作為一種有助于可穿戴電子設備的多功能和高性能的電路組裝技術,嵌入式技術在縮小組件之間的互連路徑和減少傳輸損耗方面發揮著積極作用。它是將印刷電路板(PCB)引向小型化,高完整性和高性能的解決方案之一。它將有源器件(AD)和無源器件(PD)掩埋在板內或嵌入腔體中。嵌入式技術的應用有助于明顯減少連接點,外部焊盤,通孔數量和引線長度,從而可以提高電路板的完整性,并且可以降低印刷電路的寄生電感。截至目前,商用,航空,軍用和醫療產品已成為應用嵌入式組件PC板的主要候選產品。
嵌入式技術
目前,有兩種嵌入式技術應用于PCB,它們在安裝方法上各不相同。一個取決于墊,而另一個取決于通孔。下圖演示了嵌入式PCB組裝方法及其子類別的主要類型。
當涉及到嵌入式組件PCB時墊作為安裝方法,首先,嵌入式元件應組裝在基板上形成的電極上,并進行電連接。然后,施加絕緣樹脂以填充和掩埋組件和電極。對于安裝,SMT是依賴的。焊料或導電粘合劑用作安裝材料。
組件嵌入式PCB組裝程序
當要嵌入的組件裸露時死,應選擇芯片鍵合。如果組件是PD,模具封裝或晶圓級芯片尺寸封裝(WLCSP),則應采用超聲波焊接,可控塌陷芯片連接,環氧封裝焊接連接(ESC)和導電樹脂等。然而,AD安裝應該利用波峰焊或導電樹脂的焊料。
根據目前的制造設備和技術能力,墊作為安裝方法的優點包括:
安裝方法 | 優點 | 缺點 |
Pad Pading |
?它是可訪問的; ?它具有關鍵技術,難度較小; |
?它的程序有點復雜; ?需要從PCB制造到表面貼裝技術(SMT)組裝的工藝流程; ?嵌入式組件需要焊接,這會增加不可靠性的風險。 |
通孔安裝 |
?它包含的步驟很少; ?嵌入式組件不需要經過焊接,這提高了產品的可靠性; |
?它的高復雜性和不成熟性,尤其是涉及嵌入式組件的微孔制造和對準技術時。 |
本文將討論涉及pad作為安裝方法的嵌入式技術。
為了尋求埋入PCB中的AD和PCB腔體中的表面貼裝器件(SMD)嵌入的技術可行性,必須首先進行設計和工藝流程研究。本文以雙層嵌入式PCB為例,包括球柵陣列(BGA),芯片級封裝(CSP)和四方扁平封裝(QFP)。
a。跟蹤設計
b。嵌入式PCB的制造程序。下圖顯示了包含嵌入式組件的基板的制造過程。
c。嵌入式組件裝配在腔體中。腔體中的元件組裝是嵌入式技術的主要困難之一。一方面,傳統的平面圖案焊膏印刷技術未能應用。另一方面,在成功安裝后的波峰焊接過程中,腔內的氣體不能平穩地排出,導致高的焊接空隙。為了解決這兩個問題,應使用焊膏印刷技術和真空波峰焊技術,制造工作流程如下所示。
由于安裝,堵塞,清潔和噴涂是普通的成熟技術,本文其余部分的討論將集中在焊膏印刷技術和真空波峰焊技術。
?全自動焊膏印刷技術的特點屬性高效率和高精度,適用于所有類型的復雜和高密度PCB。
?要實現波峰焊,第一步是真空吸塵。當真空腔中的壓力強度達到調節的真空度時,車輛部件開始被加熱。從室溫到波峰焊接的峰值溫度,加熱表面的溫度以每秒0.5℃至1.0℃的速度升高,即200℃,該溫度保持120秒。當焊料完全熔化時,真空腔內的壓力強度從真空條件轉變為大氣條件。在熔化焊料收縮的內部空心壓縮下,溫度開始下降。
測試和檢查
a。焊接質量檢測 - AXI將用于檢查埋在PCB中的嵌入式元件的焊接質量。檢查項目包括熱損傷,燃燒,裂縫,劃傷,破碎,破裂或其他損壞。元件安裝位置和精度應合格。焊料表面應保證清潔,光滑,無裂紋,剝落,不規則,假焊接,型腔,脫焊,不潤濕和金屬掉落。
b。電氣測試 - 應設計測試編程,以確保板上的所有電路都能通過電源成功完成。
c。機械強度測試 - 旨在測試腔內部件的焊接強度。
d。環境適用性測試 - 僅適用于將在極端環境中使用的產品。環境適應性測試涵蓋了從極端溫度,濕度到振動和壓力的測試環境,具體應用條件和要求。
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