作為一種有助于可穿戴電子設(shè)備的多功能和高性能的電路組裝技術(shù),嵌入式技術(shù)在縮小組件之間的互連路徑和減少傳輸損耗方面發(fā)揮著積極作用。它是將印刷電路板(PCB)引向小型化,高完整性和高性能的解決方案之一。它將有源器件(AD)和無(wú)源器件(PD)掩埋在板內(nèi)或嵌入腔體中。嵌入式技術(shù)的應(yīng)用有助于明顯減少連接點(diǎn),外部焊盤(pán),通孔數(shù)量和引線長(zhǎng)度,從而可以提高電路板的完整性,并且可以降低印刷電路的寄生電感。截至目前,商用,航空,軍用和醫(yī)療產(chǎn)品已成為應(yīng)用嵌入式組件PC板的主要候選產(chǎn)品。
嵌入式技術(shù)
目前,有兩種嵌入式技術(shù)應(yīng)用于PCB,它們?cè)诎惭b方法上各不相同。一個(gè)取決于墊,而另一個(gè)取決于通孔。下圖演示了嵌入式PCB組裝方法及其子類(lèi)別的主要類(lèi)型。
當(dāng)涉及到嵌入式組件PCB時(shí)墊作為安裝方法,首先,嵌入式元件應(yīng)組裝在基板上形成的電極上,并進(jìn)行電連接。然后,施加絕緣樹(shù)脂以填充和掩埋組件和電極。對(duì)于安裝,SMT是依賴(lài)的。焊料或?qū)щ娬澈蟿┯米靼惭b材料。
組件嵌入式PCB組裝程序
當(dāng)要嵌入的組件裸露時(shí)死,應(yīng)選擇芯片鍵合。如果組件是PD,模具封裝或晶圓級(jí)芯片尺寸封裝(WLCSP),則應(yīng)采用超聲波焊接,可控塌陷芯片連接,環(huán)氧封裝焊接連接(ESC)和導(dǎo)電樹(shù)脂等。然而,AD安裝應(yīng)該利用波峰焊或?qū)щ姌?shù)脂的焊料。
根據(jù)目前的制造設(shè)備和技術(shù)能力,墊作為安裝方法的優(yōu)點(diǎn)包括:
安裝方法 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) |
Pad Pading |
?它是可訪問(wèn)的; ?它具有關(guān)鍵技術(shù),難度較小; |
?它的程序有點(diǎn)復(fù)雜; ?需要從PCB制造到表面貼裝技術(shù)(SMT)組裝的工藝流程; ?嵌入式組件需要焊接,這會(huì)增加不可靠性的風(fēng)險(xiǎn)。 |
通孔安裝 |
?它包含的步驟很少; ?嵌入式組件不需要經(jīng)過(guò)焊接,這提高了產(chǎn)品的可靠性; |
?它的高復(fù)雜性和不成熟性,尤其是涉及嵌入式組件的微孔制造和對(duì)準(zhǔn)技術(shù)時(shí)。 |
本文將討論涉及pad作為安裝方法的嵌入式技術(shù)。
為了尋求埋入PCB中的AD和PCB腔體中的表面貼裝器件(SMD)嵌入的技術(shù)可行性,必須首先進(jìn)行設(shè)計(jì)和工藝流程研究。本文以雙層嵌入式PCB為例,包括球柵陣列(BGA),芯片級(jí)封裝(CSP)和四方扁平封裝(QFP)。
a。跟蹤設(shè)計(jì)
b。嵌入式PCB的制造程序。下圖顯示了包含嵌入式組件的基板的制造過(guò)程。
c。嵌入式組件裝配在腔體中。腔體中的元件組裝是嵌入式技術(shù)的主要困難之一。一方面,傳統(tǒng)的平面圖案焊膏印刷技術(shù)未能應(yīng)用。另一方面,在成功安裝后的波峰焊接過(guò)程中,腔內(nèi)的氣體不能平穩(wěn)地排出,導(dǎo)致高的焊接空隙。為了解決這兩個(gè)問(wèn)題,應(yīng)使用焊膏印刷技術(shù)和真空波峰焊技術(shù),制造工作流程如下所示。
由于安裝,堵塞,清潔和噴涂是普通的成熟技術(shù),本文其余部分的討論將集中在焊膏印刷技術(shù)和真空波峰焊技術(shù)。
?全自動(dòng)焊膏印刷技術(shù)的特點(diǎn)屬性高效率和高精度,適用于所有類(lèi)型的復(fù)雜和高密度PCB。
?要實(shí)現(xiàn)波峰焊,第一步是真空吸塵。當(dāng)真空腔中的壓力強(qiáng)度達(dá)到調(diào)節(jié)的真空度時(shí),車(chē)輛部件開(kāi)始被加熱。從室溫到波峰焊接的峰值溫度,加熱表面的溫度以每秒0.5℃至1.0℃的速度升高,即200℃,該溫度保持120秒。當(dāng)焊料完全熔化時(shí),真空腔內(nèi)的壓力強(qiáng)度從真空條件轉(zhuǎn)變?yōu)榇髿鈼l件。在熔化焊料收縮的內(nèi)部空心壓縮下,溫度開(kāi)始下降。
測(cè)試和檢查
a。焊接質(zhì)量檢測(cè) - AXI將用于檢查埋在PCB中的嵌入式元件的焊接質(zhì)量。檢查項(xiàng)目包括熱損傷,燃燒,裂縫,劃傷,破碎,破裂或其他損壞。元件安裝位置和精度應(yīng)合格。焊料表面應(yīng)保證清潔,光滑,無(wú)裂紋,剝落,不規(guī)則,假焊接,型腔,脫焊,不潤(rùn)濕和金屬掉落。
b。電氣測(cè)試 - 應(yīng)設(shè)計(jì)測(cè)試編程,以確保板上的所有電路都能通過(guò)電源成功完成。
c。機(jī)械強(qiáng)度測(cè)試 - 旨在測(cè)試腔內(nèi)部件的焊接強(qiáng)度。
d。環(huán)境適用性測(cè)試 - 僅適用于將在極端環(huán)境中使用的產(chǎn)品。環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試涵蓋了從極端溫度,濕度到振動(dòng)和壓力的測(cè)試環(huán)境,具體應(yīng)用條件和要求。
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