电子装联技术概述
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电子装联概述
工艺〉〉..>手艺
• 电子信息产业是国家的战略性技术力量， 要实现国内卓越、国际一流企业的目标； 其中一个重要的基础就是工艺，必须高度 强调工艺的重要性，强化工艺管理，系统 开展工艺管理的研究。 • 工匠精神
• 电子产品能够影响大局的也是电路设计和 电子装联技术。 • 什么是电装？什么是电装工艺？
• 我们现在的电路设计人员在做什么？大量 的工作是做环境试验，是做产品的可靠性 试验，说穿了是器件在高低温环境下的可 靠性试验。 • 与电路设计相比，电装工艺人员从事的电 子装联技术是当前最具生命力，发展最为 迅速的一门高科技技术，是一门电路、工 艺、结构、组件、器件、材料紧密结合的 多学科交叉的工程学科。
一、电路设计和电子装联发展趋势
• 随着高密度细间距器件、微小型元件和电 子装联技术的高速发展，电路设计的功能 逐渐弱化，过去的一个电路单元、一个模 块甚至一部分机，现在用一个器件，例如 一个高集成的QFP或BGA再加上少量的外围 电路即可取代； • 电脑 -手机;电视机;收音机;
功能、模式的变化
电装及电装工艺
• 电装，是电子装联的简称，指的是在电子 电气产品形成中采用的装配和电连接的工 艺过程。 • 电装工艺的含义是，“现代化企业组织大规 模的科研生产，把许多人组织在一起，共 同地有计划地进行电子电气产品的装配和 电连接，需要设计、制定共同遵守的电子 装联法规、规定，这种法规和规定就是电 装工艺技术，简称电装工艺”。
阻容元器件变化，01005极限
电装工艺的变化
电子装连技术发展趋势
• 电子安装正从SMT向后SMT（post-SMT）转 变，作为继SMT技术之后SMT的下一代安装 技术，将促使电子元器件、封装、安装等 产业发生重大变革。 • 驱使原来由芯片→封装→安装→再到整机的 由前决定后的垂直生产链体系，转变为前 后彼此制约的平行生产链体系，工艺技术 路线也必将作出重大调整，以适应生产链 的变革。
电子装连存在的问题—电装设备
• 虽然电子装联设备进行了大规模的升级和 更新，但是由于元器件、电子装联技术和 电子装联设备的高速发展，相对于结构设 计来讲，目前升级和更新的电子装联设备 只是一些能面对比较单一的印制电路板组 件的SMT设备，而对于线缆组件、整机和单 元模块，对于微波、高频和超高频电路模 块，面对屏蔽盒结构的印制电路板组件， 这些电子装联设备显得十分苍白和无能为 力；
电子产品的成败因素
• 就电子行业的大部分企事业单位而言，影 响电子产品的最后成败起关键作用的几率 或因素，结构设计相对于电路设计，机械 加工相对于电子装联，哪一个的几率要高 一些？哪一个的因素要多一些？
• 影响电子产品的最后成败起关键作用的几 率：电路设计高于结构设计，电子装联
高wenku.baidu.com机械加工。
机加技术的变化
二、电子装联核心工艺：焊接
• 焊点作为焊接的结果，其形成的电连接结 点的可靠性程度对装备产品效能和服役生 命周期产生较大影响。即使一块简单的电 路功能模块，其焊点的数量也远远超过元 器件的数量；每个焊点的质量不仅直接影 响产品的电气性能，还严重影响产品性能 的稳定性及使用的可靠性。
焊接问题？
• 电子装联质量问题开展的调研结果表明： 在当前国内电子整机产品焊接质量问题中， 约80%是由印制电路板组件焊点故障引起的 • 特别是大部分隐形“虚焊”和部分“冷焊”只能 在后期的调试及使用过程中才被发现。
• 绝大部分的电子装联还基本上处于手工作 业，因此在机加工工人大幅度减少的同时， 电装工人的数量不但没有减少，反而不断 增加。
• 一方面是电路设计跟不上元器件、电子装 联技术和电子装联设备的高速发展，电路 设计文件可制造性差； • 另一方面，绝大部分电子产品的电子装联 基本上还处于手工作业，新工人大量增加， 组装焊接质量得不到有效保证；而我们的 工艺管理模式又制约了这些矛盾的解决； 这几个因素加起来对于电装工艺无疑是雪 上加霜，电装工艺真可谓是举步维艰
• 机械加工技术更加先进，机械化、自动化 程度极大地提高，加工精度提高；
• 机构件的形式更加标准化和模块化，结构 设计的可制造性较好，结构设计基本上能 符合先进加工设备的要求；
• 机加工工人得以大幅度减少。
电子装连存在的问题—电路设计
• 电子装联的情况很不乐观：如果说结构设 计专业与机加工工艺在技术上有某些共性 之处，那么电路设计专业和电子装联技术 根本没有共性之处；与结构设计人员对机 加工工艺和机加工设备的了解相比较，电 路设计人员对电子装联技术和电子装联设 备的了解就显得十分不足；
电子装联焊接管理五个方面
• 设计可制造性DFM（Design for manufacture）
• 物流质量（采购、外包、流转、储存等生 产过程的各个环节，都应符合电子装联质 量要求。） • 工艺优化（现场工艺=？DFM、产品导入和 工艺试制） • 管理模式 • 人员素质
管理模式
• 必须建立一个完整的工艺体系，包括有一 个独立的工艺研究部门；建立比较完善的 电装工艺规范，包括针对电路设计的规范 和针对制造的规范；建立可制造性设计的 企业文化；具有创新能力，能够开展先进 制造技术研究和建立完整的电装工艺师系 统。
• Through Hole Technology 通孔技术
从板上系统（System-on-board）到 片上系统（System-on-a-chip）
• 八十年代以来，IC封装由DIP（DualIn－line Package）双列直插式向SOIC，PLCC方向发 展，九十年代是IC封装的迅速发展时期，其 中最引人注目的是IC封装从周边端子型（以 QFP（Plastic Quad Flat Package）为代表）向 球栅阵列型（以BGA(Ball Grid Array Package) 为代表）的转变。 • CSP(Chip Size Package) IC面积只比晶粒（Die） 大不超过1.4倍。
工艺不等于手艺
• • • • • 知识面 融会贯通， 对技术精益求精 多去想办法，多动脑筋 处理复杂技术问题的能力和应变能力。
总结
• 可制造性设计和物料质量是 源头，工艺优化是措施，管 理模式是保障，人员素质是 根本。
电子装联技术随着电子封装技术的 发展经历了六代变化
• • • • • 电子管时代(50s)--端子式连接 晶体管时代(60s)--手工THT 集成电路时代(70s)--自动THT 大/超规模集成电路时代(80s)--SMT 超大规模集成电路时代(90s)—HDI（High Density Interconnector）组装 • Post_SMT(21cn)--3D及复合
工艺〉〉..>手艺
• 电子信息产业是国家的战略性技术力量， 要实现国内卓越、国际一流企业的目标； 其中一个重要的基础就是工艺，必须高度 强调工艺的重要性，强化工艺管理，系统 开展工艺管理的研究。 • 工匠精神
• 电子产品能够影响大局的也是电路设计和 电子装联技术。 • 什么是电装？什么是电装工艺？
• 我们现在的电路设计人员在做什么？大量 的工作是做环境试验，是做产品的可靠性 试验，说穿了是器件在高低温环境下的可 靠性试验。 • 与电路设计相比，电装工艺人员从事的电 子装联技术是当前最具生命力，发展最为 迅速的一门高科技技术，是一门电路、工 艺、结构、组件、器件、材料紧密结合的 多学科交叉的工程学科。
一、电路设计和电子装联发展趋势
• 随着高密度细间距器件、微小型元件和电 子装联技术的高速发展，电路设计的功能 逐渐弱化，过去的一个电路单元、一个模 块甚至一部分机，现在用一个器件，例如 一个高集成的QFP或BGA再加上少量的外围 电路即可取代； • 电脑 -手机;电视机;收音机;
功能、模式的变化
电装及电装工艺
• 电装，是电子装联的简称，指的是在电子 电气产品形成中采用的装配和电连接的工 艺过程。 • 电装工艺的含义是，“现代化企业组织大规 模的科研生产，把许多人组织在一起，共 同地有计划地进行电子电气产品的装配和 电连接，需要设计、制定共同遵守的电子 装联法规、规定，这种法规和规定就是电 装工艺技术，简称电装工艺”。
阻容元器件变化，01005极限
电装工艺的变化
电子装连技术发展趋势
• 电子安装正从SMT向后SMT（post-SMT）转 变，作为继SMT技术之后SMT的下一代安装 技术，将促使电子元器件、封装、安装等 产业发生重大变革。 • 驱使原来由芯片→封装→安装→再到整机的 由前决定后的垂直生产链体系，转变为前 后彼此制约的平行生产链体系，工艺技术 路线也必将作出重大调整，以适应生产链 的变革。
电子装连存在的问题—电装设备
• 虽然电子装联设备进行了大规模的升级和 更新，但是由于元器件、电子装联技术和 电子装联设备的高速发展，相对于结构设 计来讲，目前升级和更新的电子装联设备 只是一些能面对比较单一的印制电路板组 件的SMT设备，而对于线缆组件、整机和单 元模块，对于微波、高频和超高频电路模 块，面对屏蔽盒结构的印制电路板组件， 这些电子装联设备显得十分苍白和无能为 力；
电子产品的成败因素
• 就电子行业的大部分企事业单位而言，影 响电子产品的最后成败起关键作用的几率 或因素，结构设计相对于电路设计，机械 加工相对于电子装联，哪一个的几率要高 一些？哪一个的因素要多一些？
• 影响电子产品的最后成败起关键作用的几 率：电路设计高于结构设计，电子装联
高wenku.baidu.com机械加工。
机加技术的变化
二、电子装联核心工艺：焊接
• 焊点作为焊接的结果，其形成的电连接结 点的可靠性程度对装备产品效能和服役生 命周期产生较大影响。即使一块简单的电 路功能模块，其焊点的数量也远远超过元 器件的数量；每个焊点的质量不仅直接影 响产品的电气性能，还严重影响产品性能 的稳定性及使用的可靠性。
焊接问题？
• 电子装联质量问题开展的调研结果表明： 在当前国内电子整机产品焊接质量问题中， 约80%是由印制电路板组件焊点故障引起的 • 特别是大部分隐形“虚焊”和部分“冷焊”只能 在后期的调试及使用过程中才被发现。
• 绝大部分的电子装联还基本上处于手工作 业，因此在机加工工人大幅度减少的同时， 电装工人的数量不但没有减少，反而不断 增加。
• 一方面是电路设计跟不上元器件、电子装 联技术和电子装联设备的高速发展，电路 设计文件可制造性差； • 另一方面，绝大部分电子产品的电子装联 基本上还处于手工作业，新工人大量增加， 组装焊接质量得不到有效保证；而我们的 工艺管理模式又制约了这些矛盾的解决； 这几个因素加起来对于电装工艺无疑是雪 上加霜，电装工艺真可谓是举步维艰
• 机械加工技术更加先进，机械化、自动化 程度极大地提高，加工精度提高；
• 机构件的形式更加标准化和模块化，结构 设计的可制造性较好，结构设计基本上能 符合先进加工设备的要求；
• 机加工工人得以大幅度减少。
电子装连存在的问题—电路设计
• 电子装联的情况很不乐观：如果说结构设 计专业与机加工工艺在技术上有某些共性 之处，那么电路设计专业和电子装联技术 根本没有共性之处；与结构设计人员对机 加工工艺和机加工设备的了解相比较，电 路设计人员对电子装联技术和电子装联设 备的了解就显得十分不足；
电子装联焊接管理五个方面
• 设计可制造性DFM（Design for manufacture）
• 物流质量（采购、外包、流转、储存等生 产过程的各个环节，都应符合电子装联质 量要求。） • 工艺优化（现场工艺=？DFM、产品导入和 工艺试制） • 管理模式 • 人员素质
管理模式
• 必须建立一个完整的工艺体系，包括有一 个独立的工艺研究部门；建立比较完善的 电装工艺规范，包括针对电路设计的规范 和针对制造的规范；建立可制造性设计的 企业文化；具有创新能力，能够开展先进 制造技术研究和建立完整的电装工艺师系 统。
• Through Hole Technology 通孔技术
从板上系统（System-on-board）到 片上系统（System-on-a-chip）
• 八十年代以来，IC封装由DIP（DualIn－line Package）双列直插式向SOIC，PLCC方向发 展，九十年代是IC封装的迅速发展时期，其 中最引人注目的是IC封装从周边端子型（以 QFP（Plastic Quad Flat Package）为代表）向 球栅阵列型（以BGA(Ball Grid Array Package) 为代表）的转变。 • CSP(Chip Size Package) IC面积只比晶粒（Die） 大不超过1.4倍。
工艺不等于手艺
• • • • • 知识面 融会贯通， 对技术精益求精 多去想办法，多动脑筋 处理复杂技术问题的能力和应变能力。
总结
• 可制造性设计和物料质量是 源头，工艺优化是措施，管 理模式是保障，人员素质是 根本。
电子装联技术随着电子封装技术的 发展经历了六代变化
• • • • • 电子管时代(50s)--端子式连接 晶体管时代(60s)--手工THT 集成电路时代(70s)--自动THT 大/超规模集成电路时代(80s)--SMT 超大规模集成电路时代(90s)—HDI（High Density Interconnector）组装 • Post_SMT(21cn)--3D及复合