电子工艺工程师培训-电子产品生产工艺质量控制(1)

电子产品生产工艺质量控制 Module1 1 课程内容 一 电子产品发展概述二 电子产品工艺技术三 检验检测技术应用四 电子产品生产的工艺管理五 电子产品生产的质量控制六 可制造 测试性设计技术应用 2 课程内容 一 电子产品发展概述 1 电子产品应用等级分类2 电子元器件及封装技术发展3 工艺材料应用发展4 电子产品生产的应用标准 3 课程内容一 一 电子产品发展概述1 电子产品应用等级分类 1 应用性能类别 a 专用电子设备 最高要求空间和卫星装置 军事或民用航空装置 军事或武器系统的通讯装置 核设施监测 控制系统 生命医疗电子装备等 b 专用商务设备 很高要求地面动力运输装备 如汽车汽车发动机仓内的发动机管理系统 ABS 安全气囊等 电力控制装置 商用通信装备等 4 课程内容一 一 电子产品发展概述1 电子产品应用等级分类 1 应用性能类别 c 专用设备 高要求高品质工业控制设备 工业 商业专用计算机系统装备 个人通讯装备 d 专用设备 中等要求通用工业电子设备 通用医疗电子设备 中档计算机外围装置 5 课程内容一 一 电子产品发展概述1 电子产品应用等级分类 1 应用性能类别 e 专用设备 低要求办公电子设备 检测通用设备 一般照明控制系统 f 半专用设备 一般要求专业音响和影像设备 汽车乘用舱电子设备 高品质消费 娱乐电子设备 桌面和掌上电子设备 6 课程内容一 一 电子产品发展概述1 电子产品应用等级分类 1 应用性能类别 g 商业电子设备 一般要求家用电子设备或装置 一般娱乐电子设备 计算器 玩具 7 课程内容一 一 电子产品发展概述1 电子产品应用等级分类 2 电子整机基本构成 8 课程内容一 一 电子产品发展概述1 电子产品应用等级分类 3 板级电路 9 课程内容一 板级电路模块 PCBA 是具有独立功能和性能的电子电路 是构成电子产品的最基础的核心部件 板级电路模块的制造是电子产品生产过程中最能体现工艺技术应用水平的主要环节 一 电子产品发展概述1 电子产品应用等级分类 3 板级电路 10 课程内容一 不同应用等级要求的电子产品必须选择与其使用条件相符的电子元器件及材料 质量保证等级 可靠性 失效 预计等级 一 电子产品发展概述1 电子产品应用等级分类 4 电子元器件 11 课程内容一 a 等级 宇航级 最高质量 最高可靠性 军品级 准高可靠 通过了100 筛选 一致性检验 工业级 较高可靠工业设备应用 民用级 一般使用要求的装置应用 一 电子产品发展概述1 电子产品应用等级分类 4 电子元器件 12 课程内容一 b 应用温度范围 55 125 一般将该类元器件称为 军品 级但满足此温度要求的元器件不能严格地称为军品 40 85 通称为 工业品 0 70 通称为 民品 一 电子产品发展概述1 电子产品应用等级分类 4 电子元器件 13 课程内容一 c 使用控制要求 采用标准的 系列化的元器件 关键 重要的部件应选用质量等级高的元器件 可靠性指标高的产品应选用质量等级高的元器件 元器件类型应与产品预期工作环境 质量或可靠性等级相适宜 不片面选择高性能和 以高代低 最大限度控制元器件品种规格和供应方数量 新品 重要件 关键件应经质量认定 一 电子产品发展概述1 电子产品应用等级分类 4 电子元器件 14 课程内容一 15 课程内容一 A 按功能分 a 无源元器件 电阻 电容 电感 电位器 连接器 插座 插针 屏蔽罩 开关等 b 有源元器件 二极管 三极管 光电器件 MCM等集成电路 1 电子元器件 一 电子产品发展概述2 电子元器件及封装技术发展 16 课程内容一 1 电子元器件 一 电子产品发展概述2 电子元器件及封装技术发展 17 课程内容一 1 电子元器件 一 电子产品发展概述2 电子元器件及封装技术发展 18 课程内容一 1 电子元器件 B 封装分类 a 通孔插装元器件 典型特征是元器件引出端均为金属引线 该类型元器件主要适用于通孔组装焊接工艺 即元件引出端需要垂直穿过印制电路板上的电镀通孔 并完成焊接 一 电子产品发展概述2 电子元器件及封装技术发展 19 课程内容一 20 课程内容一 21 课程内容一 1 电子元器件 B 按工艺封装分类 b 表面贴装元器件 元器件引出端分为有引线和无引线两大类 组装焊接时元件引出端不需穿过印制电路板的通孔 而是 水平 坐在印制电路析上的焊盘上并完成焊接 一 电子产品发展概述2 电子元器件及封装技术发展 22 课程内容一 23 课程内容一 24 课程内容一 表贴装电子元器件典型焊端类型 25 课程内容一 2 封装技术 封装 Package 使用要求的材料 将设计电路按照特定的输入输出端进行安装 连接 固定 灌封 标识的工艺技术 A 内涵 一 电子产品发展概述2 电子元器件及封装技术发展 26 课程内容一 2 封装技术 B 作用 a 保护 保障电路工作环境与外界隔离 具有防潮 防尘 b 支撑 引出端及壳体在组装和焊接过程保持距离和缓冲应力作用 c 散热 电路工作时的热量施放 d 电绝缘 保障不与其他元件或电路单元的电气干涉 e 过渡 电路物理尺寸的转换 一 电子产品发展概述2 电子元器件及封装技术发展 27 课程内容一 2 封装技术 a 晶圆裸芯片b 集成电路芯片c 板级电路模块PCBAd 板级互连e 整机f 系统 一 电子产品发展概述2 电子元器件及封装技术发展 28 课程内容一 电子封装技术发展历程20世纪50年代以前是玻璃壳真空电子管20世纪60年代是金属壳封装的半导体三极管20世纪70年代封装是陶瓷扁平 双列直插封装小规模数字逻辑电路器件出现20世纪70年代末表面贴装技术SMT出现 分立元件片式化 玻璃 20世纪80年代LSI出现 表面贴装器件SMD问世 陶瓷 塑料SOP PLCC QFP呈现多样化状况20世纪90年代VLSI出现 MCM技术迅速发展 超高规模路小型化 多引脚封装趋势 塑料封装开始占据主流 片式元件达到0201 BGA CSP大量应用21世纪始 多端子 窄节距 高密度封装成为主流 片式元件达到01005尺寸 三维 光电集成封装技术成为研究开发的重点 29 课程内容一 30 课程内容一 电子元器件封装引脚间距发展趋势 31 课程内容一 器件封装引线中心间距变化对工艺装备的精度要求 32 课程内容一 三维叠层元器件封装 33 课程内容一 多芯片组件封装与组装工艺技术应用 34 课程内容一 C 发展趋势 高密度 细间距 超细间距PCB 三维立体互连 应用于晶圆级 元件级和板级电路 光电混和互连 2 封装技术 一 电子产品发展概述2 电子元器件及封装技术发展 课程内容一 封装及工艺技术应用 35 36 课程内容一 1 封装材料 A 基本要求 封装材料具有如下特性要求 热膨胀系数 与衬底 电路芯片的热膨胀性能相匹配 介电特性 常数及损耗 快速响应电路工作 电信号传输延迟小 导热性 利于电路工作的热量施放 机械特性 具有一定的强度 硬度和韧性 一 电子产品发展概述3 工艺材料应用发展 37 课程内容一 B 材料应用类别 a 金属 铜 铝 钢 钨 镍 可伐合金等 多用于宇航及军品元器件管壳 b 陶瓷 氧化铝 碳化硅 氧化铍 玻璃陶瓷 钻石等材料均有应用 具有较好的气密性 电传输 热传导 机械特性 可靠性高 不仅可作为封装材料 也多用于基板 但脆性高易受损 双列直插 DIP 扁平 FP 无引线芯片载体 LCCC QFP等器件均可为陶瓷封装 1 封装材料 一 电子产品发展概述3 工艺材料应用发展 38 课程内容一 39 课程内容一 封装用陶瓷材料特性表 40 课程内容一 B 材料应用类别 c 塑料 通常分为热固性聚合物和热塑性聚合物 如酚醛树脂 环氧树脂 硅胶等 采用一定的成型技术 转移 喷射 预成型 进行封装 当前90 以上元器件均已为塑料封装 始用于小外形 SOT 三极管 双列直插 DIP 现常见的SOP PLCC QFP BGA等大多为塑料封装的了 器件的引线中心间距从2 54mm DIP 降至0 4mm QFP 厚度从3 6mm DIP 降至1 0mm QFP 引出端数量高达350多 1 封装材料 一 电子产品发展概述3 工艺材料应用发展 41 课程内容一 B 材料应用类别 d 玻璃 1 封装材料 一 电子产品发展概述3 工艺材料应用发展 42 课程内容一 PCB PWB为PCBA提供电源加载 引导电路信号传输 散热的载体 其次还具有支撑 固定各类部件 元器件 机械零件等 是构成PCBA最根本的基础组成部分 2 印制电路 线路板 PCB PWB 一 电子产品发展概述3 工艺材料应用发展 43 课程内容一 20世纪40年代 印制板概念在英国形成 20世纪50年代 单面印制板应用 20世纪60年代 通孔金属化的双面印制板出现 20世纪70年代 多层PCB迅速得到广泛应用 20世纪80年代 表面贴装印制板逐渐成为主流 20世纪90年代 表面贴装元器件开始采用印制板技术 高密度MCM BGA 芯片级封装得到迅猛发展 21世纪始 埋设元件 三维印制板技术得到应用和发展 44 课程内容一 45 课程内容一 46 课程内容一 单面板只在基板的一面有导线及元件布置 2 印制电路 线路板 PCB PWB 一 电子产品发展概述3 工艺材料应用发展 47 课程内容一 双面板基板的两面均有导线及元件布置 2 印制电路 线路板 PCB PWB 一 电子产品发展概述3 工艺材料应用发展 48 课程内容一 多层板基板的两面均有导线 内层导线及金属化导通孔及双面元件布置 2 印制电路 线路板 PCB PWB 一 电子产品发展概述3 工艺材料应用发展 49 课程内容一 c 主要构成 导线 含板面导线及多层板内导线 焊盘 表面贴装元器件安装及焊接所需 电镀通孔 插装元器件的安装及焊接所需 电镀过孔 埋孔 盲孔 连接各层之间的导线 阻焊膜 防止相关部位的非预期焊接 电绝缘 保护 字符 标记位号等信息 安装孔及定位孔 安置固定部件或定位PCB 2 印制电路 线路板 PCB PWB 一 电子产品发展概述3 工艺材料应用发展 50 课程内容一 a 基材 纸基酚醛树脂板 FR 1 FR 2 FR 3 填充物以木浆 棉浆 阻燃纸等为主 机械强度 电绝缘性 耐热性较低 成本也低 用于部分家用电子产品 音响 电话 按键 计算器等 不适合高密度基板制作 工作环境也不适于高温 高湿条件 耐热性 130 30分钟 耐焊性 260 10秒 2 印制电路 线路板 PCB PWB 一 电子产品发展概述3 工艺材料应用发展 51 课程内容一 a 基材 环氧玻纤布基板 FR 4 FR 5 平纹玻纤组织 一般PCB厚度 1 0mm 1 6mm 用厚度0 18mm 0 28mm的厚布 高密度PCB则使用薄布 0 05mm 0 1mm 机械强度高 耐热性好 电绝缘性和尺寸稳定性好 多用于高密度多层PCB 如半导体载片 计算机主板 汽车控制电路 手机等 薄板的翘曲度不佳 耐热性 200 60分钟 耐焊性 260 20秒 2 印制电路 线路板 PCB PWB 一 电子产品发展概述3 工艺材料应用发展 52 课程内容一 a 基材 合成纤维纸布基环氧板 有聚脂纤维 涤纶 纸布基和芳纶纤维纸布两类 介电常数 电绝缘性好 但聚脂纸布基的耐热性差 130 60分钟 易产生静电 不适用于高温条件 应用已较少 但芳纶纤维纸布基则在尺寸稳定性 耐热性 介电常数等方面与FR 4相当 从而成为其替代者 可用于大型计算机主板 汽车控制电路 手机等 两者的吸湿性 翘曲度均不佳 耐热性 200 60分钟 芳纶 耐焊性 260 180秒 芳纶 2 印制电路 线路板 PCB PWB 一 电子产品发展概述3 工艺材料应用发展 53 课程内容一 a 基材 复合基板 CEM 1 CEM 3 玻纤布和纸混合 CEM 1 玻纤布和玻纤纸混合 CEM 3 均采用阻燃型环氧树脂 性能上强过纸基板 耐热性 介电特性 可钻孔性能优于或赞同于FR 4 但翘曲度大