1.7 表面组装技术知识体系

表面组装技术的核心目的就是实现表面组装元器件与PCB的可靠连接，简单讲就是焊接。什么样的焊点是符合要求的？要获得良好的焊点需要什么样的工艺条件？什么样的设计与工艺条件可以获得高的直通率？这些都是表面组装技术要研究的内容。要弄明白这些问题，必须了解和掌握完整的电子制造工艺知识，包括钎焊原理、SMT工艺原理及焊点失效分析技术。

焊接是表面组装的核心，了解钎焊的原理对于理解和优化焊接的工艺条件很重要。与之有关的基本概念包括表面张力、润湿、扩散、金属间化合物、可焊性等。

焊点的可靠性取决于焊点的界面金属间化合物的厚度、形貌及合金的金相组织，而金相组织取决于焊料合金的成分与工艺条件。学习钎焊原理，就是要了解焊点的微观组织的形成过程与条件，了解合金的成分对焊点组织的作用，帮助我们优化焊点的机械性能、抗疲劳性能，选用合适的焊料合金。我们必须清楚，焊点的疲劳失效除了与应力环境、CTE（热膨胀系数）的匹配性有关，还与焊点的微观组织有关，这是我们选择学习钎焊原理的原因。很多专业书籍不厌其烦地介绍焊点的微观组织，就是希望读者了解焊点的微观组织与性能的关系，能够进行焊点的失效分析。

SMT工艺，简单讲就是焊膏印刷、贴片、再流焊接3 个工序。实际上与之有关的工艺控制点多达四五十项，包括元器件来料检验、储存、配送，PCB的来料检验、储存、配送，车间的温/湿度管理、防静电管理，焊膏/焊剂的性能评估、储存和使用，模板的设计与检验，焊膏印刷参数的设置与支撑，贴片，再流焊接温度测试与设置，在线检查等，是非常复杂、系统化的工程技术。这些工艺控制点通常细化到岗位，目标、做法和要求都非常具体，在工厂以作业指导书的形式编制。这是企业制造技术的核心资产与技术要点，体现了企业的工艺技术水准与管理水平。学习SMT工艺原理，就是为了不断优化这些作业指导书，使之“简明、科学、高效”。

虽然制造工程师不一定要具备操作各种失效分析仪器的能力，但必须了解主要的分析手段、原理及用途，能够明白分析的要求并看懂分析的结果。因此，学习一点失效分析技术对工艺工程师来说很有必要。

图1-14列出了SMT知识体系，目的是希望读者清楚SMT的知识范围，了解哪些知识需要掌握，做到“应知应会”，成为电子制造方面训练有素的工程师。

图1-14 SMT知识体系

[1]Sn-37Pb也可表示为Sn63Pb37，业界两种方式都很常用。