厚膜電路特點和應用

微電子組裝技術的發(fā)展始于20世紀40年代末和50年代初的微模組件和后來發(fā)展的薄膜和厚膜混合電路及微波集成電路。70年代以來,微電子組裝技術發(fā)展更快,又出現(xiàn)了芯片載體、載帶、大面積多芯片多層厚膜電路。

70年代末至80年代初，門陣列芯片、密封載體－陶瓷基板、被釉鋼基板和表面安裝印制線路板組件得到廣泛應用，多層薄膜混合電路和有機聚合物厚膜電路也在迅速發(fā)展。

按封裝形式分：普通雙列直插式,普通單列直插式，小型雙列扁平，小型四列扁平，圓形金屬，體積較大的厚膜電路等。

按封裝體積大小排列分：最大為厚膜電路，其次分別為雙列直插式，單列直插式，金屬封裝、雙列扁平、四列扁平為最小。

按兩引腳之間的間距分:普通標準型塑料封裝，雙列、單列直插式一般多為2.54±0.25 mm，其次有2mm(多見于單列直插式)、1.778±0.25mm(多見于縮型雙列直插式)、1.5±0.25mm,或1.27±0.25mm(多見于單列附散熱片或單列V型)、1.27±0.25mm(多見于雙列扁平封裝)、1±0.15mm(多見于雙列或四列扁平封裝)、0.8±0.05~0.15mm(多見于四列扁平封裝)、0.65±0.03mm(多見于四列扁平封裝)。

按雙列直插式兩列引腳之間的寬度分：一般有7.4~7.62mm、10.16mm、12.7mm、15.24mm等數(shù)種。

按雙列扁平封裝兩列之間的寬度分(包括引線長度)：一般有6~6.5±m(xù)m、7.6mm、10.5~10.65mm等。

按四列扁平封裝40引腳以上的長×寬一般有：10×10mm(不計引線長度)、13.6×13.6±0.4mm(包括引線長度)、20.6×20.6±0.4mm(包括引線長度)、8.45×8.45±0.5mm(不計引線長度)、14×14±0.15mm(不計引線長度)等。2100433B

回流焊根據(jù)技術分類

熱板傳導回流焊：這類回流焊爐依靠傳送帶或推板下的熱源加熱，通過熱傳導的方式加熱基板上的元件，用于采用陶瓷（Al2O3）基板厚膜電路的單面組裝，陶瓷基板上只有貼放在傳送帶上才能得到足夠的熱量，其結構簡單，價格便宜。中國的一些厚膜電路廠在80年代初曾引進過此類設備。

紅外(IR)回流焊爐：此類回流焊爐也多為傳送帶式，但傳送帶僅起支托、傳送基板的作用，其加熱方式主要依紅外線熱源以輻射方式加熱，爐膛內的溫度比前一種方式均勻，網(wǎng)孔較大，適于對雙面組裝的基板進行回流焊接加熱。這類回流焊爐可以說是回流焊爐的基本型。在中國使用的很多，價格也比較便宜。

氣相回流焊接：氣相回流焊接又稱氣相焊(VaporPhaseSoldering，VPS)，亦名凝熱焊接(condensationsoldering)。加熱碳氟化物（早期用FC-70氟氯烷系溶劑），熔點約215℃，沸騰產生飽和蒸氣，爐子上方與左右都有冷凝管，將蒸氣限制在爐膛內，遇到溫度低的待焊PCB組件時放出汽化潛熱，使焊錫膏融化后焊接元器件與焊盤。美國最初將其用于厚膜集成電路(IC)的焊接，氣柏潛熱釋放對SMA的物理結構和幾何形狀不敏感，可使組件均勻加熱到焊接溫度，焊接溫度保持一定，無需采用溫控手段來滿足不同溫度焊接的需要，VPS的氣相中是飽和蒸氣，含氧量低，熱轉化率高，但溶劑成本高，且是典型臭氧層損耗物質，因此應用上受到極大的限制，國際社會現(xiàn)今基本不再使用這種有損環(huán)境的方法。

熱風回流焊：熱風式回流焊爐通過熱風的層流運動傳遞熱能，利用加熱器與風扇，使爐內空氣不斷升溫并循環(huán)，待焊件在爐內受到熾熱氣體的加熱，從而實現(xiàn)焊接。熱風式回流焊爐具有加熱均勻、溫度穩(wěn)定的特點，PCB的上、下溫差及沿爐長方向的溫度梯度不容易控制，一般不單獨使用。自20世紀90年代起，隨著SMT應用的不斷擴大與元器件的進一步小型化，設備開發(fā)制造商紛紛改進加熱器的分布、空氣的循環(huán)流向，并增加溫區(qū)至8個、10個，使之能進一步精確控制爐膛各部位的溫度分布，更便于溫度曲線的理想調節(jié)。全熱風強制對流的回流焊爐經過不斷改進與完善，成為了SMT焊接的主流設備。

紅外線 熱風回流焊：20世紀90年代中期，在日本回流焊有向紅外線 熱風加熱方式轉移的趨勢。它足按30%紅外線，70%熱風做熱載體進行加熱。紅外熱風回流焊爐有效地結合了紅外回流焊和強制對流熱風回流焊的長處，是21世紀較為理想的加熱方式。它充分利用了紅外線輻射穿透力強的特點，熱效率高、節(jié)電，同時又有效地克服了紅外回流焊的溫差和遮蔽效應，彌補了熱風回流焊對氣體流速要求過快而造成的影響。

這類回流焊爐是在IR爐的基礎上加上熱風使爐內溫度更加均勻，不同材料及顏色吸收的熱量是不同的，即Q值是不同的，因而引起的溫升AT也不同。例如，lC等SMD的封裝是黑色的酚醛或環(huán)氧，而引線是白色的金屬，單純加熱時，引線的溫度低于其黑色的SMD本體。加上熱風后可使溫度更加均勻，而克服吸熱差異及陰影不良情況，紅外線 熱風回流焊爐在國際上曾使用得很普遍。

由于紅外線在高低不同的零件中會產生遮光及色差的不良效應，故還可吹入熱風以調和色差及輔助其死角處的不足，所吹熱風中又以熱氮氣最為理想。對流傳熱的快慢取決于風速，但過大的風速會造成元器件移位并助長焊點的氧化，風速控制在1．Om/s~1.8ⅡI/S為宜。熱風的產生有兩種形式：軸向風扇產生（易形成層流，其運動造成各溫區(qū)分界不清）和切向風扇產生（風扇安裝在加熱器外側，產生面板渦流而使各個溫區(qū)可精確控制）。

熱絲回流焊：熱絲回流焊是利用加熱金屬或陶瓷直接接觸焊件的焊接技術，通常用在柔性基板與剛性基板的電纜連接等技術中，這種加熱方法一般不采用錫膏，主要采用鍍錫或各向異性導電膠，并需要特制的焊嘴，因此焊接速度很慢，生產效率相對較低。

熱氣回流焊：熱氣回流焊指在特制的加熱頭中通過空氣或氮氣，利用熱氣流進行焊接的方法，這種方法需要針對不同尺寸焊點加工不同尺寸的噴嘴，速度比較慢，用于返修或研制中。

激光回流焊，光束回流焊：激光加熱回流焊是利用激光束良好的方向性及功率密度高的特點，通過光學系統(tǒng)將激光束聚集在很小的區(qū)域內，在很短的時間內使被加熱處形成一個局部的加熱區(qū)，常用的激光有C02和YAG兩種，是激光加熱回流焊的工作原理示意圖。

激光加熱回流焊的加熱，具有高度局部化的特點，不產生熱應力，熱沖擊小，熱敏元器件不易損壞。但是設備投資大，維護成本高。

感應回流焊：感應回流焊設備在加熱頭中采用變壓器，利用電感渦流原理對焊件進行焊接，這種焊接方法沒有機械接觸，加熱速度快；缺點是對位置敏感，溫度控制不易，有過熱的危險，靜電敏感器件不宜使用。

聚紅外回流焊：聚焦紅外回流焊適用于返修工作站，進行返修或局部焊接。

回流焊根據(jù)形狀分類

臺式回流焊爐：臺式設備適合中小批量的PCB組裝生產，性能穩(wěn)定、價格經濟（大約在4-8萬人民幣之間），國內私營企業(yè)及部分國營單位用的較多。

立式回流焊爐：立式設備型號較多，適合各種不同需求用戶的PCB組裝生產。設備高中低檔都有，性能也相差較多，價格也高低不等（大約在8-80萬人民幣之間）。國內研究所、外企、知名企業(yè)用的較多。

回流焊根據(jù)溫區(qū)分類

回流焊爐的溫區(qū)長度一般為45cm～50cm，溫區(qū)數(shù)量可以有3、4、5、6、7、8、9、10、12、15甚至更多溫區(qū)，從焊接的角度，回流焊至少有3個溫區(qū)，即預熱區(qū)、焊接區(qū)和冷卻區(qū)，很多爐子在計算溫區(qū)時通常將冷卻區(qū)排除在外，即只計算升溫區(qū)、保溫區(qū)和焊接區(qū)。