電子工藝工程師培訓-第一部分

電子工藝工程師培訓-第一部分第一頁，共122頁。課程內容一、電子產品發(fā)展概述二、電子產品工藝技術三、檢驗檢測技術應用四、電子產品生產的工藝管理五、電子產品生產的質量控制六、可制造/測試性設計技術應用2第二頁，共122頁。3課程內容一、電子產品發(fā)展概述1、電子產品應用等級分類2、電子元器件及封裝技術發(fā)展3、工藝材料應用發(fā)展4、電子產品生產的應用標準第三頁，共122頁。課程內容一一、電子產品發(fā)展概述1、電子產品應用等級分類1）應用性能類別a）專用電子設備，最高要求

空間和衛(wèi)星裝置；

軍事或民用航空裝置；

軍事或武器系統的通訊裝置；

核設施監(jiān)測、控制系統；

生命醫(yī)療電子裝備等。b）專用商務設備，很高要求地面動力運輸裝備，如汽車汽車發(fā)動機倉內的發(fā)動機管理系統、ABS、安全氣囊等；

電力控制裝置；

商用通信裝備等。4第四頁，共122頁。課程內容一一、電子產品發(fā)展概述1、電子產品應用等級分類1）應用性能類別c）專用設備，高要求

高品質工業(yè)控制設備；

工業(yè)、商業(yè)專用計算機系統裝備；

個人通訊裝備。d）專用設備，中等要求

通用工業(yè)電子設備；

通用醫(yī)療電子設備；

中檔計算機外圍裝置。5第五頁，共122頁。課程內容一一、電子產品發(fā)展概述1、電子產品應用等級分類1）應用性能類別e）專用設備，低要求

辦公電子設備；

檢測通用設備；

一般照明控制系統。f）半專用設備，一般要求

專業(yè)音響和影像設備；

汽車乘用艙電子設備；

高品質消費、娛樂電子設備；

桌面和掌上電子設備。6第六頁，共122頁。課程內容一一、電子產品發(fā)展概述1、電子產品應用等級分類1）應用性能類別g）商業(yè)電子設備，一般要求

家用電子設備或裝置；一般娛樂電子設備；

計算器；

玩具。7第七頁，共122頁。課程內容一電子整機結構硬件軟件外殼控制面板電路模塊電源接口主板線纜板級電路板級電路板級電路存儲芯片一、電子產品發(fā)展概述1、電子產品應用等級分類2）電子整機基本構成8第八頁，共122頁。課程內容一PCBA基板PCB/PWB部件剛性基板撓（柔）性基板剛-撓基板分立元器件集成電路機電元件一、電子產品發(fā)展概述1、電子產品應用等級分類3）板級電路9第九頁，共122頁。課程內容一板級電路模塊（PCBA）是具有獨立功能和性能的電子電路，是構成電子產品的最基礎的核心部件。板級電路模塊的制造是電子產品生產過程中最能體現工藝技術應用水平的主要環(huán)節(jié)。一、電子產品發(fā)展概述1、電子產品應用等級分類3）板級電路10第十頁，共122頁。課程內容一不同應用等級要求的電子產品必須選擇與其使用條件相符的電子元器件及材料！——質量保證等級；——可靠性（失效）預計等級。一、電子產品發(fā)展概述1、電子產品應用等級分類4）電子元器件11第十一頁，共122頁。課程內容一

a）等級：——宇航級：最高質量、最高可靠性?！娖芳墸簻矢呖煽?，通過了100%篩選、一致性檢驗?！I(yè)級：較高可靠工業(yè)設備應用?！裼眉墸阂话闶褂靡蟮难b置應用。一、電子產品發(fā)展概述1、電子產品應用等級分類4）電子元器件12第十二頁，共122頁。課程內容一b）應用溫度范圍①-55℃～+125℃:一般將該類元器件稱為“軍品”級但滿足此溫度要求的元器件不能嚴格地稱為軍品?、?40℃～85℃:通稱為“工業(yè)品”③0℃～70℃:通稱為“民品”一、電子產品發(fā)展概述1、電子產品應用等級分類4）電子元器件13第十三頁，共122頁。課程內容一c）使用控制要求

①采用標準的、系列化的元器件；②關鍵、重要的部件應選用質量等級高的元器件；③可靠性指標高的產品應選用質量等級高的元器件；④元器件類型應與產品預期工作環(huán)境、質量或可靠性等級相適宜，不片面選擇高性能和“以高代低”；

⑤最大限度控制元器件品種規(guī)格和供應方數量；

⑥新品、重要件、關鍵件應經質量認定。一、電子產品發(fā)展概述1、電子產品應用等級分類4）電子元器件14第十四頁，共122頁。課程內容一15第十五頁，共122頁。課程內容一

A、按功能分：a)無源元器件：電阻、電容、電感、電位器、連接器、插座、插針、屏蔽罩、開關等。b)有源元器件：二極管、三極管、光電器件、MCM等集成電路。

1）電子元器件

一、電子產品發(fā)展概述2、電子元器件及封裝技術發(fā)展16第十六頁，共122頁。17課程內容一無源元件插裝元件表貼元件1）電子元器件

一、電子產品發(fā)展概述2、電子元器件及封裝技術發(fā)展第十七頁，共122頁。18課程內容一有源元件插裝元件表貼元件1）電子元器件

一、電子產品發(fā)展概述2、電子元器件及封裝技術發(fā)展第十八頁，共122頁。課程內容一1）電子元器件

B、封裝分類：

a)通孔插裝元器件：典型特征是元器件引出端均為金屬引線。

該類型元器件主要適用于通孔組裝焊接工藝，即元件引出端需要垂直穿過印制電路板上的電鍍通孔，并完成焊接。

一、電子產品發(fā)展概述2、電子元器件及封裝技術發(fā)展19第十九頁，共122頁。20課程內容一第二十頁，共122頁。21課程內容一通孔插裝電子元件引線類型圓柱狀（電阻、電容、電感）方形（電阻、電容、電感）扁圓形（電阻、電容、電感、二、三極管）雙極端子引腳陣列圓柱狀（電阻排、插座、排針、芯片座）方形（排針、芯片座、阻排）扁圓形（插座、芯片座、排針）第二十一頁，共122頁。22課程內容一1）電子元器件

B、按工藝封裝分類：

b)表面貼裝元器件：元器件引出端分為有引線和無引線兩大類，組裝焊接時元件引出端不需穿過印制電路板的通孔，而是“水平”坐在印制電路析上的焊盤上并完成焊接。

一、電子產品發(fā)展概述2、電子元器件及封裝技術發(fā)展第二十二頁，共122頁。23課程內容一球形陣列焊端（BGA、CSP、FP）表貼裝電子元器件典型焊端類型底部焊端（電阻、電容、電感）包頭焊端（電阻、電容、電感）“L”形焊端（電阻、電容、電感、二、三極管）“匚”形焊端（電阻、電容、電感）“I”形焊端（電感、二極管）翼形焊端（二極管、三極管）片式元件SMC芯片器件SMD“I”形焊端（早期插裝IC改型）翼形焊端（SOP、TSOP、QFP）“J”形焊端（SOJ、PLCC）城堡式焊端（排阻、LCCC）面陣列焊端（QFN、LGA）柱狀陣列焊端（CCGA）外圍焊端底部焊端第二十三頁，共122頁。24課程內容一第二十四頁，共122頁。25課程內容一表貼裝電子元器件典型焊端類型第二十五頁，共122頁。26課程內容一2）封裝技術封裝——Package，使用要求的材料，將設計電路按照特定的輸入輸出端進行安裝、連接、固定、灌封、標識的工藝技術。

A、內涵一、電子產品發(fā)展概述2、電子元器件及封裝技術發(fā)展第二十六頁，共122頁。27課程內容一2）封裝技術B、作用

a)保護：保障電路工作環(huán)境與外界隔離，具有防潮、防塵。b)支撐：引出端及殼體在組裝和焊接過程保持距離和緩沖應力作用。

c)散熱：電路工作時的熱量施放。d)電絕緣：保障不與其他元件或電路單元的電氣干涉。e）過渡：電路物理尺寸的轉換。

一、電子產品發(fā)展概述2、電子元器件及封裝技術發(fā)展第二十七頁，共122頁。課程內容一2）封裝技術a）晶圓裸芯片b）集成電路芯片c）板級電路模塊PCBAd）板級互連e）整機f）系統一、電子產品發(fā)展概述2、電子元器件及封裝技術發(fā)展28第二十八頁，共122頁。29課程內容一電子封裝技術發(fā)展歷程20世紀50年代以前是玻璃殼真空電子管20世紀60年代是金屬殼封裝的半導體三極管20世紀70年代封裝是陶瓷扁平、雙列直插封裝小規(guī)模數字邏輯電路器件出現20世紀70年代末表面貼裝技術SMT出現，分立元件片式化（玻璃）20世紀80年代LSI出現，表面貼裝器件SMD問世，陶瓷、塑料SOP、PLCC、QFP呈現多樣化狀況20世紀90年代VLSI出現，MCM技術迅速發(fā)展，超高規(guī)模路小型化、多引腳封裝趨勢，塑料封裝開始占據主流，片式元件達到0201、BGA、CSP大量應用21世紀始，多端子、窄節(jié)距、高密度封裝成為主流，片式元件達到01005尺寸，三維、光電集成封裝技術成為研究開發(fā)的重點第二十九頁，共122頁。30課程內容一第三十頁，共122頁。31課程內容一電子元器件封裝引腳間距發(fā)展趨勢第三十一頁，共122頁。32課程內容一器件封裝引線中心間距變化對工藝裝備的精度要求第三十二頁，共122頁。33課程內容一三維疊層元器件封裝第三十三頁，共122頁。34課程內容一多芯片組件封裝與組裝工藝技術應用第三十四頁，共122頁。35課程內容一C、發(fā)展趨勢——高密度、細間距、超細間距PCB

——三維立體互連，應用于晶圓級、元件級和板級電路

——光電混和互連。

2）封裝技術一、電子產品發(fā)展概述2、電子元器件及封裝技術發(fā)展第三十五頁，共122頁。課程內容一封裝及工藝技術應用36第三十六頁，共122頁。37課程內容一1）封裝材料A、基本要求封裝材料具有如下特性要求：——熱膨脹系數：與襯底、電路芯片的熱膨脹性能相匹配?！殡娞匦裕ǔ导皳p耗）：快速響應電路工作，電信號傳輸延遲小。

——導熱性：利于電路工作的熱量施放?！獧C械特性：具有一定的強度、硬度和韌性。

一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第三十七頁，共122頁。38課程內容一B、材料應用類別

a)金屬：銅、鋁、鋼、鎢、鎳、可伐合金等，多用于宇航及軍品元器件管殼。

b)陶瓷：氧化鋁、碳化硅、氧化鈹、玻璃陶瓷、鉆石等材料均有應用，具有較好的氣密性、電傳輸、熱傳導、機械特性，可靠性高。不僅可作為封裝材料，也多用于基板，但脆性高易受損。

雙列直插（DIP）、扁平（FP）、無引線芯片載體（LCCC）、QFP等器件均可為陶瓷封裝。1）封裝材料一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第三十八頁，共122頁。39課程內容一元器件封裝材料的類型金半導體芯片硅鍺砷化鉀導線鋁陶瓷引線框架陶瓷基板樹脂環(huán)氧樹脂填充聚酰亞胺管殼塑料玻璃金屬共晶焊接：金硅、金鍺、鉛錫、鉛銀錮固定玻璃膠：摻銀高分子膠：環(huán)氧、硅脂、聚胺、聚酰胺等第三十九頁，共122頁。40課程內容一封裝用陶瓷材料特性表第四十頁，共122頁。41課程內容一B、材料應用類別

c)塑料：

通常分為熱固性聚合物和熱塑性聚合物，如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、硅膠等，采用一定的成型技術（轉移、噴射、預成型）進行封裝，當前90%以上元器件均已為塑料封裝。始用于小外形（SOT）三極管、雙列直插（DIP），現常見的SOP、PLCC、QFP、BGA等大多為塑料封裝的了。器件的引線中心間距從2.54mm(DIP)降至0.4mm(QFP)厚度從3.6mm(DIP)降至1.0mm(QFP)，引出端數量高達350多。1）封裝材料一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第四十一頁，共122頁。42課程內容一B、材料應用類別d)玻璃：

1）封裝材料一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第四十二頁，共122頁。課程內容一PCB/PWB為PCBA提供電源加載、引導電路信號傳輸、散熱的載體，其次還具有支撐、固定各類部件（元器件、機械零件等），是構成PCBA最根本的基礎組成部分。2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展43第四十三頁，共122頁。44課程內容一●20世紀40年代，印制板概念在英國形成?！?0世紀50年代，單面印制板應用?！?0世紀60年代，通孔金屬化的雙面印制板出現。●20世紀70年代，多層PCB迅速得到廣泛應用?！?0世紀80年代，表面貼裝印制板逐漸成為主流?！?0世紀90年代，表面貼裝元器件開始采用印制板技術，高密度MCM、BGA、芯片級封裝得到迅猛發(fā)展?！?1世紀始，埋設元件、三維印制板技術得到應用和發(fā)展第四十四頁，共122頁。課程內容一基板PCB/PWB陶瓷銅箔其他基材導體無機材料有機材料金屬樹脂類增強材料可焊性材料金屬有機物阻焊膜字符油墨45第四十五頁，共122頁。46課程內容一基板PCB/PWB覆銅面：兩面均可安裝元件及形成焊點；多層（厚度1.2mm-2.5mm）單面（厚度0.2mm-5.0mm）雙面（厚度0.2mm-5.0mm）覆銅面：焊點形成非覆銅面：元件安裝孔：金屬化通孔覆銅面：同雙面板孔：金屬化通孔、埋孔、盲孔孔：非金屬化通孔內層：同雙面板第四十六頁，共122頁。47課程內容一——單面板只在基板的一面有導線及元件布置2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第四十七頁，共122頁。48課程內容一——雙面板基板的兩面均有導線及元件布置2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第四十八頁，共122頁。49課程內容一——多層板基板的兩面均有導線、內層導線及金屬化導通孔及雙面元件布置。2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第四十九頁，共122頁。50課程內容一c）主要構成——導線：含板面導線及多層板內導線——焊盤：表面貼裝元器件安裝及焊接所需——電鍍通孔：插裝元器件的安裝及焊接所需——電鍍過孔、埋孔、盲孔：連接各層之間的導線——阻焊膜：防止相關部位的非預期焊接、電絕緣、保護——字符：標記位號等信息——安裝孔及定位孔：安置固定部件或定位PCB2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第五十頁，共122頁。51課程內容一a）基材——紙基酚醛樹脂板（FR-1,FR-2,FR-3)：填充物以木漿、棉漿、阻燃紙等為主，機械強度、電絕緣性、耐熱性較低，成本也低，用于部分家用電子產品、音響、電話、按鍵、計算器等，不適合高密度基板制作，工作環(huán)境也不適于高溫、高濕條件。

耐熱性：130℃、30分鐘。

耐焊性：260℃、10秒。2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第五十一頁，共122頁。52課程內容一a）基材——環(huán)氧玻纖布基板（FR-4,FR-5)：平紋玻纖組織，一般PCB厚度（1.0mm～1.6mm）用厚度0.18mm～0.28mm的厚布，高密度PCB則使用薄布（0.05mm～0.1mm）。機械強度高、耐熱性好，電絕緣性和尺寸穩(wěn)定性好，多用于高密度多層PCB，如半導體載片、計算機主板、汽車控制電路、手機等。薄板的翹曲度不佳。

耐熱性：200℃、60分鐘。

耐焊性：260℃、20秒。2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第五十二頁，共122頁。53課程內容一a）基材——合成纖維紙布基環(huán)氧板：有聚脂纖維（滌綸）紙布基和芳綸纖維紙布兩類。介電常數、電絕緣性好，但聚脂紙布基的耐熱性差（130℃、60分鐘），易產生靜電，不適用于高溫條件，應用已較少。但芳綸纖維紙布基則在尺寸穩(wěn)定性、耐熱性、介電常數等方面與FR-4相當，從而成為其替代者，可用于大型計算機主板、汽車控制電路、手機等。兩者的吸濕性、翹曲度均不佳。

耐熱性：200℃、60分鐘。（芳綸）

耐焊性：260℃、180秒。（芳綸）2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第五十三頁，共122頁。54課程內容一a）基材——復合基板(CEM-1,CEM-3)：玻纖布和紙混合（CEM-1）、玻纖布和玻纖紙混合（CEM-3），均采用阻燃型環(huán)氧樹脂，性能上強過紙基板，耐熱性、介電特性、可鉆孔性能優(yōu)于或贊同于FR-4。但翹曲度大、尺寸穩(wěn)定性不如FR-4。CEM-1多用于民用電器、娛樂、電源。而CEM-3則用于汽車電子、計算機等多層板。

耐熱性：130℃-180℃、60分鐘。

耐焊性：260℃、20秒。2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第五十四頁，共122頁。55課程內容一a）基材——高耐熱性基板：以玻纖布基聚酰亞胺、玻纖布基三嗪為代表，具有優(yōu)異的耐熱（強于FR-5）、電氣絕緣、介電常數、耐離子遷移特性，因此用于高可靠性、高性能的宇航電子產品、大型計算機、航空電子產品等多層板制作。但翹曲度大、易吸濕、易碎。耐熱性：220℃、60分鐘；

耐焊性：260℃、20秒。2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第五十五頁，共122頁。56課程內容一a）基材——撓性基材：采用熱塑性薄膜（聚脂或聚酰亞胺），厚度0.01mm～0.13mm，銅箔厚度0.018mm～0.035mm，基板厚度可做到0.10mm以下，柔韌性極佳可折彎。其絕緣性、介電常數、阻燃性、尺寸精度及穩(wěn)定性優(yōu)異。多用于產品內部電路連接、多層板內層的制作，如芯片載體、電話、數碼相機等可移動裝置的電路連接上。

耐焊性：260℃、5秒2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第五十六頁，共122頁。57課程內容一撓性基板：用聚酰亞胺樹脂（PI）、三嗪樹脂（BT）或他高分子聚合物，可折彎。2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第五十七頁，共122頁。58課程內容一剛-撓基板：聚酰亞胺樹脂（PI），部分基板增強硬度。2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第五十八頁，共122頁。59課程內容一a）基材——金屬基：有金屬基板、包覆型金屬基板和金屬芯基板三類。派生多類復合基板。如樹脂-陶瓷復合基板；樹脂-多孔陶瓷復合基板；樹脂-硅復合基板、金屬基-包覆絕緣層復合基板等。通常銅箔厚度達0.035mm～0.280mm，金屬板厚度0.5mm～3.0mm的鋁、鐵、銅、鉬、矽鋼等材料，具有優(yōu)異的散熱性、電磁屏蔽性、磁力性、尺寸穩(wěn)定性和易加工性，適用于高密度功率電路。

耐焊性：260℃、20秒2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第五十九頁，共122頁。60課程內容一金屬基板類型金屬基板是以金屬板（鋁、銅、鐵、鉬等）為基材，在其基板上覆有絕緣介質層和導電層（銅箔）。包覆型金屬基板是在金屬板的六面包覆一層釉料，經燒結而成一體的底基.在此上經絲網漏引、燒結、制成導體電路圖形。金屬芯基板一般由銅和鋁作芯材，在其表面涂覆一層有機高分子絕緣介質層，或將其復合在半固化片上或PET薄膜之中，覆上導體箔（有的用加成法直接形成導電圖形）2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第六十頁，共122頁。61課程內容一金屬基板性能2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第六十一頁，共122頁。62課程內容一金屬基板性能2）印制電路/線路板PCB/PWB一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第六十二頁，共122頁。63課程內容一a）基材——陶瓷基：成分有多種，如Al2O3、SiO、MgO、、SiC、AIN、ZnO、BeO、MgO、Cr2O3。通常銅箔厚度達0.035mm～0.280mm，金屬板厚度0.5mm～3.0mm的鋁、鐵、銅、矽鋼等材料，具有優(yōu)異的散熱性、電磁屏蔽性、磁力性、尺寸穩(wěn)定性和易加工性。耐焊性：260℃、20秒2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第六十三頁，共122頁。64課程內容一基材基本特性第六十四頁，共122頁。65課程內容一b）銅箔

高純度銅（≥99.8%），制作導電圖案的重要材料，附著于基材表面，應用厚度在5μm～70μm之間。

——電解銅箔：有多種規(guī)格，多數PCB均采用電解銅箔。

——壓延銅箔：主要用于撓性PCB產品。2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第六十五頁，共122頁。66課程內容一c）粘合膠——銅箔與基材之間的粘結：——多層板的覆銅板之間的粘結；——粘結采用熱壓，如蒸汽或電加熱。2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展酚醛樹脂環(huán)氧樹脂聚四氟乙烯聚酰亞胺常用粘合膠成份第六十六頁，共122頁。67課程內容一d）添加材料——硬化劑：一般具有吸濕性，使用時應有所關注?！鏊賱涸黾踊男纬蛇^程的速度；——阻燃劑：現已禁用溴化物作為常規(guī)阻燃劑；——紫外阻隔材料：有利某些基材性質與PCB制作工藝及自動光學檢查時應用的紫外線或激光技術的應用。——增強材料：紙、玻璃纖維布、聚四氟乙烯、石英纖維等多種。2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第六十七頁，共122頁。68課程內容一2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展紙基及玻璃纖維布構造第六十八頁，共122頁。69課程內容一e）阻焊材料2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展環(huán)氧樹脂紅外烘烤型液態(tài)感光型：有利于制作細間距PCB。干膜阻焊：不適合于高密度細間距PCB制作。紫外硬化型色彩：綠、藍、黃、黑第六十九頁，共122頁。70課程內容一f）主要物理特性——玻璃化轉變溫度（Tg）：——介電常數e和低介電損耗正切tg：——熱膨脹系數（CTE）——絕緣阻抗——吸濕性——阻燃性2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第七十頁，共122頁。課程內容一g）電氣特性：——功率——信號傳輸質量（時域、頻域）——離子遷移效應

——介電常數2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展h）機械特性：——剛度——密度——撓曲強度——銅箔抗剝離度71第七十一頁，共122頁。72課程內容一i）技術發(fā)展方向：高密度HDI——線寬/線徑：2mil/2mil～3mil/3mil——過孔直徑：6mil～8mil——盲孔、埋孔直徑：2mil～4mil——焊盤間距：6mil～8mil——層數：6～122）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第七十二頁，共122頁。73課程內容一第七十三頁，共122頁。74課程內容一高密度（HDI）PCB主要技術指標PCB通孔直徑變化趨勢增加PCB布線密度（焊盤微孔技術應用）第七十四頁，共122頁。75課程內容一j）技術發(fā)展方向：——埋設元件2）印制電路/線路板（PCB/PWB）一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展第七十五頁，共122頁。3）焊料一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展a）合金成份合金類型有鉛無鉛錫銅系：227℃—310℃錫銀銅系：217℃—260℃錫鉍系：138℃—244℃鉛錫系：183℃—325℃鉛銀系：304℃—370℃錫銀系：221℃—240℃其它系：178℃—244℃（銦、銻、鉍、鋅、銀等）鉛錫銻系：185℃—270℃鉛錫銀、鉍系：178℃—205℃76第七十六頁，共122頁。各類焊料合金的焊接現象3）焊料一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展a）合金成份77第七十七頁，共122頁。3）焊料一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展a）合金成份：——鉛合金是應該被首先考慮的合金，它們熔點適中，焊點可靠，潤濕能力好，成本低，而且有長時間的可靠性數據支持——銦鉛合金系列可以提供熔點從165℃到275℃的解決方案，其具有良好的抗熱疲勞性，非常適合鍍金界面——錫銀銅無鉛合金熔點均在220℃左右，Sn77.2In20Ag2.8熔點和鉛錫合金近似，合金性能也非常接近，是很好的無鉛替代產品78第七十八頁，共122頁。793）焊料一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展a）合金成份：——不使用含錫量低于60%以上的鉛錫系合金焊料，因其熔融溫度過高；——不使用含銻（Sb）的焊料合金焊料，因其對于黃銅的潤濕性差；——含鉍焊料熔融溫度低，適用于特定元器件的焊接應用;——特別關注鍍金焊接面時的焊料選擇，如含銦焊料等對于鍍金層厚度要求小于10mil。第七十九頁，共122頁。803）焊料一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展b）形式——焊料棒——焊絲——焊料膏——預制焊片第八十頁，共122頁。4）助焊劑一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展基本類型松香型（Ro）：天然松香酸等有機酸的混和物，焊后殘留物為非水溶性；有機（OR）：有機酸為主要成份,水溶性；樹脂型（Re）：天然樹脂等的混和物，為非水溶性的；無機（IN）：鹵素酸、鹽或胺類，水溶性，焊后殘留腐蝕性強，必須清洗。高可靠性電子產品多禁用！81第八十一頁，共122頁。824）助焊劑一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展成份構成活化劑：提高助焊能力，一般在1%～5%，無機活化劑助焊強，但具有腐蝕性；有機水溶性活化劑則助焊弱，但腐蝕性小，易清洗；溶劑：多為乙醇、異丙醇和水等或混和溶劑，與其他成分形成均相溶液；成膜劑：焊后形成緊密有機膜，對焊點及PCB有保護作用，比例在10%～20%，過量會產生過大影響擴展率，助焊效果減弱并且有過多殘留物；一般為天然樹脂、合成樹脂、松香或改性松香、酚醛樹脂及硬脂酸脂類等。添加劑：包括有增光劑、消光劑、PH值調節(jié)劑、潤濕劑、發(fā)泡劑、緩釋劑、阻燃劑等。第八十二頁，共122頁。834）助焊劑一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展基本性能外觀：透明、無沉淀物；潤濕性：助焊性能指標，可測量；擴展性：助焊性指標，通常在75%～90%之間，中等活性應大于80%；水淬取液電阻率：中等活性應≥5×105Ω.cm。固體含量：松香型≥15％；水溶性8％～10％；免清洗1％～3％；腐蝕性：即鹵素含量；絕緣電阻率：中等活性及免清洗助焊劑應≥1×1012Ω.cm。殘留物干燥度：免清洗助焊劑應無明顯粉塵；第八十三頁，共122頁。4）助焊劑一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展活性分類84第八十四頁，共122頁。4）助焊劑一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展殘留物污染程度免清洗——通常助焊劑內含有固體物質量2%～5%之間可稱為“中固體含量”，達到0.5%則為超低固體含量，超過5%則為高固體含量。鹵素——原則上現在所用的助焊劑中應保障無此類元素，尤其是符合ROHS的電子產品。85第八十五頁，共122頁。5）元器件焊端一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展貼裝元器件引線端頭金屬封裝：即MELF，不銹鋼壓制后鍍鎳后覆蓋薄銅（1μm），銅層上再鍍鎳（5μm）后再鍍Sn90Pb10（1μm～3μm）；小外形封裝：低熱膨脹系數的42合金（42%鎳/58%鐵）壓制而成，厚度0.2mm～0.3mm，表面先鍍銅（1μm～5μm）再鍍Sn60Pb40（15μm）；另一類則使用98%Cu/2%Fe合金，表面涂鍍錫（3μm～10μm）。片式元件：多以厚膜（銀鈀）漿料（30μm～100μm）沉積而成；也有在厚膜表面鍍鎳（1μm～5μm）再涂鍍一層錫（3μm～10μm）的做法QFP類：89Cu9Ni2Sn合金，厚度0.1mm，表面涂鍍Sn60Pb4086第八十六頁，共122頁。5）元器件焊端一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展無引線焊端元器件87第八十七頁，共122頁。5）元器件焊端一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展有引線（或陣列）焊端元器件88第八十八頁，共122頁。89課程內容一6）粘結劑一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展粘結劑功能分類結構型：很強機械強度及承載能力，永久性粘結。密封型：無機械強度要求，用于縫隙填充或封裝。非結構型：具有一定機械強度要求，暫時性粘結，如貼片膠第八十九頁，共122頁。90課程內容一6）粘結劑一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展粘結劑功能分類結構型：很強機械強度及承載能力，永久性粘結。密封型：無機械強度要求，用于縫隙填充或封裝。非結構型：具有一定機械強度要求，暫時性粘結，如貼片膠。粘結劑性能分類熱固型：由化學反應固化形成的交聯聚合物，固化后不會軟化，不能重新黏結。合成型：上述三種材料的混合，集三種材料的優(yōu)點于一身。彈性型：具有較大的延伸性。如天然橡膠等。熱塑型：非交聯聚合物，可重新軟化或黏結。第九十頁，共122頁。91課程內容一6）粘結劑一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展a）元件固定基本組成成份：——粘接物：環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、改性環(huán)氧樹脂和聚氨脂等；——固化劑：以一定的溫度在一定的時間內進行固化；——填料：改善高溫特性或電絕緣特性；——潤濕劑：——顏料：色彩因素；——阻燃劑：提高耐燃特性。第九十一頁，共122頁。92課程內容一環(huán)氧樹脂單組分：樹脂與固化劑共同組成。冷藏保存、空氣循環(huán)固化。雙組分：樹脂與固化劑分別獨立包裝，使用時按比例混和。常溫使用，但比例控制難。丙烯酸類貼片膠類型熱固型：受熱固化。光固型：光照固化。液態(tài)膏狀粉狀薄膜丙烯酸類：成分同光固型。丙烯酸類樹脂填料光固化劑避光常溫保存，但粘結強度及電氣特性不及環(huán)氧氣樹脂。改性環(huán)氧樹脂聚氨脂第九十二頁，共122頁。93課程內容一6）粘結劑一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展a）元件固定基本特性：——粘度：溫度越高粘度越低、壓力越大剪切力越高粘度越低；第九十三頁，共122頁。94課程內容一6）粘結劑一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展a）元件固定基本特性：——屈服強度：保持元件貼裝后進入固化爐之前的過程中承受一定的外力震動而不出現位移的能力。相關屈服強度因素膠的質量：特性指標膠點圖案：點、線、面等。以形狀系數表示：膠底部面積直徑與膠點高度之比。該系數越大，屈服強度越低，經驗數值通常范圍2.7～4.5。元器件質量粘接表面形態(tài)：物質特性（固、液、汽、氣等之間）接觸面積、粗糙程度、潔凈程度停滯時間外力特征：大小、加速度、方向、角度第九十四頁，共122頁。95課程內容一6）粘結劑一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展a）元件固定基本特性：——粘結強度：保持元件在安裝、固化、焊后及維修過程當中承受外力影響（震動、顫動、振動、應力沖擊）的能力。粘結強度相關工序膠涂布：塑變能力、屈服點膠固化：受熱（固化溫度）、傳輸過程不受有限的外力影響而脫落。焊接過程：受熱（焊接溫度）沖擊具有特定的維持元件的能力。元件安裝：受外力時保障元件位置不因此發(fā)生移動、扭轉、脫落、翻轉。維修過程：受熱（預熱溫度）后粘性應有所降低，以利于取下相應元件。第九十五頁，共122頁。96一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展b）元件焊接6）粘結劑導電膠基本構成環(huán)氧樹脂聚氨酯樹脂固化劑導電填料酚醛樹脂丙烯酸樹脂金屬顆粒：銀、銅、鍍銀非金屬物：乙炔炭黑、石墨、碳纖維等聚酰亞胺第九十六頁，共122頁。97一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展b）元件焊接——各方異向ACF導電膠：在受壓狀態(tài)下在受力方向（Z）具有導電效應，而水平方向保持絕緣狀態(tài)。主要成分為樹脂粘合劑和導電粒子（3μm～50μm、鎳金、銀、錫）。6）粘結劑第九十七頁，共122頁。98各方異向ACF（AnisotropicConductiveFilm）導電膠樹脂類型第九十八頁，共122頁。99課程內容一7）粘結劑一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展c）底部填充較快的固化時間粘接材料基本要求良好的流動性：低粘度可靠的粘結效果，能夠抵抗一定的熱和物理沖擊良好物理、電氣特性，如?；瘻囟?、電絕緣吸濕性小或吸濕后恢復原狀態(tài)很快；一定條件下的可維修性較低的固化溫度第九十九頁，共122頁。100課程內容一7）粘結劑一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展c）底部填充聚酰胺粘接材料類型環(huán)氧樹脂苯氧基樹脂氰酸脂聚苯乙烯聚環(huán)氧乙烷雙馬來酰亞胺丙烯酸脂填充膠通?？蔀闊峁绦蜆渲蜔崴苄蜆渲?！第一百頁，共122頁。101課程內容一7）粘結劑一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展c）底部填充拉伸強度：垂直于膠面受力能力MPa粘接材料技術指標粘度：液體內摩擦度，用絕對粘度（Ｐa·s）表示。剪切強度：平行膠面受力能力MPa?；瘻囟龋翰ＡB(tài)（剛性）轉化橡膠態(tài)（柔軟）的溫度Tg導熱率：垂直于單位面積方向的單位溫度梯度通過的熱流kcal/（m?h?℃）剝離強度：單位寬度承受載荷KN/mm第一百零一頁，共122頁。102課程內容一7）粘結劑一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展c）底部填充第一百零二頁，共122頁。103課程內容一7）粘結劑一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展c）底部填充填充膠可流入的最小間隙通常為10μm左右！第一百零三頁，共122頁。104課程內容一7）粘結劑一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展c）底部填充應用：——流動性填充：完成焊料涂布、元件焊接后，再單獨進行底部填充并固化?！橇鲃有蕴畛洌和瓿珊噶贤坎?，后直接涂膠，再安放元器件，進行再流焊，一次完成元件焊接與底部填充。第一百零四頁，共122頁。105課程內容一流動性填充：周邊填充非流動性填充：周邊填充類似效果第一百零五頁，共122頁。106課程內容一7）粘結劑一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展影響因素：——阻焊層的表面張力；——阻焊層的構造，如旁路過孔、引腳；——芯片鈍化表面張力；——引腳分布及間距；——芯片底部與基板間隙；——滴注精度；——基板溫度；——膠的表面張力；——膠的粘性；——膠凝時間。c）底部填充第一百零六頁，共122頁。107課程內容一7）粘結劑一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展d）覆形涂敷適用于覆形涂敷的粘結劑基本性能較好的電性能物理機械性能好，具良好粘結性和柔韌性，可承受一定的溫度沖擊材料應為聚合型，溶劑揮發(fā)后針孔少隨溫度、濕度影響變化小良好的工藝適用性，粘度低于4kPa，適用各類如浸涂、噴涂及刷涂等防潮性好，不易吸濕，或吸濕后能快速恢復原性能固化后應為無色（可添加熒光物）環(huán)保第一百零七頁，共122頁。108課程內容一7）粘結劑一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展d）覆形涂敷覆形涂敷材料類型丙烯酸酯樹脂：室內應用產品，可浸涂、噴涂和刷涂聚氨脂：適用耐濕熱和鹽霧環(huán)境工作產品，雙組分使用聚對二甲苯：真空設備應用于高頻組件環(huán)氧樹脂：良好電性能和附著力，易脆件應保護氟碳樹脂：有機硅樹脂：電性能優(yōu)異，防潮性好，適于高頻、高溫工作產品第一百零八頁，共122頁。109課程內容一8）清洗劑一、電子產品發(fā)展概述3、工藝材料應用發(fā)展a）清洗劑基本性能清洗劑溶基本性能化學性能穩(wěn)定，不易與被清洗物發(fā)生反應；沸點低，可自行干燥；溶解力強，即KB值（貝克松脂丁醇值）適宜，避免與被清洗物相溶；表面張力和粘性小，滲透力強；低毒性，安全使用；無閃點、不易燃；環(huán)境影響小。第一百零九頁，共122頁。110課程內容一清洗劑類型以CFC-113(三氯三氟乙烷)為代表，溶解能力強、脫脂效率高、易揮發(fā)、無毒、不燃不爆、無腐蝕，性能穩(wěn)定。對大氣臭氧層有破壞作用。半水清洗劑萜烯類溶劑：BicoactEC-7(桔子水)，為桔皮和木材中提取的天然有機物。無毒無腐蝕，無環(huán)境破壞作用。溶解殘留物能力良好。沸點：42.7℃，屬易燃物，使用和回收注意防火。烴類混合物(如Axare138)：含極性和非極性成分。閃點高、毒性低，去除白色污染最有效。溶劑清洗劑：水清洗劑皂化劑：利用皂化劑與松香型助焊劑殘留物反應后形成可溶于純凈水的脂肪酸鹽（皂），去離子水漂洗完成清洗；中和劑：有效去除可溶于純凈水的助焊劑殘留物和其它物質基礎，去離子水漂洗完成清洗；b）清洗