1.2 电子组装技术概述
1.2.1 电子组装技术
电子组装技术（Electronic Assembly Technology）又称为电子装联技术。电子组装技术是跟据电路原理图，对各种电子元器件、机电元器件以及基板进行互连、安装和调试，使其成为电子产品的技术。
电子组装技术是伴随着电子器件封装技术的发展而不断前进的，有什么样的器件封装，就产生了什么样的组装技术，即电子元器件的封装形式决定了生产的组装工艺。
电子管的问世，宣告了一个新兴行业的诞生，它引领人类进入了全新的发展阶段，电子技术的快速发展由此展开，世界从此进入了电子时代。开始，电子管在应用中安装在电子管座上，而电子管座安装在金属底板上，组装时采用分立引线进行器件和电子管座的连接，通过对各连接线的扎线和配线，保证整体走线整齐。其中，电子管的高电压工作要求，使得我们对强电和信号的走线，以及生产中对人身安全等给予了更多关注和考虑。
1947年，美国贝尔实验室发明了半导体点接触式晶体管，从而开创了人类的硅文明时代。半导体器件的出现，低电压工作的晶体管器件应用，不仅给人们带来了生活方式的改变，也使人类进入了高科技发展的快行道。有引线、金属壳封装的晶体管和有引线、小型化的无源器件，为我们将若干有关联的电路集成到一块板子上创造了基础，于是单面印制板和平面布线技术应运而生，组装工艺强调单块印制板的手工焊接，由此大大缩小了电子产品的体积，随着技术的不断发展，出现了半自动插装技术和浸焊装配工艺，生产效率提高了许多。
20世纪70年代，随着晶体管的小型塑封化，集成电路、厚薄膜混合电路的应用，电子器件出现了双列直插式金属、陶瓷、塑料封装，DIP、SOIC塑料封装使得无源元件的体积进一步小型化，并形成了双面印制板和初始发展的多层印制板，组装技术也发展到采用全自动插装和波峰焊技术，电路的引线连接则更简单化，如图1-5所示。
图1-5 插装元器件示意图
20世纪80年代以来，随着微电子技术的不断发展，以及大规模、超大规模集成电路的出现，使得集成电路的集成度越来越高，电路设计采用了计算机辅助分析的设计技术。此时，器件的封装形式也随着电子技术发展，在不同时期由不同封装形式分别占领主流地位，如20世纪80年代由于微处理器和存储器的大规模IC器件的问世，满足高速和高密度要求的周边引线、短引脚的塑料表贴封装占据了主导地位；而20世纪90年代由于超大规模和芯片系统IC的发展，推动了周边引脚向面阵列引脚和球栅阵列密集封装发展，并促使其成为主流。无源器件发展到表面组装元件SMC（Surface Mount Component），并继续向微型化发展，IC器件的封装有了表面组装器件SMD（Surface Mount Device），在这一时期SMD有了很大的发展，产生了球栅阵列封装BGA、芯片尺寸封装CSP（Chip Size Package）、多芯片组件MCM（Multi-Chip Model）等封装形式。表面组装技术SMT（Surface Mount Techonology）正是在这样的形式下发展起来的，如图1-6所示为表面组装示意图。
图1-6 表面组装示意图
1.2.2 SMT表面组装技术
表面组装技术SMT（Surface Mount Technology）是新一代电子组装技术，它将传统的电子元器件压缩成为体积只有几十分之一的器件，从而实现了电子产品组装的高密度、高可靠、小型化、低成本以及生产的自动化。将这些元器件装配到电路上的工艺方法称为SMT工艺，相关的组装设备则称为SMT设备。目前，先进的电子产品，特别是计算机及通信类电子产品，已普遍采用SMT技术。国际上表面组装器件产量逐年上升，而传统器件产量逐年下降，因此随着时间的推移，SMT技术将越来越普及。
表面组装技术，是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺，它有以下几个特点。
（1）组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右。一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40%～60%，重量减轻60%～80%。
（2）可靠性高，抗振能力强，焊点缺陷率低。
（3）高频特性好，减少了电磁和射频干扰。
（4）易于实现自动化，提高生产效率，降低成本。
1.2.3 SMT的基本工艺流程
目前，表面组装元器件的品种规格并不齐全，因此在表面组装中仍需要采用部分通孔插装元器件。所以，通常所说的表面组装中往往是插装元器件和表面组装元器件兼有的，全部采用表面组装元器件的只是一部分。插装元器件和表面组装元器件兼有的组装称为混和组装，全部采用表面组装元器件的组装称为全表面组装。
组装方式及其工艺流程主要取决于组装元器件的类型和组装的设备条件。大体上可分成单面组装工艺、单面混装工艺、双面组装工艺和双面混装工艺四种类型。
1.单面组装工艺
单面组装工艺的流程为：来料检测→印刷焊膏（点贴片胶）→贴片→烘干（固化）→再流焊→清洗→检测→返修，其主要步骤示意图如图1-7所示。
图1-7 单面组装工艺主要步骤示意图
2.单面混装工艺
单面混装工艺的流程为：来料检测→印刷焊膏（点贴片胶）→贴片→烘干（固化）→再流焊→（清洗）→插件→波峰焊→清洗→检测→返修，其主要步骤示意图如图1-8所示。
图1-8 单面混装工艺主要步骤示意图
3.双面组装工艺
双面组装工艺的流程为：来料检测→PCB的A面印刷焊膏（点贴片胶）→贴片→烘干（固化）→A面再流焊→（清洗）→翻板→PCB的B面印刷焊膏（点贴片胶）→贴片→烘干→再流焊→清洗→检测→返修，其主要步骤示意图如图1-9所示。
图1-9 双面组装工艺主要步骤示意图
4.双面混装工艺
双面混装工艺的流程为：来料检测→PCB的A面印刷焊膏→贴片→烘干→再流焊→插件，引脚打弯→翻板→PCB的B面印刷焊膏→贴片→固化→翻板→波峰焊→清洗→检测→返修，其主要步骤示意图如图1-10所示。
图1-10 双面混装工艺主要步骤示意图
1.2.4 生产线构成
SMT生产线主要由焊膏印刷机、贴片机、再流焊接设备和检测设备组成。SMT生产线的设计和设备选型要结合产品生产的实际需要、实际条件、适应性和先进性等几个方面进行考虑。如图1-11所示是采用再流焊技术的最基本的SMT生产线组成，一般适用于单面组装工艺。
图1-11 最基本的SMT生产线组成示例图
（1）印刷焊膏：其作用是将焊膏或贴片胶漏印到印制电路板PCB的焊盘上，为元器件的焊接做准备。所用设备为印刷机（丝网印刷机），位于SMT生产线的最前端。
（2）点胶：它是将胶水滴到PCB的固定位置上，其作用是将元器件固定到PCB板上。所用设备为点胶机，位于SMT生产线的最前端或检测设备的后面。
（3）组装：其作用是将表面组装元器件准确地安装到PCB的固定位置上。所用设备为贴片机，位于SMT生产线中印刷机的后面。
（4）固化：其作用是将贴片胶融化，从而使表面组装元器件与PCB板牢固地粘接在一起。所用设备为固化炉，位于SMT生产线中贴片机的后面。
（5）再流焊接：其作用是将焊膏融化，使表面组装元器件与PCB板牢固地粘接在一起。所用设备为再流焊炉，位于SMT生产线中贴片机的后面。
（6）波峰焊接：主要是对通孔元器件进行焊接，所用设备为波峰焊炉。
（7）清洗：其作用是将组装好的PCB板上对人体有害的焊接残留物除去。所用设备为清洗机，位置可以不固定，可以在线，也可不在线。
（8）检测：其作用是对组装好的PCB板进行焊接质量和装配质量的检测。所用设备有放大镜、显微镜、在线测试仪（ICT）、飞针测试仪、自动光学检测（AOI）、X-RAY检测系统、功能测试仪等。位置根据检测的需要，可以配置在生产线合适的地方。
（9）返修：其作用是对检测出现故障的PCB板进行返工。所用工具为烙铁、返修工作站等，配置在生产线中任意位置。
1.2.5 SMT生产现场防静电要求
1.防静电的目的
电子技术的迅猛发展，使电子产品的功能越来越强大，体积越来越小，但这都是以电子元器件的静电敏感度越来越高为代价的。这是因为，高的集成度意味着单元线路会越来越窄，耐受静电放电的能力越来越差，此外大量新发展起来的特种器件所使用的材料也都是静电敏感材料，从而让电子元器件，特别是半导体材料器件对于生产、组装和维修等过程环境的静电控制要求越来越高。
但另外一方面，在电子产品生产、使用和维修等环境中，又会大量使用容易产生静电的各种高分子材料，这无疑给电子产品的静电防护带来了更多的难题和挑战。
对于电子产品生产车间，尽可能地减少生产过程中由于各种原因产生的静电放电ESD（Electron Static Discharge）破坏现象，提高电子产品的成品率。对于防静电工作区，例如电子产品的维修间、检测实验室等，尽可能地避免由于维修或检测仪器的不规范而发生ESD现象。
2.静电放电对电子产品造成的损伤
静电放电对电子产品造成的损伤有突发性损伤和潜在性损伤两种。
（1）突发性损伤。指的是器件被严重损坏，功能丧失。这种损伤通常能够在质量检测时被发现，因此给工厂带来的主要是返工维修的成本。
（2）潜在性损伤。指的是器件部分被损，功能尚未丧失，且在生产过程的检测中不能发现，但在使用当中会使产品变得不稳定，时好时坏，因而对产品质量构成更大的危害。
这两种损伤中，潜在性损伤占据了90%，突发性损伤只占10%。也就是说，90%的静电损伤没办法检测到，只有到用户使用时才会被发现。手机经常出现的死机、自动关机、话音质量差、杂音大、信号时好时差、按键出错等问题绝大多数与静电损伤有关。也因为这一点，静电放电被认为是电子产品质量最大的潜在杀手，静电防护也成为电子产品质量控制的一项重要内容。
3.生产现场的防静电设施管理
（1）静电安全工作台：由工作台、防静电桌垫、腕带接头和接地线等组成。
（2）防静电桌垫上应有两个以上的腕带接头，一个供操作人员用，一个供技术人员或检验人员用。
（3）静电安全工作台上不允许堆放塑料盒、橡皮、纸板、玻璃等易产生静电的杂物，图纸资料应放入防静电文件袋内。
（4）防静电腕带：直接接触静电敏感器件的人员必须带防静电腕带，腕带与人体皮肤应有良好接触。
（5）防静电容器：生产场所的元件盛料袋、周转箱、PCB上下料架等应具备静电防护作用，不允许使用金属和普通容器，所有容器都必须接地。
（6）防静电工作服：进入静电工作区的人员和接触SMD元器件的人员必须穿防静电工作服，特别是在相对湿度小于50%的干燥环境中（如冬季），工作服面料应符合国家有关标准。（7）进入工作区的人员必须穿防静电工作鞋，穿普通鞋的人员应使用导电鞋束、防静电鞋套或脚跟带。
（8）生产线上用的传送带和传动轴，应装有防静电接地的电刷和支杆。
（9）对传送带表面可使用离子风静电消除器。
（10）生产场所使用的组装夹具、检测夹具、焊接工具、各种仪器等，都应设良好的接地线。
（11）生产场所入口处应安装防静电测试台，每一个进入生产现场的人员均应进行防静电测试，合格后方能进入现场。