因此在电子装联工艺设计方面存在较大的难度。目前很多电子装联工艺主要是基于二维图纸的视角来进行工艺设计，从而得到的电子装联工艺指导书为二维的，这样就使得设计人员难以从中对三维设计模型的信息进行应用，导致数据传递容易出现断层的情况，难以保证数据传输的完整性和一致性。加上电子装联工艺指导书往往只是确定了作业顺序、方法、产品工艺图片与相关注意事项，由于三维直管模型的缺乏，使得电子装联工艺方法与环境难以直观地体现出来。因此，需要切实加强三维电子装联工艺文件设计，以下就设计方法展开分析。

1电子装联发展现状

就目前的现代电子装联来说，高能、微型和薄型是其主要的发展方向，事实上，被广泛使用的仍然是传统的安装方法：先分别制作好电子元器件和基板再进行组装，虽然其中运用到了SMT技术，但这对于现代电子装联技术发展需求来说远远不够。纵观智能手机的发展进程，实现了低端向高端的进化，由传统的打电话、传信息逐渐开发出了高清拍照、网络直播、MP3、蓝牙传输、游戏等等多元化、现代化功能。这是电子安装3D封装技术和组装的快速发展应用于通讯终端产品的结果。早有相关研究表明：终会在未来的某一天，手机用储存器会覆盖、替代PC用储存器，届时芯片堆叠封装会应用得越来越广泛、多芯片封装以及堆叠芯片尺寸封装技术应用也会成为常态。因此电子装联工艺技术要紧跟发展脚步，尽快自身做突破、实现技术的更新发展。受到不断进步的微型元器件组装定位技术影响，定位工艺近年来被带动着朝着更先进、更准确的方向发展以适应发展浪潮。

这项技术被普遍认可为SMT技术发展和优化的结果，在安装、封装和电子元器件等产业中产生了一定的推进作用。在传统的工艺技术路线下往往是采用有前才有后、由前决定后的垂直化的生产体系。有了这项技术的支撑，现代生产链体系已经打破了传统的桎梏、实现了前后彼此制约、相互依存的平行化的生产。有了工艺技术路线的改善，生产链也因此得到了一定的优化、产生了深远的影响。因此，PCB基板加工和安装的结合被普遍认可、拥有一片大好的发展前景。

2现代电子装联工艺技术研究发展趋势

2.1借助自然原理

在生产过程中应该自然原理，在自然界之中有高度复杂的物质对象，物质本身持续的进行耦合无数同样的元素来形成自身，其中DNA双螺旋线作为生物学的自组装系统的实际案例，其结构在热动力学平衡中不是依赖共价化学键进行结合。这些结构容易受到机械力影响，但是可以进行持续的修复与自我调整，并且可以借助每个颗粒的属性来构建，其中涵盖表面张力以及分子间的耦合力。合成技术方面的自组装工艺技术需要对一定条件中实现过程控制，才可以得到需要的结构或者属性，这些条件涵盖分子、压力等。半导体设备等可以小到毫微级，世界范围内对这方面进行研究的组织包括：美国加州大学伯克利分校、德国DFG研究中心等。

2.2高密度和新型元器件组装技术

这里用一种高速数据传输设备为例子，ECL是此设备主要采用的元件封装形式，IC选用的是PLCC，308脚（引脚距离为0.3mm）的QFP作为可编程门阵列器件。因为ECL存在较大的电流使器件的表层温度达到了70℃，但是利用了芯片装技术对四层印制板（500*500cm）进行布局、以达到散热的目的，与此同时使互联线长度得到了优化、信号有延迟的现象也得到了缓解，由此一来，数据的传输更加有效，设备有了更大的正常运行的可能性。打个比方，在某一高放输入单元中，最开始采用的方法是将分立器件互连后装入屏蔽盒中，屏蔽盒的尺寸是50*50*50mm，这样一来，更多的互联点产生，在一定程度上降低了器件的可靠性。在这种情况下可以使用CSP技术压缩其外形体积，实现性能的有效提高。再以某一信息传输和控制部分作为例子，150*150*150mm是整个电路的合理固定范围，目的是控制整个信息传输和控制设备的体积以及重量，保证其性能的可靠，然而应用传统的电气互联技术很难达到此要求，甚至会超出此范围4倍。面对这种情况就要采用MCM技术以保证达到指标要求。某一RF功率放大器就必须采取多芯片系统设计与组装技术才能达到其轻量、小型的要求，与此同时做到不降低其发射功率和发射效率，保证工作室的稳定。这都是传统的高密度互联技术无法达到的要求。

2.3自组装技术

自组装技术的概念来源，主要是利用自然界当中具有复杂结构且具有自身复制能力的分子等元素，电子装联工艺主要是自组装技术原理的应用。当前这一新型技术还处于研究阶段，需要人们对温度、电磁场、压力等电子装联环境作出科学而严密的过程控制，从而得到理想的电子装联结构。我们从理论方面来分析，将来串行贴装技术将会被并行贴装技术所取代，并行贴装技术，主要是预先搭建好完整的一个系统，然后利用移动的形式，将图形逐渐转移到固定基板上，利用此类印刷的形式，从而将电路图形并行制造。美国的IBM公司，利用自组装聚合体矩阵在高密闪存硅基板上应用，成功开发出纳米晶体。美国ALIM公司关于FSA（流动式自组装）已有了相对成熟的研究成果。它有效地将初步定位与最终定位整合到电子元器件组装过程中，有效提高了电子装联的效率以及工作质量，并在大批量和低成本电子元件制造中得以广泛应用。剑桥、加州大学等世界排名靠前的大学实验室在电子组装技术和自组装技术研究方面取得了一些进展，主要是利用各种研究方法使电场、磁场等构成定向力，使部件移动体现出精确有效性，电子装联自组装技术取得了较大的研究进展。

2.4元器件与基板之间的表面能

降低基板焊凸点间的表面能属于定位元器件的一种方式，此种手段协议将焊凸点加热至比熔点高的温度。借助组装的轻微振动能够对不正确的定位情况进行调整，通过振动保证元器件离开不正确的位置，可以准确的再次定位。此技术无法在元器件定位中提供选择性。哈佛大学的研究人员对技术研究中，与明尼苏达大学的相关学学者讨论出自组装混合光电技术，并将将电场当作定向力进行分析。剑桥大学在实验与研究中采用磁场，即便依旧无法提供可选择性，可是元器件能可以被移动其需要的最后位置，而且分子识别这种属于可选择性方法逐渐被圣地亚哥大学学者所研究，今后的发展与研究将不断深入。将元器件定位到其最终目的位置，以及对准的过程是极为复杂的，需要更加复杂与高度精准的工艺技术

结语

现代电子装联技术今后的发展可考虑高密度与新型元器件组装技术等，今后的电子装联技术将更加复杂化，逐渐发展为复合化，现阶段的封装技术有待提升，但现代化先进装联技术属于行业的发展趋势，需要更多科学技术研发者的不断努力，有着广阔的发展前景。

参考文献

[1]程五四,陈兴玉,张红旗,等.三维电子装联工艺文件设计方法[J].机械设计与制造工程,2020(3):19-23.

[2]李九峰.CBGA焊球热疲劳及寿命仿真分析[J].电子工艺技术,2020(4):218-221.