在后SMT时代,电子元器件的尺寸逐步缩小,现已有部分半导体器件尺寸缩减到毫微级,造成基于机械组装和焊接的传统电子装联技术,遇到瓶颈。未来电子产品的发展不断渴求制造出需要超微级电子元器件装联才能满足尺寸要求的电子装联设备。电子装联技术的发展主要可以考虑高密度与新型元器件的组装技术、多芯片系统设备/组装技术、立体组装技术、整机线三维立体布线技术、特种基板互连技术、微波与毫米波子系统电气互联技术等新技术的发展与研究,未来电子装联技术工程的知识结构将会越来越复杂,并逐步走向复合化的道路。
电子设备互连与连接用加热方法在被焊金属件之间充填一层非铁金属实现连接。加热温度在 425℃以下,称为锡焊;在425℃以上,称为钎焊。锡焊是电气连接中应用早、广泛的连接方法。常用的焊料是锡铅合金。此外,还有铅基合金、铟基合金、添加锑、铋、镉、银、铜的各种锡铅合金等。钎焊主要用于集成电路组装和微电子组装。焊料一般为铜基合金和银基合金。除焊料外,焊接时还需采用助焊剂。常用的锡焊方法有:①手工锡焊。②浸焊,是将所有元件在印制线路板上安装好,然后将其焊接面浸入已熔化的锡槽中,对全部焊点同时进行焊接(图2)。浸焊适用于小批量生产。③波峰焊,是将已装好元件的印制线路板,在机械传送机构的带动下使其焊接面通过熔化的焊锡波峰,以完成全部焊点的焊接(图3)。由于焊接过程可实现机械化或半自动化,焊接质量好,生产效率高。④再流焊又称重熔焊,是将预先加到焊点上的焊料(如成形焊料、膏状焊料或厚膜焊锡浆料)加热熔化完成焊接的方法。加热源有热板、热风、红外线、激光、热脉冲、机械热脉冲等。再流焊常用于微电子组装的载体与基板的焊接。⑤汽相锡焊,70年代出现的一种群焊方法,也是一种再流焊,只是加热方法不同。将置于容器底部的氟碳液体加热到沸点,使之蒸发形成饱和蒸汽区。将装好元件并放好焊料的被焊工件送入蒸汽区。蒸汽遇到冷的工件,迅速凝结并释放出汽化潜热,使焊料快速熔化而完成焊接(图4)。这种焊接方法适用于陶瓷载体和基板、插针和印制线路板之间的焊接。其优点是加热均匀、时间短、热效高,在惰性蒸汽保护下可以防止氧化。焊接质量比其他方法高。其缺点是氟碳液体价格昂贵和易挥发泄漏。
用热压焊、超声焊、热超声焊和金丝球焊等方法,使被连接的金属表面在温度(远低于熔化温度)、压力或超声振动能的作用下,彼此紧靠,使界面分子间相互扩散和吸引,从而形成牢固连接。晶体管、集成电路、薄膜电路、厚膜电路以及载体、载带等,均采用键合连接方法。
电子整机装联设备主要包括有表面贴装印刷设备、插件(片)机、贴片机、波峰焊设备、回流焊设备、AOI检测设备、编带设备以及屏蔽设备等。这些设备在各自分工合作之下,便可以使得电子产品实现小型化、轻量化制造。