Joseph Fjelstad—Verdant Electronics

    本文介绍一种新的组装工艺，它不使用焊料（无焊料），简化了制造过程，完全改变了电子产品的制造方法，因而极具发展前景。

    一种新型的无焊料电子产品组装工艺已经孕育并正在发展，它的概念灵感来自于14世纪英格兰 哲学家和逻辑学家Occam（奥克姆），因而命名为“Occam工艺”。与此前的无焊料工艺（如：使用导电胶代替焊膏进行组装），以及传统的焊料组装工艺相比，此工艺生产的产品预计将更加可靠。

    电子组装面临的严峻挑战

    ·强制法规（如：RoHS）规定电子产品必须实施无铅化生产，但无铅焊料要求这些产品经受更高的温度，而表面处理广泛采用镀纯锡的方式，进而带来了可靠性问题。

    ·封装尺寸和成本的持续降低给元件贴装的可靠性带来挑战

    ·全球采购及供应链的扩张意味着会有更多的远程印刷电路板供应商，这就减少了国内技术发展的资源和支持

    采用Verdant公司发明的倒序互连工艺方案进行组装设计与制造将不会使用焊料，因此完全避免了以下相关问题：

    ·无铅焊接所经历的高温

    ·细间距条件下不易清除的助焊剂残留

    ·焊料互连位置的机械冲击与热循环可靠性

    该组装结构经过全面测试，其中烧结封装的IC元件是经过预包封的，这样可以完全避免元件引脚上锡须生长的可能性，同时也消除了使用保形涂层完全覆盖带来的问题（因为该工艺完全不需要保形涂层）。

    尽管这项技术制造的一些实物可以与传统的电路板用在一起，但它更吸引人的优点在于并不需要另行制作印刷电路板。因此，它彻底避开了供应链管理、库存管理和修改设计带来的相关问题。

    相反，在这项技术中，元件引脚的互连是通过在上一层包封模块表面的引脚阵列上电镀铜来实现的，而电路层可以采用共层压方式，或者采用以往用在某些裸片多芯片和微处理器模块上的加成法形成电路的方式。

    互连可随时进行重新设计，甚至可以在制造它们的时候才进行。层间的连接可在共层压或加成法制造期间同时完成，因此没有高径深比的通孔。这种组装预计成本很低，并且能同时解决原位的热量增加、电磁屏蔽、嵌入式光电元件，等等。

过程概述

    Occam工艺是一种倒序互连工艺，在其工序中采用了许多成熟、低风险和常见的核心处理技术。元件被安装到它们的最终位置之后，通过电镀铜进行互连。如图1所示，这种工艺不需要传统的电路板技术，也不使用焊膏。

图1：传统SMT工艺与Occam工艺的比较，可发现供应链与制造周期明显缩短

    相比较而言，传统的电子组装是将元件贴在板卡上，并通过焊膏的粘力暂时固定，最后通过回流形成焊点永久固定。

    在Occam工艺中，首先将元件贴在可揭去的粘结胶带上，胶带固定在一块临时或永久的基板上，然后注胶实现永久粘合。胶带和基板用于暂时固定元件，并在整个结构被密封后拆掉。因此，已测试的或密封的元件阵列将组成一块单片的组装电路，每个元件都被固定在其中。引线端可通过除去临时基板和胶带而露出来，或在永久基板上制造通孔来完成；通孔可使用机械切削、高压喷水钻孔或激光打孔的方法加工。