- 现代电子装联工艺可靠性
- 樊融融编著
- 1857字
- 2020-08-27 21:06:25
前言
现代电子制造以微电子学器件的大规模应用为标志,这也是有别于传统电子制造的主要之点。电子产品更快、更小、更廉价的要求推动了电子工业的革命,不断缩小的封装很快使周边引线方式走到了极限。因此,当面阵列封装成为关注的焦点时,“封装革命”开始了。直接芯片粘接或倒装芯片技术直接把芯片连接到PCB上,几乎摒弃了传统的封装方式,完全改变了传统产品制造技术的格局,从此产品的可靠性更多地依赖于封装和电气互连的工艺可靠性了……这一切都构成了现代电子制造工艺可靠性的技术内容,极大地丰富了工艺可靠性理论,使之日趋完善成为一个独立的理论体系。
一项电子产品的工艺可靠性问题,存在于产品在工厂生产和市场服役的全过程。因此,日本有专家针对上述情况,给出了下述描述:
(1)产品在企业内发生的不良称为缺陷;
(2)产品投放市场服役期发生的性能异常称为故障。
不管是缺陷还是故障,产品发生的这些不良,在剔除外部元器件和材料等的不良因素外,剩下的均属内部的产品制造问题,与工艺的不良紧密相关。因此,我们可以把电子产品生产后工序中所发生的将要影响系统可靠性的各种质量现象统称为现代电子装联工艺可靠性问题。
电子产品由各种电子元器件组装而成,在组装过程中最大量的工作就是软钎接。因此,软钎接的可靠性已成为影响现代电子产品可靠性的关键因素。现代电子制造工艺可靠性的工程问题主要表现在:
(1)产品在企业制造过程中发生的缺陷
此类缺陷都是发生在产品的工厂制造过程中,它具有显性特点,即大部分是肉眼可见的。通常这类缺陷都可以通过修理予以排除。只有少数在目检中不可能发现的所谓潜在的蜕变因素,一旦流入市场后,便构成早期失效故障。
(2)产品在用户服役期间发生的故障
电子产品进入用户服役后发生的故障,几乎都具有隐性的特点,即产品卖给用户后,要经过一定的时间后才因焊点失效而发生电气故障。一般这种潜在的蜕变因素很少能在电子产品的制造过程中引起明显的缺陷,但它却是未来性能异常的潜在隐患。这种在有效寿命期内发生的故障现象,因具有不经常出现和不可预测的属性而称为随机故障,它构成现代电子产品在有效寿命期内发生故障的主要模式。
现代电子装联工艺可靠性具有鲜明的实践性和分析手段的微观性。
●日本现代电子装联工艺技术专家田中和吉说:“现在已有许多专著以数学为基础来论述可靠性问题。但是,这些专著难免流于形式而脱离实际,远未能触及焊接的具体问题。我们认为通过总结以往多次失败的教训和积累解决问题的经验,更容易加深理解。任何人都不愿意亲口说出自己的失败,那是因为成功之谈既体面又富有魅力。但是焊接却是实实在在的工作,非亲身实践是不能理解其难度和要领的。所以,即使是失败的教训也可以借鉴。”
●解决一个案例往往都要通过微观分析手段,深入到分子和原子级的微观组织结构中去提取信息。通过对获取的信息的判读和识别,才能迅速搞准失效模式和机理,使缺陷和故障能迅速得到正确的纠正和解决。
笔者从事电子装联工艺及其装备等技术研究和攻关工作整50年(前41年在军工系统,后9年在中兴公司),深感电子制造中的工艺可靠性问题,随着微组装和微焊接技术应用的日趋广泛和深入而愈显突出,在现代电子产品和装备的失效中几乎有70%属于工艺可靠性范畴。因此,加强电子装联工艺工程师们对工艺可靠性基础理论的掌握和技术素质的提升,是关系到一个公司的产品实施“低成本、优质、可靠”战略的关键一环,编著本书的出发点就是在不断发展的现代电子产品制造中,当面对形形色色的缺陷和故障现象时,能为他们提供技术支持。
在编著本书的过程中,得到了中兴通讯股份有限公司执行副总裁田文果先生及他的高级顾问马庆魁先生的关怀和鼓励。特别是田总在日理万机中还挤出宝贵的时间为本书作序,这不仅是对一个从事科技工作的普通老兵的关怀,从中更是折射出了中兴公司高层领导一贯的“崇尚科学、尊敬人才”的优良传统。
我还要深深感谢我的直接领导:公司副总经理、制造中心主任张强先生,制造工程研究院院长刘剑锋先生,在本书的编写过程中,得到了他们多方位的关怀和帮助。
本书在撰写过程中还得到了工艺研究部刘哲总工、工艺专家贾忠中的帮助,我的学生邱华盛(制造中心总工)、付红志、钟宏基、孙磊、曾福林、辛宝玉、林晓秋、周杨、韩念春、冯延鹏、程定军、陈德鹅及朱林林、潘华强等参与了书稿的校对工作,在此也表示衷心的感谢。
四川省SMT专委会秘书长兼广东省SMT专委会秘书长苏曼波先生对本书的出版给予了热情的关注,我女儿樊颜博士就书稿的结构和文字协助做了许多工作,在此均表示谢意。
编著者
2011年5月于中兴通讯股份有限公司