浅析表面组装工艺技术

浅析表面组装工艺技术
在电子应用技术智能化、多媒体化、网络化的发展趋势下，SMT技术应运而生。

伴随着90年代科学技术的发展，SMT贴装技术也得到迅速发展和普及，并成为电子产品贴装技术的主要发展趋势。

它不仅变革了传统电子电路组装的概念，其密度化，高速化，标准化等特点在电路组装技术领域占了绝对的优势。

文章将简单讲述有关SMT与防静电的一些基本知识。

标签：工艺技术；工艺流程；工艺材料；SMC/SMD贴装；ESD防护
前言
SMT（英文名Surface Mounted Technology），即表面贴装技术，是一种直接将元器件焊接到印制板表面固定位置上的贴装技术（不需要进行砖孔插孔作业）贴片工艺和贴片设备对生产现场要求的电压必须要稳定，且要防止电磁干扰，操作人员要有防静电意识，生产现场具有良好的照明和通风设施，在生产过程中的温度、湿度、空气清洁度等都有相应的要求，一线的担当人员也必须经过专门培训部门考核后，进行上岗作业。

1 SMT工艺技术
SMT简介电子电路表面组装技术称为表面贴装技术。

它是一种将无引脚或短引线表面组装元器件（简称SMC/SMD，中文称片状元器件）安装在印制电路板的表面或其它基板的表面上，通过回流焊或波峰焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。

1.1 主要特点
（1）元器件重量轻、贴片元器件部品体积小、贴装精密度高，贴片元器件的体积和重量也只有传统插装件的大小1/10左右，SMT生产之后，电子产品体积缩小至原有器件部品的40%～60%，重量减轻至原有器件部品的60%～80%。

（2）元器件焊接不良率低，且可靠性高、抗震能力强。

（3）高频特性好，减少了电磁和射频干扰。

（4）对于现在生产的电子产品易于实现自动化，生产效率提高。

1.2 SMT和THT的比较
SMT和THT的比较：二者的根本区别是“贴”和“插”，为什么要用SMT逐步替代传统生产方式其原因是，随着电子行业发展，而THT-“插”工艺技术采用的是通孔插件法，无法满足电子产品小型化/超薄型，因此被SMT-“贴”工艺技术所取替。

从而将表面组装工艺技术充分与化工，材料技术、涂覆技术、精密机械加工技术、自动控制技术、焊接技术、测试和检验技术、组装设备原理与应用技术等诸多技术相结合。

SMT工艺流程如下：
丝印（红胶/锡膏）→检查（可选AOI光学检查仪或者目视检查）→贴装（优先贴小部品后贴大部品）→检测（可选AOI光学/目视检测）→焊接（采用热风回流焊进行焊接）→检测（可分AOI光学检测外观及功能性测试检查）→维修（使用烙铁及热风枪等）→分离板（手工或者cutting Jig进行分割）
工艺流程简化为：丝印—贴片—焊接—检查（功能性/外观性检查发现不良，需要维修）
2 SMT贴装工艺材料
SMT贴装工艺时，需要包含焊料、焊膏、胶黏剂等焊接和贴片器件，以及助焊剂、清洗剂、热转换介质等工艺材料。

2.1 SMT贴装材料的用途
焊料、焊膏、胶黏剂等材料在波峰焊、回流焊、手工焊三种主要焊接工艺中的作用如下。

（1）焊料和焊膏：回流焊接时采用焊膏，它是焊接材料，同时又能利用其粘性作用提前固定SMC/SMD器件。

（2）焊剂：主要作用是助焊。

（3）胶黏剂：对SMD器件起到加固作用，防止贴装作业时SMD的偏移和脱落现象。

（4）清洗剂：清洗焊接工艺后残留（如钢网焊膏残留，PCB异物等）物。

2.2 焊料
Sn63/Pb37和Sn62/Pb36/Ag2具有最佳综合性能，而在低熔点焊料中，Sn43/Pb43/Bi14具有较好的综合性能。

电子产品贴装时Sn-Pb是最普遍的焊料合金物，强度和可润湿性是最合适。

2.3 焊剂
焊剂分为酸性焊剂和树脂焊剂，焊剂的作用是去除金属表面和焊料本身的氧化物或其它表面污染，潤湿被焊接的金属表面。

2.4 清洗剂
清洗剂应满足化学和热稳定性好，在贮存和使用期间不发生分解，不与其它物质发生化学反应，对接触材料弱腐蚀或无腐蚀，具有不燃性和低毒性，操作安全，清洗操作过程中损耗小，必须能在设定温度及时间内进行有效清洗。

3 SMC/SMD贴装工艺技术
SMC：表面组装元件（Surface Mounted components）主要有矩形片式元件、圆柱形片式元件、复合片式元件、异形片式元件。

SMD：它是Surface Mounted Devices的缩写，意为：表面贴装器件，它是SMT元器件中的一种。

（1）贴装机的一般组成：SMT贴装机是计算机控制，并集光、电、气及机械为一体的高精度自动化设备。

（2）主要的影响SMT设备贴装率要素：贴片在选择设备时主要考虑其贴装精度与贴装速度，而在SMT实际使用过程中，为了有效提高产品质量、使成本降低、确保生产效率提高，那么如何提高和确保SMT设备贴装率是摆在使用者面前的首要任务。

（3）贴装机的影响因素：贴片机XY轴传动系统的结构，XY坐标轴向平移传动误差，XY位移检测装置，真空吸嘴Z轴运动对器件贴装偏差的影响等。

（4）贴装机视觉系统：要准确地贴装细间距器件，最主要是摄像机的像元数和光学放大倍数。

（5）贴装机软件系统：高精度贴装机软件系统为二级计算机控制系统，一般采用DOS界面，也有采用Windows界面或UNIX操作系统，由中央控制软件、自动编程软件、贴装头控制系统和视觉处理软件组成。

4 静电防护
4.1 电子产品制造中的静电
在电中不流动的电叫静电，静电是由正电荷和负电荷聚集在一起的电。

静电是一种电能，它存在于物体表面，是正负电荷在局部失衡时产生的一种现象。

静电对电子产品所造成的危害主要表现为损伤，击穿是损伤的一种。

通常静电对部品损害的特点是：（1）隐蔽性。

（2）潜在性。

（3）随机性。

（4）复杂性。

静电防护的特殊性：第一，静电的产生和积累要一定的条件和过程，因此在没有进行保护的产品也未必都会受到静电损害，它是具有一定的随机性；第二，静电释出的能量在多数情况下能量都比较小，因此受到静电损伤的产品也并不会立即不良，部分产品表现为产品漏电，且性能不稳定，甚至在产品出库时测试中也表现不明显，以后发现问题易归咎为材料不良或设计不良而不自醒，因此常使人们认识不到ESD的危害。

4.2 静电放电的防护
基于贴片生产过程的ESD防护系统主要有：（1）生产车间环境静电防护；
（2）人体手环、手套等静电防护；（3）静电防护大地接地；（4）静电检测与仪表检查；（5）生产车间门帘接地；（6）每日点检及维护。

4.3 防静电采用的工具和措施
（1）设备接地；（2）采用防静电地面；（3）采用不锈钢工作台（或者在作业台铺设防静电皮）；（4）使用离子风机；（5）使用自动加湿机；（6）使用铝质传递盘、传递架；（7）工作人员戴防静电手环、穿防静电服和鞋；（8）芯片及成品采用防静电袋包装；（9）成品搁架采用铁质和铝质材料；（10）静电手环每日检测一次、设备接地每月检测一次。

5 结束语
本论文包括了基础知识、发展历程、SMT的工艺流程，重点介绍了SMC/SMD 贴装工艺技术及静电防护，影响SMT技术的一些主要因素，涉及到电子元器件使用、SMT设备的了解和熟悉，操作流程的用电常识等重要电子加工领域，符合当代电子电路贴装行业的发展趋势，对现在加工生产技术的指导具有一定意义。

文章在内容上面比较充实，实用性较强，对在今后的工作中有一定的参考价值。

参考文献
[1]龙绪明.实用电子SMT设计技术[M].北京：机械工业出版社，1997.
[2]张文典.实用表面组装技术[M].电子工业出版社，2006.
[3]贾忠中.SMT工艺质量控制[M].电子工业出版社，2007
[4]李朝林，徐少明.SMT制程[M].天津大学出版社，2009.。