淺析表面組裝工藝技術

摘 要：在電子應用技術智能化、多媒體化、網絡化的發展趨勢下，SMT技術應運而生。伴隨著90年代科學技術的發展，SMT貼裝技術也得到迅速發展和普及，并成為電子產品貼裝技術的主要發展趨勢。它不僅變革了傳統電子電路組裝的概念，其密度化，高速化，標準化等特點在電路組裝技術領域占了絕對的優勢。文章將簡單講述有關SMT與防靜電的一些基本知識。

關鍵詞：工藝技術；工藝流程；工藝材料；SMC/SMD貼裝；ESD防護

前言

SMT（英文名Surface Mounted Technology），即表面貼裝技術，是一種直接將元器件焊接到印制板表面固定位置上的貼裝技術（不需要進行磚孔插孔作業）貼片工藝和貼片設備對生產現場要求的電壓必須要穩定，且要防止電磁干擾，操作人員要有防靜電意識，生產現場具有良好的照明和通風設施，在生產過程中的溫度、濕度、空氣清潔度等都有相應的要求，一線的擔當人員也必須經過專門培訓部門考核后，進行上崗作業。

1 SMT工藝技術

SMT簡介電子電路表面組裝技術稱為表面貼裝技術。它是一種將無引腳或短引線表面組裝元器件（簡稱SMC/SMD，中文稱片狀元器件）安裝在印制電路板的表面或其它基板的表面上，通過回流焊或波峰焊等方法加以焊接組裝的電路裝連技術。

1.1 主要特點

（1）元器件重量輕、貼片元器件部品體積小、貼裝精密度高，貼片元器件的體積和重量也只有傳統插裝件的大小1/10左右，SMT生產之后，電子產品體積縮小至原有器件部品的40%～60%，重量減輕至原有器件部品的60%～80%。（2）元器件焊接不良率低，且可靠性高、抗震能力強。（3）高頻特性好，減少了電磁和射頻干擾。（4）對于現在生產的電子產品易于實現自動化，生產效率提高。

1.2 SMT和THT的比較

SMT和THT的比較：二者的根本區別是“貼”和“插”，為什么要用SMT逐步替代傳統生產方式其原因是，隨著電子行業發展，而THT-“插”工藝技術采用的是通孔插件法，無法滿足電子產品小型化/超薄型，因此被SMT-“貼”工藝技術所取替。從而將表面組裝工藝技術充分與化工，材料技術、涂覆技術、精密機械加工技術、自動控制技術、焊接技術、測試和檢驗技術、組裝設備原理與應用技術等諸多技術相結合。

SMT工藝流程如下：

絲印（紅膠/錫膏）→檢查（可選AOI光學檢查儀或者目視檢查）→貼裝（優先貼小部品后貼大部品）→檢測（可選AOI光學/目視檢測）→焊接（采用熱風回流焊進行焊接）→檢測（可分AOI光學檢測外觀及功能性測試檢查）→維修（使用烙鐵及熱風槍等）→分離板（手工或者cutting Jig進行分割）

工藝流程簡化為：絲印—貼片—焊接—檢查（功能性/外觀性檢查發現不良，需要維修）

2 SMT貼裝工藝材料

SMT貼裝工藝時，需要包含焊料、焊膏、膠黏劑等焊接和貼片器件，以及助焊劑、清洗劑、熱轉換介質等工藝材料。

2.1 SMT貼裝材料的用途

焊料、焊膏、膠黏劑等材料在波峰焊、回流焊、手工焊三種主要焊接工藝中的作用如下。

（1）焊料和焊膏：回流焊接時采用焊膏，它是焊接材料，同時又能利用其粘性作用提前固定SMC/SMD器件。（2）焊劑：主要作用是助焊。（3）膠黏劑：對SMD器件起到加固作用，防止貼裝作業時SMD的偏移和脫落現象。（4）清洗劑：清洗焊接工藝后殘留（如鋼網焊膏殘留，PCB異物等）物。

2.2 焊料

Sn63/Pb37和Sn62/Pb36/Ag2具有最佳綜合性能，而在低熔點焊料中，Sn43/Pb43/Bi14具有較好的綜合性能。電子產品貼裝時Sn-Pb是最普遍的焊料合金物，強度和可潤濕性是最合適。

2.3 焊劑

焊劑分為酸性焊劑和樹脂焊劑，焊劑的作用是去除金屬表面和焊料本身的氧化物或其它表面污染，潤濕被焊接的金屬表面。

2.4 清洗劑

清洗劑應滿足化學和熱穩定性好，在貯存和使用期間不發生分解，不與其它物質發生化學反應，對接觸材料弱腐蝕或無腐蝕，具有不燃性和低毒性，操作安全，清洗操作過程中損耗小，必須能在設定溫度及時間內進行有效清洗。

3 SMC/SMD貼裝工藝技術

SMC：表面組裝元件（Surface Mounted components）主要有矩形片式元件、圓柱形片式元件、復合片式元件、異形片式元件。

SMD：它是Surface Mounted Devices的縮寫，意為：表面貼裝器件，它是SMT元器件中的一種。

（1）貼裝機的一般組成：SMT貼裝機是計算機控制，并集光、電、氣及機械為一體的高精度自動化設備。

（2）主要的影響SMT設備貼裝率要素：貼片在選擇設備時主要考慮其貼裝精度與貼裝速度，而在SMT實際使用過程中，為了有效提高產品質量、使成本降低、確保生產效率提高，那么如何提高和確保SMT設備貼裝率是擺在使用者面前的首要任務。

（3）貼裝機的影響因素：貼片機XY軸傳動系統的結構，XY坐標軸向平移傳動誤差，XY位移檢測裝置，真空吸嘴Z軸運動對器件貼裝偏差的影響等。

（4）貼裝機視覺系統：要準確地貼裝細間距器件，最主要是攝像機的像元數和光學放大倍數。

（5）貼裝機軟件系統：高精度貼裝機軟件系統為二級計算機控制系統，一般采用DOS界面，也有采用Windows界面或UNIX操作系統，由中央控制軟件、自動編程軟件、貼裝頭控制系統和視覺處理軟件組成。

4 靜電防護

4.1 電子產品制造中的靜電

在電中不流動的電叫靜電，靜電是由正電荷和負電荷聚集在一起的電。靜電是一種電能，它存在于物體表面，是正負電荷在局部失衡時產生的一種現象。靜電對電子產品所造成的危害主要表現為損傷，擊穿是損傷的一種。通常靜電對部品損害的特點是：（1）隱蔽性。（2）潛在性。（3）隨機性。（4）復雜性。

靜電防護的特殊性：第一，靜電的產生和積累要一定的條件和過程，因此在沒有進行保護的產品也未必都會受到靜電損害，它是具有一定的隨機性；第二，靜電釋出的能量在多數情況下能量都比較小，因此受到靜電損傷的產品也并不會立即不良，部分產品表現為產品漏電，且性能不穩定，甚至在產品出庫時測試中也表現不明顯，以后發現問題易歸咎為材料不良或設計不良而不自醒，因此常使人們認識不到ESD的危害。

4.2 靜電放電的防護

基于貼片生產過程的ESD防護系統主要有：（1）生產車間環境靜電防護；（2）人體手環、手套等靜電防護；（3）靜電防護大地接地；（4）靜電檢測與儀表檢查；（5）生產車間門簾接地；（6）每日點檢及維護。

4.3 防靜電采用的工具和措施

（1）設備接地；（2）采用防靜電地面；（3）采用不銹鋼工作臺（或者在作業臺鋪設防靜電皮）；（4）使用離子風機；（5）使用自動加濕機；（6）使用鋁質傳遞盤、傳遞架；（7）工作人員戴防靜電手環、穿防靜電服和鞋；（8）芯片及成品采用防靜電袋包裝；（9）成品擱架采用鐵質和鋁質材料；（10）靜電手環每日檢測一次、設備接地每月檢測一次。

5 結束語

本論文包括了基礎知識、發展歷程、SMT的工藝流程，重點介紹了SMC/SMD貼裝工藝技術及靜電防護，影響SMT技術的一些主要因素，涉及到電子元器件使用、SMT設備的了解和熟悉，操作流程的用電常識等重要電子加工領域，符合當代電子電路貼裝行業的發展趨勢，對現在加工生產技術的指導具有一定意義。文章在內容上面比較充實，實用性較強，對在今后的工作中有一定的參考價值。

參考文獻

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