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。

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。

组装板随后进行铜金属化的过程，可使用标准的电路板增厚工艺（加成法），制作的电路图案可实现所有元件 引脚之间的互连，但大多数情况下需要制造多层板，因此 在镀铜层上铺上绝缘层，然后重复这些过程直至所要求的 互连全部完成（如图3-1、3-2）。

最终的电路层可以连接到各种用户界面、显示和电源 接口，然后包覆一层相同形状的或刚性的绝缘保护层。如 需要制造两层元件，可以将它们堆叠起来，在一个中心支撑板上进行背靠背的连接，并可以附带各种传热结构。

讨论
Verdant Electronics公司的创新概念彻底摒弃了组装工 艺中的焊料。无焊料的概念并不新鲜，但此前提出的方法 （如：以导电胶代替）并没有为市场所接受，推测其原因 是操作困难或可靠性上有问题。

虽然早期看来Verdant的解决方案有些不切实际，因为 焊料工艺已经是电子组装业事实上的标准，但是那些非常 熟悉电子组装领域的人们将会从以前的工作认识到，在使 用裸芯片构建更加复杂和具有挑战性的多芯片模块与IC封装 的过程中，Verdant的技术既是可能又可行的。今天，完成 Occam方法的所有材料、设备和工艺都是可以得到和运行 的。组装工厂的最大变化只不过是引进成熟的加成法制板 技术。

因为该工艺无需使组装板暴露在回流焊的高温中，所 以元件的潮敏等级（MSL）——用以衡量元件吸收湿气而在焊接中发生排气爆炸的风险——可以不予考 虑。所有元件都可认为是MSL-1级，这意味着 它们不要求进行干燥贮存、特殊处理或记录。 该工艺还允许使用那些不能承受无铅焊接温度 的元件（如铝电容、光电器件、连接器等）。

至于标准的印刷电路板，其互连结构仍须 设计和制造，但解除了某些限制。例如，该工 艺无需为大元件的焊接提供大尺寸的焊盘，简 化了布线（如图5-1，5-2）。这样，该工艺 支持更高的电路密度并减少了所需的层数。同 样，当需要制造特殊结构时，没有必要让所有 高径深比的通孔穿过组装层。

同时，停用印刷线路板避免了很多不太被 注意到的成本开支，例如：供应链管理（供应 商资格认证、交付周期、引入QC管理等）、 测试、库存管理、防护贮存、烘烤、装卸搬运 等。由于互连直到组装之后才形成，其设计可 以按照需要修改，而不必考虑钻孔、填充和跳 线的要求。预计成品将会由坚韧的、热膨胀系 数匹配的环氧树脂或其它材料来密封，因而非 常结实。

总之，这种改进的组装方法给OEM提供了 一个新的选择，可以进行高可靠性和低成本的 电子组装制造，同时，更为有利的是，产品不 仅符合RoHS的要求，而且与焊料组装产品相比 更加环保。

表1是Occam工艺和产品优势的总结表。

研发，认证和采用
目前的工作是从头至尾地研发Occam工 艺。例如，一些技术工艺和材料问题、加工属 性、检验规程等，结合互连方案的优化增减， 需要给出解决方案，具体包括：

• 明确规定密封材料及其属性，特别是其 收缩率和热膨胀系数

• 规范制造的准备步骤：平整化、金属 化、预处理、清洗等

• 仔细化置放/定位工艺，确定基准和实际 位置的反馈

• 确立密封后露出引线端的工艺

• 构建加成互连步骤，包括材料和工艺的

调整
认证全部的工艺和产品显然是必要的，但 是预计会有一部分参与者是军用产品开发商。 军方的供应商和用户已经深受无铅电子发展的 冲击，虽然军用产品开发商可以享受豁免待遇，但是他们逐渐发现越来越难以采购到可靠性很好的锡 铅镀层元件。

众所周知，焊点是电子组装的“阿喀琉斯脚跟”之一 （最弱的点），通过改进制造技术而取消焊点，将会引来 高可靠性电子产品开发商对它进行迅速评估。如果此工艺 在可靠性方面超过了传统的组装方法，他们将会迅速采纳 这种方法。

商业上的考虑与优势
Occam工艺具有深远的影响。电子制造的三个部分— —印刷电路板制造、元件制造和组装——将被两个部分所 取代（如图1和图6），这是因为印刷电路板制造和组装从 根本上融入到一个连续的制造过程中。这种方法将大大增 强控制能力，减少目前供应链管理中的收入流失，同时通 过将管理项目最少化而极大地简化了供应链管理。

这项新技术可以解决电子组装工业宏观层面上的问 题，并且有可能处理所有应用领域的问题。如果为OEM广 泛采纳来生产更加便宜、可靠和环保的电子产品，将会对 某些业务带来显著的冲击，比如：

• 电子焊料工业，与之相关的助焊剂、清洗剂、钢网等 供应商，将会感受需求的降低

• EMS工业将采用技术以适应OEM的要求

• 随着时间的推移，传统的印刷电路板制造业和覆铜 板供应商会逐渐淡出舞台，因为传统的印刷电路板 需求会被新的组装原料所代替

• 全球地表采矿企业所建立的锡工业，将会由于电子 产品用锡量的降低而遭受负面影响，但在许多具有 远见的环境学家看来，减少电子产品中锡焊料的使 用是值得的，因为它减少了采矿、精炼消耗，以及 焊接所需的能源消耗

基于此，环境将会受益，高性能电子产品的供应商和 消费者也将受益，特别是那些寻求制造和购买耐用的、可 靠的、环保的产品及应用的人们。

Joseph Fjelstad—Verdant Electronics

图1

图2

图3

图4

图5

图6

表1