二、現代電子裝聯工藝
可靠性問題的提出現代電子裝聯工藝可靠性問題是伴隨著微電子封裝技術和高密度組裝技術的發展而不斷積累起來的。
(1)在由大量分立元器件構成的分立電路時代,電路的功能比較單一。產品預期的主要技術性能和可靠性特性主要由設計的質量和完善性所決定。產品的制造難度也并不很高,由于組裝的空間比較大,焊點形狀比較單一,焊點數也不是太多,因此,裝聯工藝可靠性并不占有特別的地位。
(2)隨著電子產品復雜程度的不斷增加,各種小型化元器件和小規模的IC器件在各種類型的收音機、錄音機、錄放像機、通信機、雷達、制導系統、電子計算機及宇航控制設備等中大量應用。因此,此階段電子設備復雜程度的顯著標志是所需的元器件數量大量增加。一般說來,電子設備所用的元器件數量越多,其可靠性問題就越嚴重,為保證設備或系統能可靠地工作,對元器件可靠性的要求就非常突出、非常苛刻。
(3)隨著世界經濟發展的國際化,電子設備的使用環境日益嚴酷,從實驗室到野外,從熱帶到寒帶,從陸地到深海,從高空到宇宙空間,經受著不同的環境條件的考驗。溫度、濕度、海水、鹽霧、沖擊、振動、宇宙粒子、各種輻射等對電子元器件所構成的綜合影響導致產品失效的可能性增大。因此,設計加固技術越來越重要,甚至構成了確保電子設備系統在嚴酷環境中工作可靠性的關鍵因素。
(4)隨著現代半導體封裝技術的日新月異的發展,多芯片封裝(SoP)、系統級封裝(SiP)、多芯片模塊(MCM)等的應用,使得電子設備技術全面跨入了第四代,如圖1所示。
圖1
各種超大規模的模組化芯片封裝技術不斷涌現,諸如:① SoC:把多種芯片的電路集成在一個大的硅圓片上,導致由單個小芯片級封裝轉向硅圓片級封裝。② SiP:把多個芯片置于單一封裝中,構成系統級封裝。各芯片通過三維堆疊封裝集成在一起,實現較高的性能密度和集成度。SiP還允許無源元件和其他元件(如濾波器和連接器)在同一個封裝中集成。SiP的最終目標是在一個封裝體內組裝入系統的整個功能,這樣有利于小型化、薄型化和輕量化,具有開發周期短,交貨期快等特點,提高了電氣特性,降低了噪聲和耗電,如圖2所示。
圖2