嵌入式技术作为一种有助于实现可穿戴电子设备的多功能和高性能的电路组装技术,在缩小组件之间的互连路径并减少传输损耗方面起着积极的作用。它是引导印刷电路板(PCB)小型化,高集成度和高性能的解决方案之一。它将有源器件(AD)和无源器件(PD)埋入板内或将它们嵌入空腔中。嵌入式技术的应用有助于显着减少连接点,外部焊盘,通孔数量和引线长度,从而可以改善电路板的完整性并减少印刷电路的寄生电感。到目前为止,商业,航空,
嵌入式技术
当前,有两种应用于PCB的嵌入式技术可用,它们在安装方法方面彼此不同。一个依靠垫而另一个依靠通孔。下图演示了嵌入式PCB组装方法的主要类型及其子类别。
对于带有焊盘的嵌入式元件PCB的安装方法,首先,嵌入式元件应组装在基板上形成的电极上并进行电连接。然后,施加绝缘树脂以填充和掩埋组件和电极。对于安装,取决于SMT。焊料或导电胶被用作安装材料。
组件嵌入式PCB组装步骤
当要嵌入的组件是裸芯片时,应选择裸片键合。如果组件是PD,模具封装或晶圆级芯片级封装(WLCSP),则应使用超声波焊接,可控塌陷芯片连接,环氧树脂封装的焊料连接(ESC)和导电树脂等。但是,AD安装应利用波峰焊或导电树脂的焊料优势。
基于当前的制造设备和技术能力,垫作为安装方法的优点包括:
安装方式 | 好处 | 缺点 |
垫安装 | •它是可访问的; •具有关键技术,难度降低; |
•其过程有点复杂; •从PCB制造到表面贴装技术(SMT)组装,需要工艺流程; •嵌入式组件需要焊接,这增加了不可靠的风险。 |
通孔安装 | •它包含很少的过程; •嵌入式组件无需焊接,从而提高了产品的可靠性; |
•它的复杂性和不成熟度很高,特别是在涉及嵌入式组件的微孔制造和对准技术时。 |
本文将讨论涉及焊盘作为安装方法的嵌入式技术。
为了使AD埋入PCB并在PCB腔中嵌入表面贴装器件(SMD)的技术可行性,必须首先进行设计和工艺程序研究。本文以具有多个封装组件的双层嵌入式PCB为例,其中包括球栅阵列(BGA),芯片级封装(CSP)和四方扁平封装(QFP)。
一种。跟踪设计
b。嵌入式PCB的制造程序。下图显示了包含嵌入式组件的基板的制造过程。
C。腔中的嵌入式组件组装。当涉及嵌入式技术时,空腔中的组件组装是最大的困难之一。一方面,传统的平面图案锡膏印刷技术未能得到应用。另一方面,在成功安装之后的波峰焊接过程中,腔体内的气体不能顺畅地排出,从而导致大量的焊接空隙。为了解决这两个问题,焊锡膏印刷技术和真空波峰焊技术应与以下所示的生产流程一起使用。
由于安装,堵塞,清洁和喷涂是普通的成熟技术,因此本文其余部分的讨论将集中在锡膏印刷技术和真空波峰焊接技术上。
•全自动锡膏印刷技术具有高效和准确的特点,适用于所有类型的复杂和高密度PCB。
•要进行波峰焊,第一步是要进行抽真空。随着真空腔中的压力强度达到规定的真空度,车辆部件开始被加热。从室温到波峰焊的峰值温度,加热表面的温度以每秒0.5°C的速度上升到1.0°C,即200℃,并保持此温度120秒。当焊料完全熔化时,真空腔内的压力强度将从真空条件转换为大气条件。随着熔化焊料内部的中空压缩收缩,温度开始下降。
测试检验
a。焊接质量检验- AXI将被应用到检查埋在PCB嵌入式组件的焊接质量。检查项目包括热损坏,燃烧,破裂,刮擦,碎裂,断裂或其他损坏。组件的安装位置和精度应合格。焊锡表面应保证清洁,光滑,无裂纹,剥落,不规则,假焊接,空洞,拆焊,不润湿和金属掉落。
b。电气测试-应设计测试程序,以确保板上所有电路在通电后都能顺利通过。
C。机械强度测试-它旨在测试型腔内部组件的焊接强度。
d。环境适应性测试-它仅适用于将在极端环境中使用的产品。根据特定的应用条件和要求,环境适应性测试涵盖了从极端温度,湿度到振动和压力的测试环境。
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