Montaż w elektronice cz.01 Wprowadzenie w elektronice_cz.01...Montażw...

Montaż w elektronice_cz.01_Wprowadzenie.ppt

1

MontaMontażżw elektronicew elektroniceProf. dr hab. inProf. dr hab. inżż. Kazimierz FRIEDEL. Kazimierz FRIEDEL

WydziaWydziałł Elektroniki MikrosystemElektroniki Mikrosystemóów i Fotonikiw i FotonikiPolitechnika WrocPolitechnika Wrocłławskaawska

ul. Grabiszyul. Grabiszyńńska 97, 53ska 97, 53--439 Wroc439 Wrocłławaw

Plan wykładuWprowadzenieWprowadzenieElementy elektroniczne w obudowach SO, CC i QFPElementy elektroniczne w obudowach SO, CC i QFPElementy elektroniczne w obudowach BGA i CSPElementy elektroniczne w obudowach BGA i CSPMontaMontażż drutowy i drutowy i flipflip--chipchip struktur nie obudowanychstruktur nie obudowanychTworzywa sztuczne i Tworzywa sztuczne i lepkosprlepkosprężężystoystośćśćElementy elektroniczne bierne i optoelektroniczne Elementy elektroniczne bierne i optoelektroniczne PPłłytki obwodytki obwodóów drukowanychw drukowanychPodPodłłoożża o dua o dużżej gej gęęstostośści poci połąłączeczeńńTechniki lutowania Techniki lutowania Podstawy lutowania, luty i topnikiPodstawy lutowania, luty i topnikiPasty lutowniczePasty lutowniczeLutowanie bezoLutowanie bezołłowioweowioweMycie po lutowaniu, lutowanie Mycie po lutowaniu, lutowanie „„nono--cleanclean””Wady lutowania, ocena jakoWady lutowania, ocena jakośści lutowania, zasady projektowania PODci lutowania, zasady projektowania PODMechanizm klejenia, klejeMechanizm klejenia, klejeTechniki nakTechniki nakłładania klejadania klejóówwTechniki montaTechniki montażżu powierzchniowegou powierzchniowegoPodsumowaniePodsumowanie




2

Plan wykładuWprowadzenieWprowadzenieElementy elektroniczne w obudowach SO, CC i QFPElementy elektroniczne w obudowach SO, CC i QFPElementy elektroniczne w obudowach BGA i CSPElementy elektroniczne w obudowach BGA i CSPMontaMontażż drutowy i drutowy i flipflip--chipchip struktur nie obudowanychstruktur nie obudowanychTworzywa sztuczne i Tworzywa sztuczne i lepkosprlepkosprężężystoystośćśćElementy elektroniczne bierne i optoelektroniczne Elementy elektroniczne bierne i optoelektroniczne PPłłytki obwodytki obwodóów drukowanychw drukowanychPodPodłłoożża o dua o dużżej gej gęęstostośści poci połąłączeczeńńTechniki lutowania Techniki lutowania Podstawy lutowania, luty i topnikiPodstawy lutowania, luty i topnikiPasty lutowniczePasty lutowniczeLutowanie bezoLutowanie bezołłowioweowioweMycie po lutowaniu, lutowanie Mycie po lutowaniu, lutowanie „„nono--cleanclean””Wady lutowania, ocena jakoWady lutowania, ocena jakośści lutowania, zasady projektowania PODci lutowania, zasady projektowania PODMechanizm klejenia, klejeMechanizm klejenia, klejeTechniki nakTechniki nakłładania klejadania klejóówwTechniki montaTechniki montażżu powierzchniowegou powierzchniowegoPodsumowaniePodsumowanie



4545MateriaMateriałłyy

150150MontaMontażż

400400PPóółłprzewodnikiprzewodniki

2.0002.000PrzemysPrzemysłł elektronicznyelektroniczny

50.00050.000Produkt globalnyProdukt globalny

UdziaUdziałł [[mldmld USD]USD]W roku 2005:W roku 2005:




3

WartoWartośćść produkcji elektronicznej w podziale produkcji elektronicznej w podziale na wana ważżniejsze segmenty gospodarkiniejsze segmenty gospodarki

Świat Ameryka Europa Japonia Azja/Pacyfik0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Udz

iał w

%

Prz

emysł s

amoc

hodo

wy

Prz

etw

arza

nie

info

rmac

ji E

lekt

roni

ka p

rzem

ysło

wa

Ele

ktro

nika

pow

szec

hneg

o uż

ytku

Tel

ekom

unik

acja



PorPoróównanie technik upakowaniawnanie technik upakowania




4

PorPoróównanie technik upakowaniawnanie technik upakowania

klasyczny montaklasyczny montażż przewlekany (THT)przewlekany (THT)lub powierzchniowy (SMT)lub powierzchniowy (SMT)

montamontażż struktur nie obudowanychstruktur nie obudowanych(DCA) na pod(DCA) na podłłoożżach o duach o dużżej gej gęęstostośścicipopołąłączeczeńń (HDI)(HDI)



Obudowa elementu elektronicznegoObudowa elementu elektronicznegoFunkcjeFunkcje

Architektura wyprowadzeArchitektura wyprowadzeńń (obwodowa i powierzchniowa)(obwodowa i powierzchniowa)



umożliwia mechaniczne i elektryczne połączenie strukturypółprzewodnikowej z resztą obwodu elektronicznego,umożliwia skuteczne rozproszenie ciepła,chroni przed narażeniami klimatycznymi i mechanicznymi.


5

Architektura wyprowadzeArchitektura wyprowadzeńń elementelementóów elektronicznychw elektronicznych





„Życiorys” produktu


6



Prawo Moor’a (1965)Liczba elementarnych obwodów struktury półprzewodnikowej podwaja się co 18 – 24 miesięcy.

Trwają poszukiwania nowych materiałów i technologii, które zastąpią krzem.



W skład aparatury elektronicznej (PC, odtwarzacz DVD, telefon komórkowy, system sterowania poduszką powietrzną, itp.) wchodzą następujące podzespoły:

Podzespoły te, zabezpieczone przed narażeniami mechanicznymi i klimatycznymi, są rozmieszczone i wzajemnie połączone na/w podłożach (upakowane), tworząc funkcjonującą aparaturę elektroniczną.

Upakowanie obejmuje również procedury montażowe.

Struktura aparatury elektronicznejStruktura aparatury elektronicznej

mikroelektroniczne

radiowe i mikrofalowe

optoelektroniczne

mikro-elektro-mechaniczne (MEMS)


7



Podzespoły mikroelektroniczne

Najważniejszy składnik aparatury elektronicznej.

Historia: - odkrycie tranzystora (1949),- tranzystor planarny (1959),- układ scalony (1959).

Tranzystor jest najmniejszą, niepodzielną częścią wszystkich nowoczesnych obwodów elektronicznych.



Podzespoły radiowe i mikrofaloweTransmisja bezprzewodowa – Marconi (1901). Technika elektroniczna zmierza w kierunku aparatury przenośnej i bezprzewodowej. Zaletąłączności radiowej jest odcięcie kabli i umożliwienie komunikowania się z dowolnych miejsc w dowolnym czasie. Ma to sens tylko wówczas, gdy aparatura przenośna jest mała i lekka. Transmisja bezprzewodowa nie ogranicza się jedynie do komunikacji ale obejmuje także systemy ostrzegania (radary), alarmy, prognozowanie pogody, określanie położenia (GlobalPositioning Systems)


8



Podzespoły optoelektroniczneW 1970r opracowano wysoce przeźroczyste włókna szklane (Corning Glass Works) oraz lasery półprzewodnikowe pracujące w temperaturze pokojowej (Bell Laboratories). Tę datę uznaje się za początek łączności światłowodowej. Możliwa stała się transmisja sygnałów z szybkościągigabitów na sekundę (Internet).

Dzisiejsze lasery mogą emitować 10 petafotonów/s, a detektory mogą wykrywać 1 petabit/s w pojedyńczymświatłowodzie.

Sieci światłowodowe są stosowane nie tylko w sieciach WAN ale też w sieciach LAN.



MEMS - MOEMSMEMS są kolejnym krokiem w rewolucji półprzewodnikowej. Umożliwiajązrealizowanie mikroskopijnych żyroskopów, silników, pomp z systemami zaworów, analizatorów składu płynów czy gazów, stolików X-Y, itp. Ceny tych urządzeń mogą być groszowe!


9



Upakowanie

Technika upakowania aparatury elektronicznej obejmuje wiedzę dotyczącą:

- obudowywania struktur półprzewodnikowych i optoelektronicznych,

- podłoży umożliwiających rozmieszczenie elementów i zapewniających połączenia elektryczne i optyczne,

- montaż systemów.



Struktura aparatury elektronicznejStruktura aparatury elektronicznej

Hierarchiczne poziomy strukturalne aparaturyHierarchiczne poziomy strukturalne aparaturyelektronicznej (definicje)elektronicznej (definicje)

ѻ Struktura (chip) – nie obudowany i niepodzielny przyrząd czynny lub bierny, zaopatrzony we wszystkie niezbędne połączeniawewnętrzne.

ѻ Element – struktura w obudowie (moduł jednostrukturowy).

ѻ Moduł wielostrukturowy – co najmniej dwie strukturypółprzewodnikowe w jednej obudowie, wraz z wszystkimipołączeniami wewnętrznymi i wyprowadzeniami umożliwiającymipołączenie z obwodem drukowanym.

ѻ Karta – podłoże wraz z elementami i modułami oraz wszystkiminiezbędnymi połączeniami (płytka obwodu drukowanego).

ѻ Płyta główna – podzespół umożliwiający realizację połączeńmiędzy kartami.

ѻ Okablowanie – podzespoły umożliwiające realizację połączeńwewnątrzaparaturowych.

ѻ Konstrukcje nośne


10



Struktura aparatury elektronicznejStruktura aparatury elektronicznejSystem moduSystem modułłowy (ang. owy (ang. CardCard--onon--boardboard))



Poziomy montaPoziomy montażżuu


11



Poziomy Poziomy montamontażżuu

Moduły wielostrukturowe. Podłoża – ceramika wielo-warstwowa.

Moduł TCM – ang. ThermalConduction Module



Poziomy montaPoziomy montażżuu


12



Rozpraszanie ciepRozpraszanie ciepłłaa



Rozpraszanie ciepRozpraszanie ciepłłaa

Montaż w elektronice cz.01 Wprowadzenie w elektronice_cz.01...Montażw...

Documents

Transcript of Montaż w elektronice cz.01 Wprowadzenie w elektronice_cz.01...Montażw...