信息时代,人们在应用电子元器件对设备进行控制时不再只是简单的将之组装在一起对设备进行控制。而是通过与机械设备的传动控制设备连接在一起。与此同时,为了保证电子元器件能够长时间稳定工作,对连接之后的电子元器件进行气密封装也尤为重要。因此,电子元器件封装实现完美互联是保证规模化电气器件设备稳定工作的根本。对此,本文详细分析了电子元器件封装与互联工艺技术。
一、电子器件间互联技术的基本内容与作用 1、电子器件间互联技术的基本内容
电子器件的互联技术主要包括互联材料、元器件、互联工艺、联接方式以及互联系统等几部分构成,其中各项技术为电子元器件之间的可靠连接提供了丰富的技术保障。同时,如元器件里有插装和贴装元件;基板分为元件基板和印刷电路板、互联母板等,如何把元器件装到基板上,就需要利用相对应的互联技术,将之安装、焊接在电路板上。在联接的过程中,还需要考虑环境温度、机械强度以及加工工艺等相关因素。
2、 电子元器件互联技术的作用
1)电子元器件的互联技术使得元器件朝着精细化方向发展
随着电子元器件制造工艺以及互联工艺技术的不断发展,改变了传统的将微型器件直接粘贴于基板表面的方式。通过电子元器件互联技术,有效的减少了分立元件的安装,使得虚焊、脱焊等故障问题明显减少,提高了元器件的使用寿命和使用性能。
2)电子元器件互联技术有效提高了制造业水平
随着高集成微型电子元器件的大量使用,超薄型智能计算机、LED照明液晶面板以及制造业中的机电设备等都得到了迅速的应用。其内部采用的精密互联技术使得电子元器件的制造工艺更加高速、精密。尤其是在当前电子设备组装化、集成化、集成电路IC成扁平化、引脚阵列化以及芯片叠层化的发展,使得对应的制造业水平得到了明显提高。
二、 电子元器件互联组装工艺系统(SMT)
在电子元器件的互联组装过程中,采用的工艺系统主要包括全表面组装、表面组装以及插装混合组装等三种形式。在电子器件的设备过程中,要对各项因素进行综合考虑,选择一个合理的元件进行匹配,同时对参与工艺设计、制造等工作的人员提出了更高的要求。在生产的过程中,可以将SMT组装系统氛围单面、双面组装两种形式。在配备焊膏自动印刷机、自动点胶机等设备之后能够满足不同工艺需求的电子元器件组装工作。
三、提高电子元器件封装工艺水平的相关技术
1、陶瓷尺寸精度、平整度控制
对于外壳为陶瓷的互联电子元器件,其采用的陶瓷封装外壳通常是由多种不同材料的零件装配、组合以及焊接而成的。在采用将陶瓷外壳与金属零件焊接而成的方式时,陶瓷自身的尺寸精度以及平整度等都对焊接质量以及焊接之后的气密性有直接影响。由陶瓷外壳的质量对设备的电子元器件的可靠性有直接影响,因此其加工过程中对外壳的工艺提出了严格的要求。
2、金属化强度
对于高可靠性要求的陶瓷金属外壳,要求陶瓷与金属器件之间具有较高的结合强度,通过提高其密封强度、气密性强度的方式来提高元器件的封装可靠性。而金属化强度将直接影响到电子元器件的封装与气密性。因此,作为影响电子元器件封装失效性的主要因素,根据封装强度的大小来确定金属化强度是否达到要求显得尤为必要。为了使得氧化铝陶瓷中的毛细管能够通过玻璃相迁移进入到金属化层毛细管中,并且形成稳固的金属化层,则必须确保金属化层的毛细引力大于毛细引力。
3、平行封焊技术的应用
在金属元器件的焊接过程中,高质量的封焊技术是电子元器件得以焊接良好的根本。当前,平行封焊技术是电子元器件封装过程中广泛采用的一种焊接技术。在焊接的过程中,实际上就是将电能转化为热能的过程。在焊接过程中通过控制电源的能量释放,将热量均匀的释放于封装盖板、基座的边缘,将两者熔接于一处。图2 是利用平行封焊焊接的电子元器件:
在焊接过程中,主要通过对焊接温度、封焊压力、焊接电源等进行控制达到保证焊接质量的目的。
1)降低焊接温度
由于电子元器件对温度的波动较为敏感,稍大的温度变化都将影响其工作性能。因此,为了避免在焊接过程中由于焊接热量向封装的内部敏感器件、电路等传导,影响内部电子元器件的正常使用,一般采用为材料增加镀层的方式来降低焊接材料的熔点,减少热量的扩散。封焊过程中,对于平行封焊一般是采用镀镍、镀金或者是镍合金,将之均匀的。
2)封焊压力的控制
封焊压力对焊接质量的控制有重要影响,当封焊压力过大时,焊接面之间的接触电阻将减小,接触面之间消耗的热量越多;当焊接压力较小时,焊接面间的接触电阻降低,所消耗的热量自然也降低。所以,为了保证能量得以稳定的传输,确保其最佳的封焊效果,则必须保证焊接过程中电极的稳定焊接压力,从而确保接触电阻值恒定,封焊质量最佳。
3)焊接电源的选择
当前最先进的电子器件焊接电源为高频逆变电源,其具有实时反馈、动态响应快扥特点,对能量脉冲可以实现精确控制。在平行封焊过程中,可以采用美国Miyachi Unitek 生产的HF25焊接电源,能达到焊接点致密、精度高的焊接质量。图3 为封焊电源能量输出图。
四、结论
电子元器件封装与互联工艺技术是电子元器件生产制造的关键环节,在生产过程中应该对影响两者制造质量的工艺技术进行分析,并通过实时控制的方式提高联接、封装质量。