电子产品微组装技术探索

【文章摘要】随着电子技术的不断进步，电子产品的组装技术也不断进行技术更新和换代，组装技术从原始的手工操作开始步入微组装时代，电子产品越来越便携化、小型化和牢固化。本文对微组装技术概念进行了阐述，介绍了发展现状及未来发展趋势。

【关键词】电子产品；微组装技术；发展

1.微组装技术概述

微组装技术是微电路组装技术的简称，是电子组装技术的又一新的发展领域，也是现代微电子技术的重要组成部分。是在高密度多层连接基板上通过微型焊接和封装技术将组成电子电路的多种微型元器件组装起来，构成密度较高、速度较快、高牢固性、立体结构的微型电子产品的一门新兴技术。通过近几年的快速发展，该技术发展已经较为成熟，解决了电子产品小型化的问题，提高了电子产品的电路密度和功能，降低了产品成本，推动了电子系统组件化的实现。

2.微组装技术的发展现状

微组装技术发展较为迅速，微电子技术的发展几乎每三年芯片集成就会成倍翻两番并按照比例缩小三分之一，新的封装和组装形式不断出现，目前微组装技术组装的产品主要有四种：第一，系统级封装。目前实现整机系统功能的方法主要采用微封装技术，分为两种方法，一种是利用封装实现整机系统的系统封装（SIP），另外一种是在一个孤立的芯片上实现整机系统功能的系统级芯片（SOC）。这两种方法应用范围都较为广泛，各有自己的优势，在技术和应用方面有机互补和相互促进。要降低成本就需要将数字、射频及模拟功能集中于某个硅片上，但难度较大。而且要实现功能复杂的系统所需要的费用将会提高。系统级封装可以通过多种方式进行整合，相比系统级芯片有着较大的优势，能够将多种器件、芯片、介质层等封装在一个系统中，变原先的三层结构为一层封装结构，在设计上较为灵活，且体积不大，能够带来很高的工作效率，使得连线距离缩短，提高封装密度，降低产品成本，提高收益率。这种系统级封装技术目前主要用于各种处理器、闪存的封装中，还有如智能手机、数码相机等，其应用领域还在不断扩张。第二，多芯片组件。这种类型的产品是由多个集成电路芯片和元器件相互紧密连接在多层电路板上组装到一个统一的外壳内，形成紧密、完整、牢固的电子产品。这类产品体积较小，可靠性较强，广泛应用于军事等领域。根据电路板的生产工艺来划分，这类产生有三种基本类型，叠层基片类型（MCM-L）、陶瓷基片（MCM-C）、介质基片（MCM-D）三种多芯片组件产品。第三，堆叠三维封装。这种技术主要是利用多个芯片进行正方向堆叠。一般是两个或两个以上的多个芯片进行堆叠封装在一个系统中。这种封装技术具有较强的兼容性，可以较为灵活的兼容其他不能兼容的技术，使得产品的功能性得到提高，应用领域得到扩展，封装效率也较高。而且多个芯片的堆叠使得存储量提升，被称为3D封装技术。这一技术中芯片相互直接连接，距离缩小，使得信号免受干扰，传输速度增加。这一技术功耗也较低、而且速度快，在体积上获得明显优势。这些特点使得其发展潜力无限。第四，圆片级封装。这一技术有两种形式，一种是焊点技术，通过特殊材料在焊盘上造出凹凸点，另一种方法是引出端再分布工艺，将芯片四种焊盘转换成芯片表面的圆形铜焊盘，以实现贴片技术工艺来制作焊盘。这种技术在近几年来发展较为迅速。

3.微组装技术未来发展趋势分析

第一，光电子（OE）封装。这一技术就是把光学元件和电子电路相互连接，包括源文件及光通路等，使其形成一个新的被封装起来的新型模块。这一技术的主要问题是数字传输速度和光信号转化率之间的是否匹配问题，同时面临光功能件的集成问题。第二，高温封装。近年来高温半导体材料和半导体金刚石为代表的应用较为引入注目，有着诸多的优点，如禁带宽度进一步增大，电场的击穿率更高，热导效率更强，能够有效抗辐射等。这些在高温、高频应用领域及短长波应用等领域有着更大的发展潜力，这一技术所面临的重要课题就是需要再高温的特殊环境中进行特殊封装，对工作条件和环境的要求较高。第三，无铅化发展趋势。目前电子工作也中主要使用Sn/Pb合金焊料，对环境造成铅污染。在电子产品发展中，追求无铅化是世界发展的重要趋势。据调查世界无铅焊料有百多种，但可以满足技术要求的、污染程度低的没有几种。在目前市场中多以Sn为主，根据其他符合要求的金属加入其中。新型材料存在张力大、返修率高、成本高等缺点，和传统的锡铅焊料相比缺乏应用优势。尽管无铅焊料的质量还不够达标，但这一技术也还在不断发展中，还需要进一步不断完善和进步。尽管如此，随着全世界对绿色环保问题的普遍关注和追求，这一技术必将在未来得到更大的发展。第四，微组装技术中应用无源元件。电子产品中无源元件的应用范围不断拓展。例如，在手机、笔记本电脑、数码相机等移动终端产品中无源元件几乎占到半壁江山。这些无源元件主要是以电容器和电阻器为主，在一个手机中几乎占到一半的体积。无源元件有着精度高、微型化、功能强大等优点，被广泛应用在移动终端中，其应用范围越来越广泛。随着信息技术的快速发展及移动终端技术的广泛覆盖，无源元件的未来发展必定会随着整机系统进步而获得快速发展。

4.电子微组装技术未来发展建议

第一，加大科研力度，不断提高工艺水平。在信息化建设中，尤其是重要信息化装备研究中电子微组装技术是发展的核心技术，因此建议加大政策支持力度，实施一定的补偿措施。第二，不断完善技术标准体系。目前我国还缺乏必要的电子封装和微组装技术标准体系，使得实际的产品研发等受到一定抑制，不断完善相关标准体系建设是促进电子产品科研发展的重要保证。第三，促进科研与生产的有效结合，不断加快应用研究中心建设。为了更好的推广科研成果促进科研向生产力的转变，使已有的电子微组装技术成果得以较快的实现规模化发展，提高科研成果转化率，有必要完善技术应用研究中心建设，实现科研和生产的双向促进。第四，确定研究重点。随着电子信息装备的不断发展进步，越来越追求高频、高速等，因此需要确定发展重点展开针对性的研究，重点研究电路基板生产和三维立体组装等核心技术，以更好的提高电子产品在体积、质量和性能等方面的性能。

【参考文献】

[1]王贵平.微组装关键工艺设备技术平台研究[J].电子工业专用设备.2014(01)

[2]范迎新,颜秀文.浅谈微组装设备的标准化问题[J].电子工业专用设备.2013(07)

[3]李庆.一体化烧结微组装工艺的应用[J].电子世界.2014(12)

[4]王成磊,池福江.低放模块的微组装工艺研究[J].科技与企业.2013(10)

作者：张犇 单位：江苏省南京工程高等职业学校