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以简胜繁—Occam工艺
[发布时间]:2011年1月14日 [来源]:电子变压器专辑 [点击率]:8056
【导读】: Joseph Fjelstad—Verdant Electronics 本文介绍一种新的组装工艺,它不使用焊料(无焊料),简化了制造过程,完全改变了电子产品的制造方法,因而极具发展前景。 ...

    组装板随后进行铜金属化的过程,可使用标准的电路板增厚工艺(加成法),制作的电路图案可实现所有元件引脚之间的互连,但大多数情况下需要制造多层板,因此在镀铜层上铺上绝缘层,然后重复这些过程直至所要求的互连全部完成(如图3-1、3-2)。

图3-1:最初的工艺演示模块,它使用了各种类型包含/不包含引脚的元件(左下角的放大显示了待连接的铜引脚)

图3-2:组装板的背面嵌入了金属网,可作为屏蔽或其它目的

    最终的电路层可以连接到各种用户界面、显示和电源接口,然后包覆一层相同形状的或刚性的绝缘保护层。如需要制造两层元件,可以将它们堆叠起来,在一个中心支撑板上进行背靠背的连接,并可以附带各种传热结构。

讨论

    Verdant Electronics公司的创新概念彻底摒弃了组装工艺中的焊料。无焊料的概念并不新鲜,但此前提出的方法(如:以导电胶代替)并没有为市场所接受,推测其原因是操作困难或可靠性上有问题。

    虽然早期看来Verdant的解决方案有些不切实际,因为焊料工艺已经是电子组装业事实上的标准,但是那些非常熟悉电子组装领域的人们将会从以前的工作认识到,在使用裸芯片构建更加复杂和具有挑战性的多芯片模块与IC封装的过程中,Verdant的技术既是可能又可行的。今天,完成Occam方法的所有材料、设备和工艺都是可以得到和运行 的。组装工厂的最大变化只不过是引进成熟的加成法制板技术。

    因为该工艺无需使组装板暴露在回流焊的高温中,所以元件的潮敏等级(MSL)——用以衡量元件吸收湿气而在焊接中发生排气爆炸的风险——可以不予考虑。所有元件都可认为是MSL-1级,这意味着它们不要求进行干燥贮存、特殊处理或记录。 该工艺还允许使用那些不能承受无铅焊接温度的元件(如铝电容、光电器件、连接器等)。

    至于标准的印刷电路板,其互连结构仍须设计和制造,但解除了某些限制。例如,该工艺无需为大元件的焊接提供大尺寸的焊盘,简化了布线(如图5-1,5-2)。这样,该工艺支持更高的电路密度并减少了所需的层数。同样,当需要制造特殊结构时,没有必要让所有高径深比的通孔穿过组装层。

图5-1:由于不存在线路穿越焊盘的问题,将有利于面陈列器件布线,并显著减小电容

图5-2:QFN和其他类似的外围引脚器件的布线优势

    同时,停用印刷线路板避免了很多不太被注意到的成本开支,例如:供应链管理(供应商资格认证、交付周期、引入QC管理等)、测试、库存管理、防护贮存、烘烤、装卸搬运等。由于互连直到组装之后才形成,其设计可以按照需要修改,而不必考虑钻孔、填充和跳线的要求。预计成品将会由坚韧的、热膨胀系数匹配的环氧树脂或其它材料来密封,因而非常结实。

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