1.2 電子組裝技術概述
1.2.1 電子組裝技術
電子組裝技術（Electronic Assembly Technology）又稱為電子裝聯技術。電子組裝技術是跟據電路原理圖，對各種電子元器件、機電元器件以及基板進行互連、安裝和調試，使其成為電子產品的技術。
電子組裝技術是伴隨著電子器件封裝技術的發展而不斷前進的，有什么樣的器件封裝，就產生了什么樣的組裝技術，即電子元器件的封裝形式決定了生產的組裝工藝。
電子管的問世，宣告了一個新興行業的誕生，它引領人類進入了全新的發展階段，電子技術的快速發展由此展開，世界從此進入了電子時代。開始，電子管在應用中安裝在電子管座上，而電子管座安裝在金屬底板上，組裝時采用分立引線進行器件和電子管座的連接，通過對各連接線的扎線和配線，保證整體走線整齊。其中，電子管的高電壓工作要求，使得我們對強電和信號的走線，以及生產中對人身安全等給予了更多關注和考慮。
1947年，美國貝爾實驗室發明了半導體點接觸式晶體管，從而開創了人類的硅文明時代。半導體器件的出現，低電壓工作的晶體管器件應用，不僅給人們帶來了生活方式的改變，也使人類進入了高科技發展的快行道。有引線、金屬殼封裝的晶體管和有引線、小型化的無源器件，為我們將若干有關聯的電路集成到一塊板子上創造了基礎，于是單面印制板和平面布線技術應運而生，組裝工藝強調單塊印制板的手工焊接，由此大大縮小了電子產品的體積，隨著技術的不斷發展，出現了半自動插裝技術和浸焊裝配工藝，生產效率提高了許多。
20世紀70年代，隨著晶體管的小型塑封化，集成電路、厚薄膜混合電路的應用，電子器件出現了雙列直插式金屬、陶瓷、塑料封裝，DIP、SOIC塑料封裝使得無源元件的體積進一步小型化，并形成了雙面印制板和初始發展的多層印制板，組裝技術也發展到采用全自動插裝和波峰焊技術，電路的引線連接則更簡單化，如圖1-5所示。
圖1-5 插裝元器件示意圖
20世紀80年代以來，隨著微電子技術的不斷發展，以及大規模、超大規模集成電路的出現，使得集成電路的集成度越來越高，電路設計采用了計算機輔助分析的設計技術。此時，器件的封裝形式也隨著電子技術發展，在不同時期由不同封裝形式分別占領主流地位，如20世紀80年代由于微處理器和存儲器的大規模IC器件的問世，滿足高速和高密度要求的周邊引線、短引腳的塑料表貼封裝占據了主導地位；而20世紀90年代由于超大規模和芯片系統IC的發展，推動了周邊引腳向面陣列引腳和球柵陣列密集封裝發展，并促使其成為主流。無源器件發展到表面組裝元件SMC（Surface Mount Component），并繼續向微型化發展，IC器件的封裝有了表面組裝器件SMD（Surface Mount Device），在這一時期SMD有了很大的發展，產生了球柵陣列封裝BGA、芯片尺寸封裝CSP（Chip Size Package）、多芯片組件MCM（Multi-Chip Model）等封裝形式。表面組裝技術SMT（Surface Mount Techonology）正是在這樣的形式下發展起來的，如圖1-6所示為表面組裝示意圖。
圖1-6 表面組裝示意圖
1.2.2 SMT表面組裝技術
表面組裝技術SMT（Surface Mount Technology）是新一代電子組裝技術，它將傳統的電子元器件壓縮成為體積只有幾十分之一的器件，從而實現了電子產品組裝的高密度、高可靠、小型化、低成本以及生產的自動化。將這些元器件裝配到電路上的工藝方法稱為SMT工藝，相關的組裝設備則稱為SMT設備。目前，先進的電子產品，特別是計算機及通信類電子產品，已普遍采用SMT技術。國際上表面組裝器件產量逐年上升，而傳統器件產量逐年下降，因此隨著時間的推移，SMT技術將越來越普及。
表面組裝技術，是目前電子組裝行業里最流行的一種技術和工藝，它有以下幾個特點。
（1）組裝密度高、電子產品體積小、重量輕，貼片元件的體積和重量只有傳統插裝元件的1/10左右。一般采用SMT之后，電子產品體積縮小40%～60%，重量減輕60%～80%。
（2）可靠性高，抗振能力強，焊點缺陷率低。
（3）高頻特性好，減少了電磁和射頻干擾。
（4）易于實現自動化，提高生產效率，降低成本。
1.2.3 SMT的基本工藝流程
目前，表面組裝元器件的品種規格并不齊全，因此在表面組裝中仍需要采用部分通孔插裝元器件。所以，通常所說的表面組裝中往往是插裝元器件和表面組裝元器件兼有的，全部采用表面組裝元器件的只是一部分。插裝元器件和表面組裝元器件兼有的組裝稱為混和組裝，全部采用表面組裝元器件的組裝稱為全表面組裝。
組裝方式及其工藝流程主要取決于組裝元器件的類型和組裝的設備條件。大體上可分成單面組裝工藝、單面混裝工藝、雙面組裝工藝和雙面混裝工藝四種類型。
1.單面組裝工藝
單面組裝工藝的流程為：來料檢測→印刷焊膏（點貼片膠）→貼片→烘干（固化）→再流焊→清洗→檢測→返修，其主要步驟示意圖如圖1-7所示。
圖1-7 單面組裝工藝主要步驟示意圖
2.單面混裝工藝
單面混裝工藝的流程為：來料檢測→印刷焊膏（點貼片膠）→貼片→烘干（固化）→再流焊→（清洗）→插件→波峰焊→清洗→檢測→返修，其主要步驟示意圖如圖1-8所示。
圖1-8 單面混裝工藝主要步驟示意圖
3.雙面組裝工藝
雙面組裝工藝的流程為：來料檢測→PCB的A面印刷焊膏（點貼片膠）→貼片→烘干（固化）→A面再流焊→（清洗）→翻板→PCB的B面印刷焊膏（點貼片膠）→貼片→烘干→再流焊→清洗→檢測→返修，其主要步驟示意圖如圖1-9所示。
圖1-9 雙面組裝工藝主要步驟示意圖
4.雙面混裝工藝
雙面混裝工藝的流程為：來料檢測→PCB的A面印刷焊膏→貼片→烘干→再流焊→插件，引腳打彎→翻板→PCB的B面印刷焊膏→貼片→固化→翻板→波峰焊→清洗→檢測→返修，其主要步驟示意圖如圖1-10所示。
圖1-10 雙面混裝工藝主要步驟示意圖
1.2.4 生產線構成
SMT生產線主要由焊膏印刷機、貼片機、再流焊接設備和檢測設備組成。SMT生產線的設計和設備選型要結合產品生產的實際需要、實際條件、適應性和先進性等幾個方面進行考慮。如圖1-11所示是采用再流焊技術的最基本的SMT生產線組成，一般適用于單面組裝工藝。
圖1-11 最基本的SMT生產線組成示例圖
（1）印刷焊膏：其作用是將焊膏或貼片膠漏印到印制電路板PCB的焊盤上，為元器件的焊接做準備。所用設備為印刷機（絲網印刷機），位于SMT生產線的最前端。
（2）點膠：它是將膠水滴到PCB的固定位置上，其作用是將元器件固定到PCB板上。所用設備為點膠機，位于SMT生產線的最前端或檢測設備的后面。
（3）組裝：其作用是將表面組裝元器件準確地安裝到PCB的固定位置上。所用設備為貼片機，位于SMT生產線中印刷機的后面。
（4）固化：其作用是將貼片膠融化，從而使表面組裝元器件與PCB板牢固地粘接在一起。所用設備為固化爐，位于SMT生產線中貼片機的后面。
（5）再流焊接：其作用是將焊膏融化，使表面組裝元器件與PCB板牢固地粘接在一起。所用設備為再流焊爐，位于SMT生產線中貼片機的后面。
（6）波峰焊接：主要是對通孔元器件進行焊接，所用設備為波峰焊爐。
（7）清洗：其作用是將組裝好的PCB板上對人體有害的焊接殘留物除去。所用設備為清洗機，位置可以不固定，可以在線，也可不在線。
（8）檢測：其作用是對組裝好的PCB板進行焊接質量和裝配質量的檢測。所用設備有放大鏡、顯微鏡、在線測試儀（ICT）、飛針測試儀、自動光學檢測（AOI）、X-RAY檢測系統、功能測試儀等。位置根據檢測的需要，可以配置在生產線合適的地方。
（9）返修：其作用是對檢測出現故障的PCB板進行返工。所用工具為烙鐵、返修工作站等，配置在生產線中任意位置。
1.2.5 SMT生產現場防靜電要求
1.防靜電的目的
電子技術的迅猛發展，使電子產品的功能越來越強大，體積越來越小，但這都是以電子元器件的靜電敏感度越來越高為代價的。這是因為，高的集成度意味著單元線路會越來越窄，耐受靜電放電的能力越來越差，此外大量新發展起來的特種器件所使用的材料也都是靜電敏感材料，從而讓電子元器件，特別是半導體材料器件對于生產、組裝和維修等過程環境的靜電控制要求越來越高。
但另外一方面，在電子產品生產、使用和維修等環境中，又會大量使用容易產生靜電的各種高分子材料，這無疑給電子產品的靜電防護帶來了更多的難題和挑戰。
對于電子產品生產車間，盡可能地減少生產過程中由于各種原因產生的靜電放電ESD（Electron Static Discharge）破壞現象，提高電子產品的成品率。對于防靜電工作區，例如電子產品的維修間、檢測實驗室等，盡可能地避免由于維修或檢測儀器的不規范而發生ESD現象。
2.靜電放電對電子產品造成的損傷
靜電放電對電子產品造成的損傷有突發性損傷和潛在性損傷兩種。
（1）突發性損傷。指的是器件被嚴重損壞，功能喪失。這種損傷通常能夠在質量檢測時被發現，因此給工廠帶來的主要是返工維修的成本。
（2）潛在性損傷。指的是器件部分被損，功能尚未喪失，且在生產過程的檢測中不能發現，但在使用當中會使產品變得不穩定，時好時壞，因而對產品質量構成更大的危害。
這兩種損傷中，潛在性損傷占據了90%，突發性損傷只占10%。也就是說，90%的靜電損傷沒辦法檢測到，只有到用戶使用時才會被發現。手機經常出現的死機、自動關機、話音質量差、雜音大、信號時好時差、按鍵出錯等問題絕大多數與靜電損傷有關。也因為這一點，靜電放電被認為是電子產品質量最大的潛在殺手，靜電防護也成為電子產品質量控制的一項重要內容。
3.生產現場的防靜電設施管理
（1）靜電安全工作臺：由工作臺、防靜電桌墊、腕帶接頭和接地線等組成。
（2）防靜電桌墊上應有兩個以上的腕帶接頭，一個供操作人員用，一個供技術人員或檢驗人員用。
（3）靜電安全工作臺上不允許堆放塑料盒、橡皮、紙板、玻璃等易產生靜電的雜物，圖紙資料應放入防靜電文件袋內。
（4）防靜電腕帶：直接接觸靜電敏感器件的人員必須帶防靜電腕帶，腕帶與人體皮膚應有良好接觸。
（5）防靜電容器：生產場所的元件盛料袋、周轉箱、PCB上下料架等應具備靜電防護作用，不允許使用金屬和普通容器，所有容器都必須接地。
（6）防靜電工作服：進入靜電工作區的人員和接觸SMD元器件的人員必須穿防靜電工作服，特別是在相對濕度小于50%的干燥環境中（如冬季），工作服面料應符合國家有關標準。（7）進入工作區的人員必須穿防靜電工作鞋，穿普通鞋的人員應使用導電鞋束、防靜電鞋套或腳跟帶。
（8）生產線上用的傳送帶和傳動軸，應裝有防靜電接地的電刷和支桿。
（9）對傳送帶表面可使用離子風靜電消除器。
（10）生產場所使用的組裝夾具、檢測夾具、焊接工具、各種儀器等，都應設良好的接地線。
（11）生產場所入口處應安裝防靜電測試臺，每一個進入生產現場的人員均應進行防靜電測試，合格后方能進入現場。