摘要：国产元器件产品的质量控制涉及到多个方面,包括了设计、工艺、生产等各个层面,从电子装联工艺（电装工艺）的角度探讨工艺控制对提高国产元器件产品质量的作用和影响。 本文基于电子产品上，典型进口的和国产的元器件的实际使用情况，对比了国产和进口器件工艺性的差异，探讨了国产元器件应用过程中应该关注的工艺技术问题。 关键词：国产元器件；应用；电子装联工艺
1 国产元器件应用中的问题
随着国产元器件在军品中的广泛应用，在元器件的组装和使用中，会发生很多国产元器件的质量、可靠性问题。器件封装尺寸不一致，在焊盘尺寸没有改进的情况下，将进口器件原位替代为国产器件， 导致焊点不合格。引脚材质发生变化，没有针对性地进行工艺设计的改进，导致器件组装后焊点存在质量隐患。器件的使用可靠性差，出现因元器件封装工艺性差，或其他问题导致的质量损失和产品故障。在封装改变的情况下，没有适时地进行板级适应性验证，导致外场发生引脚断裂等质量事故。基于以上常发电装工艺质量问题，设计师在
国产元器件替代时，除了考虑元器件本身的电气性能须满足要求外，还应评估元器件本身的耐焊接温度性、封装形式及尺寸、湿度敏感性、引脚材质等的变化，对电装工艺、元器件焊点质量产生的系列影响。
2器件封装工艺性
目前我国电子设备尤其是军用电子设备选用进口电子元器件面临多种问题 ，比如停产断档、出口限制与禁运、假冒伪劣、安全隐患等问题，因此，军用电子产品中国产元器件的应用势在必行。随着军用电子产品中国产元器件日益广泛的应用，国产元器件在 PCBA 组件中的占比逐渐增大，与此同时，国产元器件在组装过程中表现出的电装工艺质量问题亦日益凸显。
2.1典型 QFP 封装差异
以航空电子产品上所应用的某 DSP 器件为例，进口器件型号 TMS320F28334PGFA（LQFP 封装），国产器件型号 JDSPF28335（CQFP 封装）。这两个器件主要的工艺性差异会影响器件组装质量及焊点可靠性。
2.1.1器件封装尺寸细胞核染
器件封装尺寸影响到焊盘尺寸，进而影响到元器件焊点形貌和焊点可靠性。两种 QFP 器件的尺寸对比易见：
1）相比进口器件，国产器件的公差范围较大，在进行焊盘设计时应充分考虑各个尺寸的上下限值；
2）进口器件的国产化替代不能原位替代， 须改进封装进行 DFM 设计，比如焊盘对边的外侧距离，国产的要比进口的器件大约 2mm。
3）国产元器件的封装外壳设计、封装尺寸等与进口器件的差异较大，若不加控制的进行原位替代，将导致下游应用端的成本增加和质量问题发生。
2.1.2湿度敏感性
三维数据采集
进口器件为 LQFP 塑封、湿度敏感等级为MSL3 的器件；国产器件为 CQFP 陶瓷封装、非湿度敏感器件，因此在组装工艺上有所区别。进口的器件的 LQFP 湿敏器件，须在 125℃
簧网烘烤除湿 9h，以防止回流焊过程可能产生的爆米花现象，而国产的 CQFP 为非湿敏器件，组装前不需除湿处理。如果忽略湿度敏感等级差异而对国产器件除湿，会造成不必要的过操作浪费。
2.1.3引脚镀层
进口器件为 TI 公司 LQFP 器件，引脚镀层NiPdAu，可焊性良好，与锡铅焊料兼容性好； 国产器件的引脚镀金，直接采用锡铅焊料焊接会使焊接界面生成脆性的金锡IMC，导致焊点“金脆”缺陷。因此，进口器件不需要装前预处理， 而国产器件装前须要进行除金处理，防止“金脆” 问题发生。但是，国产器件除金增加了元器件组装流程，增加了工艺过程风险，成本增加、效率降低。
2.1.4引脚出线方式
进口器件为塑封 LQFP 封装，引脚从器件本体中部引出，引脚高度 0.7mm；国产器件为陶封CQFP 封装，引脚从器件底部引出，引脚高度约0.1mm；LQFP 从器件本体至焊接端引脚的长度大于 CQFP，而 LQFP 比 CQFP 的重心低。当焊点受到应力作用时，LQFP 比 C
QFP 通过引脚释放应力的能力强；因此，在应力作用下的 LQFP 焊点不易开裂，而 CQFP 的焊点易开裂失效，这说明国产器件引出端的设计较差，导致器件的使用可靠性不高。
2.1.5板级适应性
LQFP 相比 CQFP 具有重量轻、重心低、引脚释放应力能力强等特点，这些特点决定了国产 CQFP 器件的抗振动性能力较进口的 LQFP 器件差。当环境的振动负载量值较大时，CQFP 引脚极易发生断裂。在国产 CQFP 器件，在航空电子产品进行强化振动试验中，多次发生引脚断裂的质量问题。
因此，在CQFP 封装国产器件的应用过程中， 一方面应考虑器件安装在 PCB 上的板级适应性 ， 必要时可采用对器件固定、二次成型处理等措施。另一方面，国产元器件供应商在进行元器件的研制中，应加强其板级适应性验证，并给出后端适用方选用指南，以便降低使用端成本、提高替代效率。
2.2BGA 封装工艺性
BGA 封装器件，同样会在国产元器件替代中出现若干问题。通常，进口器件多为 PBGA
封装，而国产器件多为 CBGA 封装。以 φ0.75mm 直径焊球的 BGA 为例，PBGA 和 CBGA 器件本身的特点，决定了两者不能原位替代。如要国产化替代，必须从设计端开始进行 DFM 设计后才能替代；同时，工艺方法应进行适时改进，如装前器件除湿与否、印刷钢网的尺寸设计、印刷工艺参数、贴片工艺参数、焊接温度等，以及工艺检验要求的变化等，必要时应进行板级适应性验证。
3其他工艺性差异
3.1耐焊接温度性
在国产元器件替代过程中，器件选用时还应考虑器件耐焊接温度的性能。如某型号上使用的国产表贴数据存储模块，模块内采用 Sn63Pb37 焊料组装。设计师研制阶段选用器件时，没有考虑到器件耐焊接温度的能力，造成 PCBA 采用Sn63Pb37 焊料回流焊后器件内部故障，且故障率较高，造成产品返修和极大地成本浪费。为此， 元器件供应商应考虑元器件的使用可靠性，降低后端使用方的质量损失。
3.2与清洗液的兼容性
某国产有极性二极管的负极采用油墨标识， 装焊后 PCBA 经清洗后负极标识脱落，验无法识别二极管的装配方向。这是元器件标识与清洗剂不兼容导致的结果，给检验、排故、维修等活动带来了系列问题。一方面，国产元器件供应商应提高其本身器件的使用可靠性；另一方面，工艺设计时，应充分考虑各元器件与清洗剂的兼容性， 防止出现元器件字符脱落类的问题。
双接头4结束语
通过本文的探讨，在军用电子产品国产元器件替代过程中，应充分考虑以下因素对替代后元器件组装质量和可靠性的影响：器件封装尺寸。在进行国产元器件替代前，应针对性地根据国产器件特点进行 DFM 焊盘设计，确保器件与焊盘封装的匹配性。器件封装工艺性。根据国产元器件的特点，有选择性地进行工艺设计，包括装配前的除金要求、钢网设计要求、焊接温度要求、清洗要求、工艺检验要求等的变化，应落实在工艺文件。器件引脚设计和使用可靠性。实践证明， 从封装底部出线的国产器件的使用可靠性低，极易发生引脚断裂问题，现阶段，应根据应力种类和量值，以合适的方式对国产器件采取加固的措施。器件板级适应性。国产器件组装到 PCB 上后，板级适应性差异较大，实际应用中应
基于器件封装特点，并根据实际应用场景采取有效地措施，使器件的板级适应性满足使用要求。
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流水工艺
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