【文章內(nèi)容簡介】 勢，不過可以更好地滿足熱導(dǎo)性和熱穩(wěn)定性，即采用金屬芯板的PCB 上線路的電流負(fù)載可以達(dá)到FR4 PCB 板的3~5 倍。小批量金屬基PCB 通常應(yīng)用在計算機(jī)主機(jī)上和電源供應(yīng)器上。最近幾年來，厚銅PCB 同樣可以應(yīng)用于計算機(jī)主機(jī)上和電源供應(yīng)器上，并且具有相當(dāng)?shù)偷某杀尽?多重布線（Multiwire）技術(shù) 多重布線技術(shù)的基本思想是在元器件和通過電鍍與蝕刻形成的銅線路之間進(jìn)行互連，這樣可以節(jié)省設(shè)計所需的時間，板子可以做到3~4 層。線路可以通過專門的自動化設(shè)備來拉伸并且通過振動方法把其壓到PCB 表面，在這之前，PCB 需要鉆孔、孔金屬化和表面涂覆。在組裝有線元器件后，PCB 板需要進(jìn)行波峰焊，因而已經(jīng)被放入通孔內(nèi)的金屬線就能與元器件互連了。 采用多重布線技術(shù)可以快速完成少量測試PCB板的制作，在大批量制作時則顯得很慢。而且，在高頻時，由于線路圖形完全不同，多層板的電性能不能轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的或HDI 多層板。因此，從總體上看，在大批量生產(chǎn)時，多重布線技術(shù)并沒有節(jié)省時間，其只適合于小批量生產(chǎn)。實際上，盡管多重布線技術(shù)有多次突破，其在世界范圍內(nèi)并沒有發(fā)揮重要的作用。 幾年前，一家德國公司通過改進(jìn)的方法開始進(jìn)行多重布線設(shè)計和小批量生產(chǎn)。為了代替標(biāo)準(zhǔn)線路，孤立線路之間通過電鍍方法相連，這些線路被埋置在內(nèi)層且被負(fù)載高電流，而這些線路所傳遞的信號被轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)形式。 三維模鑄互連器件技術(shù) 19世紀(jì)80年代，美國公司Allen Bradly提出這樣一種概念，它避免了在電子器件內(nèi)部制作電路板，而是使用塑料殼的內(nèi)表面作為電子回路的載體。大約十年以前，德國的一所大學(xué)重提了這個概念，并把它稱為三維模鑄互連器件，線路與這種器件的注射成型殼相連接。有許多方法可以將導(dǎo)電的銅線路與塑料殼的內(nèi)表面相連結(jié)。但是在適中的價格范圍內(nèi)，沒有一種方法可以實現(xiàn)高的封裝密度。并且，要在表面的任何角度自組裝SMD 并焊接膠合它們，還需要克服生產(chǎn)中的許多困難。因此，三維模鑄互連器件（3DMDI）的應(yīng)用受到限制，只能是一些元器件組裝的模式。4 元器件安裝 電子元器件或是通過引腳與PC 通孔相連，或是通過SMD 貼裝在PCB 的表面。引線元器件的自組裝儀器在許多工廠都可以找到，他們被優(yōu)化來適應(yīng)特殊的元器件類型，比如軸向（電阻）、徑向（電容）或者是芯片中的DIP 雙引腳封裝。每一種機(jī)器僅組裝一種元器件，因此，在一條完整的自組裝元器件生產(chǎn)線上，不同的組裝設(shè)備被依次安放在一條自動傳輸線上，組裝速度在5 000~15 000 個元器件/ 小時左右。然而許多PCB 上還有一些特殊的元器件和接插件或者開關(guān)器件，它們不能使用標(biāo)準(zhǔn)的自動安裝機(jī)器來安裝，他們大都在自組裝以后由人工來組裝完成。 引腳元器件逐漸被SMD 取代。SMD 有極大的優(yōu)勢，因為它沒有引腳，因而不需要彎曲或剪斷，因此，同一臺機(jī)器可以組裝專門類型的SMD 。事實上，這是八十年代PCB 上SMD 技術(shù)發(fā)展的初步目標(biāo)。事實證明，采用先讓其中一臺設(shè)備來專門高速貼裝小型的SMD 在讓另一臺設(shè)備來精確低速組裝大型SMD 的方法是最有效的組合。通常在PCB 中，小型無源元器件的數(shù)量比大的IC 多得多。我們也可以將兩種組裝設(shè)備在生產(chǎn)線中連接起來，而不至于出現(xiàn)瓶頸現(xiàn)象。大規(guī)模生產(chǎn)的SMD 自組裝設(shè)備可以通過自動光學(xué)校正系統(tǒng)來調(diào)整，而不需要接觸到元器件。這種SMD 自組裝設(shè)備的速度可以達(dá)到50000 個元器件/ 小時。 互連技術(shù)—元器件和PCB 之間的互連可表示如下（按重要性排列）：（1） 軟焊接；（2） 引線結(jié)合法；（3） 導(dǎo)電膠合；（4） 壓接技術(shù)； 壓接技術(shù) 的背板。顧名思義，壓接技術(shù)就是引腳元器件被直接壓接到通孔中而不需要任何焊料和導(dǎo)電膠。老的剛性壓接技術(shù)由于剛性引線在插裝時通常會發(fā)生巨大的形變，從而導(dǎo)致金屬導(dǎo)通的失效。因此，已全部被彈性壓接技術(shù)所取代，這種技術(shù)在于它的引線在被壓入通孔時會發(fā)生彈性形變。這項技術(shù)要求具有較小的小孔直徑公差、銅鍍層的厚度大于25mm以及PCB 。如果這些要求能夠滿足，那壓接技術(shù)就可與焊接技術(shù)相比。如果PCB 需要在雙面組裝SMD，且在二次回流焊SMD 后還必須插裝少量的如接插件和開關(guān)器件那樣的引腳元器件時，則壓接技術(shù)是首選方案。由于這種連結(jié)可以達(dá)到最高的封裝密度，壓接技術(shù)將在未來的PCB 中扮演越來越重要的角色。 導(dǎo)電膠法 通常有兩種導(dǎo)電膠粘劑：各向同性膠和各向異性膠。各向同性膠粘劑由聚合物（主要為環(huán)氧樹脂）和金屬粒子膠（主要為Ag 顆粒），聚合物提供機(jī)械強(qiáng)度而金屬成分（重量占80%）則起到導(dǎo)電和導(dǎo)熱作用。因此需要找到高強(qiáng)度和高傳導(dǎo)性的最佳點(diǎn)。也就是說，導(dǎo)電膠法不如焊接法的導(dǎo)電性好。當(dāng)要求高彈性并且在裸芯片打線連接時不得有助焊劑殘留，各向同性膠粘劑可以在PCB 中使用。各向異性膠合劑也是由聚合物與金屬粒子組成（球狀，半徑為幾個微米）組成。不單是金屬球，而且表面金屬化塑料球也應(yīng)符合要求。各向異性膠粘劑的關(guān)鍵是聚合物和金屬粒子的準(zhǔn)確混合。因為兩部分之間的傳導(dǎo)性僅由單層金屬球來連接。如果金屬含量過低，在平面方向?qū)⒉粫纬山饘偾蜴湥簿褪钦f，和單個小球相比只是在垂直方向有傳導(dǎo)能力。各向異性傳導(dǎo)膠粘劑廣泛的應(yīng)用在具有撓性連接的LCD 中。這兩種膠粘劑都需要在其表面覆蓋非氧化型的金屬表面，因此我們通常在上面覆蓋一層鎳和金層作為表面涂覆處理。 引線連接法 引線連接法是把芯片和引線框架連接起來的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，隨后引線框架被焊接到PCB 上。集成電路制作公司每天要生產(chǎn)數(shù)百萬的引線連接，另外這個技術(shù)還能夠直接使用在PCB 上（即COB 技術(shù)）。盡管一級互連（芯片和引線框架之間）可以被省略，但是在九十年代，一些專家認(rèn)為COB 技術(shù)不能在較大的容量范圍內(nèi)代替焊接技術(shù)。主要有兩個原因：（1）引線結(jié)合法需要非常清潔的表面，如果先焊接，則表面很難保持清潔；（2）引線結(jié)合法是微焊技術(shù)，如果眾多引線中有一條未能連接成功，那么，整個PCB就得報廢。因此，COB技術(shù)一般只用在相對簡單的地方比如電話卡。隨著集成電路倒裝技術(shù)的應(yīng)用，COB 的使用將會變得更少。 軟焊接 目前，最重要的互連技術(shù)是軟焊接。焊接是基于一種金屬間化合物（IMC）形成的技術(shù)，IMC 中，至少有一種是焊接劑的組分和PCB 或電子器件的表面金屬層，Sn37Pb 標(biāo)準(zhǔn)焊料占了世界90% 以上的焊料消費(fèi)量。在Cu 表面焊接Sn37Pb 會形成Cu3Sn 和Cu6Sn5。這些IMC 是不穩(wěn)定的，在焊接過程中一般只能達(dá)到幾個微米厚度，過厚時在操作中會發(fā)生熱機(jī)械應(yīng)力而使焊接點(diǎn)易于損壞。焊接方法可以分為大量焊接和連續(xù)焊接兩種。連續(xù)焊接也就是一個焊接點(diǎn)接著一個，或者是平行同時焊接幾個點(diǎn)，比如用烙鐵進(jìn)行人工焊接、激光焊接和熱棒焊接等。 波峰焊和回流焊被廣泛應(yīng)用于大量生產(chǎn)中，因為同時可以生成許多焊接點(diǎn)。老的波峰焊接技術(shù)，作為一種標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用在引線元器件上，通常會受一些元器件類型和封裝密度的限制，同樣的情況也發(fā)生在SMD 上。在浸入熔融的焊料之前，SMD 必須先用膠粘劑固定在PCB 上，而在回流焊中則不需要。 回流焊在SMD 中應(yīng)用很廣泛，并且近年來隨著“孔內(nèi)焊膏技術(shù)”的發(fā)展，也成功應(yīng)用到一些引線元器件類型中，先在焊盤上放置一些焊料的回流焊比波峰焊接更加有效，因為后者通常不必提供焊料。一般來說，焊料中包含球形焊料微粒（10mm~15mm）、助焊劑和粘合劑則被用來調(diào)節(jié)粘性，然后在焊盤上印上8mm~150mm 厚度左右的焊料，把SMD 放在焊料上而不再加其它粘合劑。在回流爐中，焊料大約在215℃~265℃左右熔化，具體多少溫度則取決于焊料的類型、元器件的大小以及PCB 的型號。盡管焊料中90%的重量為金屬粒子，不過由于助焊劑和粘合劑比重較小，占總體積50% 的組分是易揮發(fā)的物質(zhì)，這些必須在回流焊接過程中揮發(fā)掉，因而回流焊接比波峰焊接要慢，回流