Montaż w elektronice_cz.01_Wprowadzenie.ppt Montaż w elektronice Prof. dr hab. inż. Kazimierz FRIEDEL Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław Plan wykładu Wprowadzenie Elementy elektroniczne w obudowach SO, CC i QFP Elementy elektroniczne w obudowach BGA i CSP Montaż Montaż drutowy i flipflip-chip struktur nie obudowanych Tworzywa sztuczne i lepkospręż ystość ść lepkosprężysto Elementy elektroniczne bierne i optoelektroniczne Płytki obwodó obwodów drukowanych Podł czeń ń Podłoża o duż dużej gę gęstoś stości połą połącze Techniki lutowania Podstawy lutowania, luty i topniki Pasty lutownicze Lutowanie bezoł bezołowiowe Mycie po lutowaniu, lutowanie „nono-clean” clean” Wady lutowania, ocena jakoś jakości lutowania, zasady projektowania POD Mechanizm klejenia, kleje Techniki nakł nakładania klejó klejów Techniki montaż montażu powierzchniowego Podsumowanie Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław 1 Montaż w elektronice_cz.01_Wprowadzenie.ppt Plan wykładu Wprowadzenie Elementy elektroniczne w obudowach SO, CC i QFP Elementy elektroniczne w obudowach BGA i CSP Montaż Montaż drutowy i flipflip-chip struktur nie obudowanych Tworzywa sztuczne i lepkospręż ystość ść lepkosprężysto Elementy elektroniczne bierne i optoelektroniczne Płytki obwodó obwodów drukowanych Podł czeń ń Podłoża o duż dużej gę gęstoś stości połą połącze Techniki lutowania Podstawy lutowania, luty i topniki Pasty lutownicze Lutowanie bezoł bezołowiowe Mycie po lutowaniu, lutowanie „nono-clean” clean” Wady lutowania, ocena jakoś jakości lutowania, zasady projektowania POD Mechanizm klejenia, kleje Techniki nakł nakładania klejó klejów Techniki montaż montażu powierzchniowego Podsumowanie Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław W roku 2005: Udział Udział [mld USD] Produkt globalny 50.000 Przemysł Przemysł elektroniczny 2.000 Półprzewodniki 400 Montaż Montaż 150 Materiał Materiały 45 Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław 2 Montaż w elektronice_cz.01_Wprowadzenie.ppt Przemysł samochodowy Przetwarzanie informacji Elektronika przemysłowa Elektronika powszechnego użytku Telekomunikacja Wartość Wartość produkcji elektronicznej w podziale na waż ważniejsze segmenty gospodarki 100 90 80 Udział w % 70 60 50 40 30 20 10 0 Świat Ameryka Europa Japonia Azja/Pacyfik Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław Poró Porównanie technik upakowania Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław 3 Montaż w elektronice_cz.01_Wprowadzenie.ppt Poró Porównanie technik upakowania klasyczny montaż montaż przewlekany (THT) montaż montaż struktur nie obudowanych lub powierzchniowy (SMT) (DCA) na podł podłożach o duż dużej gę gęstoś stości połą czeń ń (HDI) połącze Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław Obudowa elementu elektronicznego Funkcje umożliwia mechaniczne i elektryczne połączenie struktury półprzewodnikowej z resztą obwodu elektronicznego, umożliwia skuteczne rozproszenie ciepła, chroni przed narażeniami klimatycznymi i mechanicznymi. Architektura wyprowadzeń wyprowadzeń (obwodowa i powierzchniowa) Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław 4 Montaż w elektronice_cz.01_Wprowadzenie.ppt Architektura wyprowadzeń wyprowadzeń elementó elementów elektronicznych Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław „Życiorys” produktu Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław 5 Montaż w elektronice_cz.01_Wprowadzenie.ppt Prawo Moor’a (1965) Liczba elementarnych obwodów struktury półprzewodnikowej podwaja się co 18 – 24 miesięcy. Trwają poszukiwania nowych materiałów i technologii, które zastąpią krzem. Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław Struktura aparatury elektronicznej W skład aparatury elektronicznej (PC, odtwarzacz DVD, telefon komórkowy, system sterowania poduszką powietrzną, itp.) wchodzą następujące podzespoły: mikroelektroniczne radiowe i mikrofalowe optoelektroniczne mikro-elektro-mechaniczne (MEMS) 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. Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław 6 Montaż w elektronice_cz.01_Wprowadzenie.ppt Podzespoły mikroelektroniczne Najważniejszy składnik aparatury elektronicznej. Tranzystor jest najmniejszą, niepodzielną częścią wszystkich nowoczesnych obwodów elektronicznych. Historia: - odkrycie tranzystora (1949), - tranzystor planarny (1959), - układ scalony (1959). Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław Podzespoły radiowe i mikrofalowe Transmisja bezprzewodowa – Marconi (1901). Technika elektroniczna zmierza w kierunku aparatury przenośnej i bezprzewodowej. Zaletą łączności 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 (Global Positioning Systems) Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław 7 Montaż w elektronice_cz.01_Wprowadzenie.ppt Podzespoły optoelektroniczne W 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 szybkością gigabitów na sekundę (Internet). Dzisiejsze lasery mogą emitować 10 petafotonów/s, a detektory mogą wykrywać 1 petabit/s w pojedyńczym światłowodzie. Sieci światłowodowe są stosowane nie tylko w sieciach WAN ale też w sieciach LAN. Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław MEMS - MOEMS MEMS są kolejnym krokiem w rewolucji półprzewodnikowej. Umożliwiają zrealizowanie mikroskopijnych żyroskopów, silników, pomp z systemami zaworów, analizatorów składu płynów czy gazów, stolików X-Y, itp. Ceny tych urządzeń mogą być groszowe! Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław 8 Montaż w elektronice_cz.01_Wprowadzenie.ppt 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. Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław Struktura aparatury elektronicznej Hierarchiczne poziomy strukturalne aparatury elektronicznej (definicje) ѻ Struktura (chip) – nie obudowany i niepodzielny przyrząd czynny lub bierny, zaopatrzony we wszystkie niezbędne połączenia wewnętrzne. ѻ Element – struktura w obudowie (moduł jednostrukturowy). ѻ Moduł wielostrukturowy – co najmniej dwie struktury półprzewodnikowe w jednej obudowie, wraz z wszystkimi połączeniami wewnętrznymi i wyprowadzeniami umożliwiającymi połączenie z obwodem drukowanym. ѻ Karta – podłoże wraz z elementami i modułami oraz wszystkimi niezbędnymi połączeniami (płytka obwodu drukowanego). ѻ Płyta główna – podzespół umożliwiający realizację połączeń między kartami. ѻ Okablowanie – podzespoły umożliwiające realizację połączeń wewnątrzaparaturowych. ѻ Konstrukcje nośne Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław 9 Montaż w elektronice_cz.01_Wprowadzenie.ppt Struktura aparatury elektronicznej System moduł modułowy (ang. CardCard-onon-board) board) Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław Poziomy montaż montażu Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław 10 Montaż w elektronice_cz.01_Wprowadzenie.ppt Poziomy montaż montażu Moduły wielostrukturowe. Podłoża – ceramika wielowarstwowa. Moduł TCM – ang. Thermal Conduction Module Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław Poziomy montaż montażu Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław 11 Montaż w elektronice_cz.01_Wprowadzenie.ppt Rozpraszanie ciepł ciepła Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław Rozpraszanie ciepł ciepła Wydział Wydział Elektroniki Mikrosystemó Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocł Wrocławska ul. Grabiszyń Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł Wrocław 12
