淺談電子組裝技術(shù)的發(fā)展

電子組裝技術(shù)是伴隨著電子器件封裝技術(shù)的發(fā)展而不斷前進(jìn)的，有什么樣的器件封裝，就產(chǎn)生了什么樣的組裝技術(shù)，即電子元器件的封裝形式?jīng)Q定了生產(chǎn)的組裝工藝。

一、發(fā)展起源

電子管的問(wèn)世，宣告了一個(gè)新興行業(yè)的誕生，它人類進(jìn)入了全新的發(fā)展階段，電子技術(shù)的快速發(fā)展由此展開，世界從此進(jìn)入了電子時(shí)代。開始，電子管在應(yīng)用中安裝在電子管座上，而電子管座安裝在金屬底板上，組裝時(shí)采用分立引線進(jìn)行器件和電子管座的連接，通過(guò)對(duì)各連接線的扎線和配線，保證整體走線整齊。其中，電子管的高電壓工作要求，使得我們對(duì)強(qiáng)電和信號(hào)的走線，以及生產(chǎn)中對(duì)人身安全等給予了更多關(guān)注和考慮。

1947年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了半導(dǎo)體點(diǎn)接觸式晶體管，從而開創(chuàng)了人類的硅文明時(shí)代，半導(dǎo)體器件的出現(xiàn)，低電壓工作的晶體管器件應(yīng)用，不僅給人們帶來(lái)了生活方式的改變，也使人類進(jìn)入了高科技發(fā)展的快行道。有引線、金屬殼封裝的晶體管，有引線小型化的無(wú)源器件，為我們將若干有關(guān)聯(lián)的電路集成到一塊板子上創(chuàng)造了基礎(chǔ)，于是單面印制板和平面布線技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，組裝工藝強(qiáng)調(diào)單塊印制板的手工焊接，由此大大縮小了電子產(chǎn)品的體積，隨著技術(shù)不斷發(fā)展，這一時(shí)期的后期，出現(xiàn)了半自動(dòng)插裝技術(shù)和浸焊裝配工藝，與前期相比，生產(chǎn)效率提高了許多。

二、發(fā)展過(guò)程

70年代，隨著晶體管的小型塑封化，集成電路、厚薄膜混合電路的應(yīng)用，電子器件出現(xiàn)了雙列直插式金屬、陶瓷、塑料封裝，DIP、SOIC塑料封裝，使得無(wú)源元件的體積進(jìn)一步小型化，并形成了雙面印制板和初始發(fā)展的多層印制板，組裝技術(shù)也發(fā)展到采用全自動(dòng)插裝和波峰焊技術(shù)，電路的引線連接則更簡(jiǎn)單化。

80年代以來(lái)，隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，以及大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使得集成電路的集成度越來(lái)越高，電路設(shè)計(jì)采用了計(jì)算機(jī)輔助分析的設(shè)計(jì)技術(shù)。此時(shí)器件的封裝形式也隨著電子技術(shù)發(fā)展，在不同時(shí)期，由不同封裝形式分別占領(lǐng)主流地位，如80年代由于微處理器和存儲(chǔ)器的大規(guī)模IC器件的問(wèn)世，滿足高速和高密度要求的周邊引線、短引腳的塑料表貼封裝占據(jù)了主導(dǎo)地位；而90年代由于超大規(guī)模和芯片系統(tǒng)IC的發(fā)展，推動(dòng)了周邊引腳向面陣列引腳和球柵陣列密集封裝發(fā)展，并促使其成為主流。無(wú)源器件發(fā)展到表面貼裝元件（SMC），并繼續(xù)向微型化發(fā)展，IC器件的封裝有了表面貼裝器件（SMD），在這一時(shí)期SMD有了很大的發(fā)展，產(chǎn)生了球柵陣列封裝BGA、芯片尺寸封裝CSP、高密度高性能低成本FlipChip、多芯片組件MCM等封裝形式，組裝技術(shù)為SMT表面貼裝技術(shù)和回流焊、波峰焊，并繼續(xù)向窄間距和超窄間距SMT發(fā)展。所有這些都促使封裝技術(shù)更先進(jìn)，芯片面積與封裝面積之比越來(lái)越趨近于1，適用頻率更高，耐溫性能更好，引腳數(shù)增多，引腳間距減小，可靠性提高，使用更加方便。目前正處于該技術(shù)的普及和應(yīng)用時(shí)期。

隨著微電子技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展，器件的速度和延遲時(shí)間等性能對(duì)器件之間的互連提出了更高的要求，由于互連信號(hào)延遲、串?dāng)_噪聲、電感電容耦合以及電磁輻射等影響越來(lái)越大，由高密度封裝的IC和其他電路元件構(gòu)成的功能電路已不能滿足高性能的要求。目前，電子元器件日益向片式化、微小化、復(fù)合化、模塊化和基板的內(nèi)置化方向發(fā)展，IC的封裝由單一芯片的QFP、BGA向CSP、晶園級(jí)（WLP）和系統(tǒng)級(jí)封裝（SIP）發(fā)展，無(wú)源器件由表面單個(gè)器件的貼裝發(fā)展到由相同的若干個(gè)無(wú)源元件集成（IPD），實(shí)現(xiàn)封裝由2D的平面設(shè)計(jì)到3D的立體空間設(shè)計(jì)的飛躍，從而使得器件封裝體積更小型化，產(chǎn)品PCB設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單化，實(shí)現(xiàn)更高速度、更高密度和更低成本的要求，所有這些我們都拭目以待。

三、發(fā)展意義

伴隨著器件封裝技術(shù)的不斷發(fā)展，我們的電子組裝技術(shù)也在日新月異地更新，這種不斷變革的發(fā)展不僅僅提高了電子產(chǎn)品的性能和功能，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品薄小輕便，而且通過(guò)減少應(yīng)用中焊接的元器件數(shù)量，大大提高了電子產(chǎn)品的可靠性和降低了生產(chǎn)中的組裝成本。當(dāng)然，新的技術(shù)需要一系列新材料、新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備，如新的組裝工藝和相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備，檢測(cè)工藝與設(shè)備，返修工藝與設(shè)備，布線CAD/模擬程序等等。面對(duì)新一代的組裝技術(shù)正在向我們走來(lái)，你準(zhǔn)備好了嗎？