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SMT技術的發展現狀與發展趨勢

2021/4/16 16:40:50

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摘要：隨著社科技術的發展，微電子產業和計算機技術的不斷改建和發展，在電子組裝中的貼片元件也開始在行業中被廣泛應用。在這樣的大背景下，集優點于一身的SMT在過去的幾十年里呈現出的繁榮的發展趨勢。基于SMT當今的發展情況，對其今后的發展前景做出相應理性的預測和展望。

關鍵字：SMT 表面貼裝基本工藝發展前景

SMT貼片加工發展趨勢

SMT是目前電子組裝行業里最流行的一種技術和工藝。自70年代初推向市場以來，SMT已逐漸替代傳統“人工插件”的波焊組裝方式，已成為現代電子組裝產業的主流，人們稱為電子組裝技術的第二次革命。在國際上，這種安裝技術已形成了世界潮流，它導致了整個電子設備的生產的社科變化。

SMT不僅推動和促進了電子元器件向片式化、小型化、薄型化、輕量化、高可靠、多功能方向發展，同時也是一個國家科技進步程度的標志。

進入21世紀以來，中國電子信息產品制造業加快了發展步伐，每年都以20%以上的速度高速增長，成為國民經濟的支柱產業，整體規模連續三年居全球第2位。隨著中國電子制造業的高速發展，中國的SMT技術及產業也同步迅猛發展，整體規模也居世界前列。

1、SMT技術概述

1.1什么是SMT技術

SMT(Surface Mount Technology)是表面安裝技術的縮寫或簡稱,它是指通過一定的工藝、設備、材料將表面安裝器件(SMD)貼裝在PCB(或其它基板）表面,并進行焊接、清洗、測試而最終完成組裝。

1.2 SMT工藝

1）按焊接方式，可分為再流焊和波峰焊兩種類型。

2）按組裝方式，可分為全表面組裝、單面混裝、雙面混裝三種方式

SMT工藝流程一般為：PCB質量檢查→PCB預烘→絲印錫焊膏→檢查絲印質量→貼裝元件→檢查貼裝質量→回流焊→檢查焊接質量。

1.3 SMT的特點

(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。

(5)降低成本達30%～50%。節省材料、能源、設備、人力、時間等。

2、SMT的發展現狀與應用

2.1 SMT技術在現代通信設備上的應用

21世紀是信息時代，通信設備已經成為普通大眾必備用具，包括手機電話、電腦等各類電子產品種類已經層出不窮。而電子通信設備研制開發的進步很大程度上依賴于組裝技術的進步。之所以能夠制造出各種各樣體積小、功能強的現代通信設備,其中一個重要條件就是先進的電路組裝技術,即表面安裝技術。

2.2 SMT技術在超標量處理器中的應用

超標量技術是指CPU在每個時鐘周期內可以完成一條以上指令的并行執行技術。以超標量處理器為基礎，引入SMT技術，在基本不改變內部結構大小、不增加執行功能部件、沿用其大部分硬件資源為前提下，性能最大獲得約50%的提升。然而，超標量處理器中一些結構或資源（如執行部件、取指帶寬等）的沿用會使得這些資源被過度利用，變成新的瓶頸。SMT技術還有很大的改進空間，通過進一步優化SMT技術在超標量處理器中的應用規范，將會進一步提高處理器性能。

2.3 SMT技術在航空航天上的應用

我國航天事業的蓬勃發展，航空航天器的研究也日趨多樣化、智能化、高精化。而SMT技術具有使電子器件組裝密度高、穩定性好等優點，在航天電子產品中的得到了很大的應用。航天遙感器今后向小型化、智能化、高可靠、長壽命方向發展的趨勢與SMT的特點相吻合SMD/SMC?產品,必然并應該作為我們設計時選擇的產品之例。廣泛推廣和應用SMT技術及其產品必將把航天產品性能和質量提高到更高的水平。

2.4 SMT技術在雷達設備上的應用

雷達作為一種防空偵查設備，在制導、空中打擊等方面的應用具有重要的地位，而雷達的工作環境日漸惡化，防雷達武器的層出不窮，將雷達設設備的研制需求提出了更多的要求。SMT技術具備多種優點，其再雷達上的應用可以解決很多技術上的難題。重量輕、可靠性高的表面安裝電路模塊，是雷達整機更輕、更小、性能指標更優。

2.5 SMT技術在智能斷路器上的應用

斷路器是一種能夠關合、承載和開斷正常回路條件下的電流，并能關合、在規定的時間內承載和開斷異常回路條件(包括短路條件)下的電流的開關裝置。在保護電路，防止突發事件上起到了很大的作用。SMT技術的應用促使了現代斷路器的智能化、小型化和多樣化發展。將SMT組裝工藝應用到智能型斷路器的生產制造，是一個必然趨勢。

3、SMT技術的發展趨勢

SMT技術由SMT生產線、SMT設備、SMT封裝元器件、SMT工藝材料等因素相輔相成的，所以SMT技術的發展則需要各個因素綜合發展。

3.1 SMT生產線的發展

3.1.1 SMT生產線朝信息集成的柔性生產環境方向發展

目前電子產品正向更新、更快、多品種、小批量的方向發展，這就要求SMT的生產準備時間盡可能短，為達到這個目標就需要克服設計環節與生產環節聯系相脫節的問題，而CIMS(計算機集成制造系統)的應用就可以完全解決這一問題。CIMS是以數據庫為中心，借助計算機網絡把設計環境中的數據傳送到各個自動化加工設備中，并能控制和監督這些自動化加工設備，形成一個包括設計制造、測試、生產過程管理、材料供應和產品營銷管理等全部活動的綜合自動化系統。

CIMS能為企業帶來非常顯著的經濟效益：提高產品質量、設備有效利用率和柔性制造能力，大大縮短產品設計周期和投入市場時間等。正因為CIMS?具有這么多優點，所以可以預見?CIMS?在SMT?生產線中的應用將會越來越廣泛。

3.1.2 SMT生產線朝連線高效方向發展

高生產效率是衡量SMT生產線的重要性能指標，SMT生產線的生產效率體現在產能效率和控制效率。如今市場競爭異常激烈，高效是每一個行業都必須追求的目標。

3.1.3 SMT生產線向“綠色”環保方向發展

當今人們生活的地球已經遭到人們不同程度的損壞，以SMT設備為主的SMT生產線作為工業生產的一部分，毫無例外地會對我們的生存環境產生破壞。從電子元器件的包裝材料、膠水、焊膏、助焊劑等SMT工藝材料，到SMT生產線的生產過程，無不對環境存在著這樣或那樣的污染，SMT生產線越多、規模越大，這種污染也就越嚴重，因此，最新SMT生產線正朝綠色生產線(green line)方向發展。這就提示我們，SMT生產線不僅要考慮生產規模和生產能力，還要考慮SMT生產對環境的影響，從SMT建線設計、SMT設備選型、工藝材料選擇、環境與物流管理、工藝廢料的處理及全線的工藝管理，全面考慮環保的要求。綠色生產線同樣是SMT生產線未來的發展方向。

3.2 設備的發展

SMT設備的更新和發展代表著表面組裝技術的水平，新的SMT設備的發展朝高效、靈活、智能、環保等方向發展，這是市場競爭所決定的，也是科技進步所要求的。

3.3 SMT封裝元器件的發展

SMT封裝元器件主要有表面貼裝元器件(SMC)、表面貼裝器件(SMD)和表面貼裝電(SMB)。

(1)SMC朝微型化大容量方向發展。最近SMC的規格為01005，在體積微型化的同時向大容量方向發展。

(2)SMD朝小體積、多引腳方向發展。SMD經歷了由大體積、少引腳朝大體積、多引腳方向發展，現在已經開始由大體積、多引腳朝小體積、多引腳方向發展，例如BGA向CSP方向發展。FC的應用將越來越多。

(3)SMB朝多層、高密度、高可靠性方向發展。隨著電子組裝朝更高密度方向發展，SMB?朝多層、高密度、高可靠性方向發展，許多SMB的層數已多達十幾層甚至更多，多層的柔性SMB也有較快的發展。

3.4 SMT工藝材料的發展

常用的SMT工藝材料包括：條形焊料、膏狀焊料、助焊劑等。對于焊料，目前提出比較高的呼聲是使用無鉛焊料，這主要的原因是因為鉛對人體有害。處于環保考慮，無鉛焊料是目前乃至將來一段時間內的主流。

助焊劑的作用是清除金屬表面的氧化物、保持干凈表面不再氧化、熱傳導等。基于環保和成本等各方面因素考慮，免清洗焊接技術是一項將材料、設備、工藝、環境和人力因素結合在一起的綜合性技術，它的產生推動了制造工藝技術的變革，而它的推廣則影響著相關產業的方方面面。將管理因素和技術因素有機結合，是這項技術投入實施的重要一環。隨著相關技術的發展和研究人員的不懈努力，必將為21世紀的免清洗焊接技術賦予新的內容。也為SMT技術注入新的力量。

4、結束語

從前面的介紹中我們不難發現,?SMT?技術總體趨勢正朝著更高效率、多功能、智能化方向發展,?隨著電子工業的飛速發展,?更多激動人心的新技術必將應用到SMT技術領域中,反過來SMT技術的新發展又有力地推動著電子組裝業的發展,進而推動著電子技術的發展,從而形成一種相互促進、協調發展密不可分的關系。