试论现代电子装联工艺技术研究发展趋势

周静

（西安福华力能电源有限公司，陕西 西安 710000）

0 引言

电子装联工艺技术可以有效对国家科技发展水平有所衡量，其属于电子信息产业的重要技术内容，对于国家的综合实力有重要影响，可以避免技术“卡脖子”的情况，发展关键技术，可以促进国家各领域精进。随着信息技术的进步，公众对于电子产品的要求在不断提高，消费者更加青睐微型化、高性能的产品，元器件制造得越来越小，工艺技术在不断进步，并形成平行的生产链体系，电子装联工艺技术从SMT向后SMT发展，适应分子生物学进程。

1 目前电子装联的发展水平

既有方式施行基板与电子元器件分开制造的程序，并通过SMT技术将二者进行组装与安装，随着科学技术的发展，无法适应微型化发展，对于更高性能的追求存在乏力现象，电子安装逐渐字SMT向后SMT发展。电子产品的进步方向是高性能，并追求轻薄，便捷的超小型电子设备的需求量在不断增加，需要采取元器件复合化的形式进行安装，或者采用三维封装方式[1]。电子产品的更新是3D组装的驱动力，随着5G技术的成熟与广泛应用，智能手机的功能越来越丰富，需要在满足手机高性能的同时，保证手机的轻薄，手机厂商与消费者对于手机种类的要求也在提高，装联技术采用芯片堆叠封装（SDP）技术等，三维安装技术已经成熟应用，如图1所示。

为满足超小型元器件的定位与安装，定位的技术在不断发展，实现更加精准的定位需求，Panasonic公司设计并开发的APC系统，能够可靠的将工序造成的焊盘位置不准确操作产生的再流焊接不良进行避免，防止焊接缺陷的产生。这种技术是SMT技术的升级与发展，对电子元器件、封装相关环节而言有着至关重要的作用，从垂直的生产机制转变发展为平行的生产机制，构建出前后制约彼此的模式，工艺路线进行适当调整，保证生产链的有序运行。

2 电子装联技术在我国的发展现状

以往电子产品组装的方式为SMT技术流程，但是随着公众对于电子产品更高的要求，由于对性能与便捷的需求，为了满足消费者的需求，并适应市场的变化，我国电子装联工艺技术已经提供技水准，增强自身技术提高。我国的电子装联工艺技术经发展较快，现阶段已经形成混合组装技术，并已经发展出后SMT技术工艺。我国的THT电子装联工艺技术，属于常规的技术，主要是在焊盘中采用钻插装孔形式，并将电子元器件的引线插入，之后开展焊接操作，保证相关元器件和焊盘的连接，THT电子装联工艺技术多数情况下运用在大功率且体形较大的电子元器件组装中[2]。国内运用SMT电子装联工艺技术，这种技术属于表面贴装技术，主要是指将贴装的元器件平贴在焊盘，并焊接在其表面，保证焊盘和不同元器件的连接术，其可靠性较强，在此之后形成后SMT电子装联工艺技术，成为现阶段常用电子装联工艺技术。

3 电子装联技术发展的重要性

3.1 电子装备日趋小型化

电子装备逐渐超小型，需要施行高密度组装，研究中将高速数据传输设备作为案例，此设备运用的封装手段是ECL技术，IC选取的为PLCC，引脚的距离达到0.3mm的QFP为可编程门阵列器件。由于ECL的电流相对较大，会造成器件的温度较高，其表层高达70℃，可以采用芯片装技术实现布局，针对四层印制板实现分散热量的目的，而且对互联线长度进行优化，信号避免出现延迟情况，数据实现更加高效率的传输，设备可以有序运作。处于某高放输入单元之内，最初采用的手段是使分立器件连接，并放置在屏蔽盒之内，这样便可以构建出更多的互联点，有效提高了器件的可靠性。在此条件下通过CSP技术对外形体积进行压缩，保证提高性能的目标。通过对某信息传输与控制部分进行分析，电路的总体固定范围为150×150×150m，主要的目的维持对信息传输与控制设备进行有效控制，包括体积与重量，但是常规的电气互联技术无法实现这一目标，可能形成4倍的范围，对于这种现象应该采用MCM技术，保证可以实现相关指标要求。某RF功率放大器需要采用多芯片系统，并通过组装技术保障其小型化，并较好的控制重量，并需要保证发射功率不受到影响，不可以降低发射效率，需要运作稳定[3]。

关于立体组装工艺，板级电路属于立体组装、其中三位组装属于较为新颖的技术，其技术的基础是二维平面，并处于三维空间的叠加，实现立体电路结构组装，三维组装电路的优势较为明显，与二位组装而言，其重量得到有效控制，而且空间利用率更高，对于电路干扰进行高度优化，提高了信号传输速度。

3.2 电子装备日趋高可靠性

随着科学技术的不断发展，电子工业的发展速度越来越快，电子装备逐渐向高可靠性的方向发展，应该对电子装联技术进行关注。电子装联技术的运用主要是指在电子设备呃逆进行电气连通，在电、温度相关效应与环境介质内实现两点或多点的连通，属于借助电子、光电子器件相关零部件处于电磁介质中通过有效布局布线进行定制，形成电气模型，属于工程制造技术。基于国内电子装联技术，可以将焊点视为电气互连技术支持，国内的电子产品对于高密度组装技术合格率要求较高，但以往的电子装联技术无法实现这一目标，需要采用新的电子装联工艺，保证电子装备更加可靠。

4 现代电子装联工艺技术研究发展趋势

目前电子装联工艺的发展可以支持间距为0.3mm的CSPs芯片的应用，今后的发展将以更加微小的元器件进行应用，在穿孔安装至表面安装工艺的发展中，这些工艺将逐步推出装联工艺，在技术的发展中，电子产品的组装技术将实现高微精发展。会逐渐发展与成熟的自组装技术[4]。

4.1 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。

4.2 封装差距

在半导体尺寸小到毫微级，根据机械组装的技术将无法有效适应，美国学者D.O Popa指出“微型和中间规模的组装”的“封装差距”，如果按照摩尔定律开展工作，将可能出现组装问题，其认为对于电子元器件的封装在系统制造中的成本占比较高，其认为现阶段的组装环节与其今后的发展潜力，应该设置分类等级，采用现阶段的组装设备定位中等元器件比较简单，但是对于微小的元器件难度极大，测量的精准度将会降低，每次仅仅可以贴装一个元器件，其物理方面的解释是摩擦力与地心引力，如果元器件比较小的情况下，元器件持续缩小，应该使用静电学等对微小元器件进行处理。对于元器件的串行处理难度较大，在微米级别元器件组装中，无法使用机械工具进行定位，极小分子之间的作用力使其失效。

4.3 并行贴装取代串行贴装

现阶段，采用并行贴装技术，借助移动的方式使预先构建的薄膜图形转至基板，通过类似印刷的形式并行制造电路。在对中型元器件处理时，将其放置在基板之中，并将互连后移离基板，在液体的帮助下，基于扩散原理能够使元器件放置在平台中，能够保证元器件到达最终位置。美国的学者 Adalytix将元器件放置目标位置采用方法是借助微流体力学，通过初步定位方式，因为这种手段的有较高的并行度，因此会造成较高生产量。并行定位元器件的相关理论涵盖磁学等，在对元器件进行定位过程中，其过程与手段较为复杂，并且需要相互配合的工艺技术。上述设想可以在流动性条件下开展，Alien公司设计出流动式自组装技术，并在RFID标签制造中有效运用，实现了大批量、高速的制作，并且保证了合理的成本，该技术将初步定位过程与最终定位进行结合，借助溶液清洗基板上需要的IC，使其成为最低能态，表示预置位置空穴[5]。

4.4 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。

5 结束语

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。