SMT表面安装技术系列之１概述
表面安装技术，英文称之为“Surface Mount Technology”,简称SMT，它是将表面贴装元器件贴、焊到印制电路板表面规定位置上的电路装联技术，所用的负责制电路板无无原则钻孔。具体地说，就是首先在印制板电路盘上涂布焊锡膏，再将表面贴装元器件准确地放到涂有焊锡膏的焊盘上，通过加热印制电路板直至焊锡膏熔化，冷却后便实现了元器与印制板之间的互联。20世纪80年代，SMT生产技术日趋完善，用于表面安装技术的元器件大量生产，价格大幅度下降，各种技术性能好，价格低的设备纷纷面世，用SMT组装的电子产品具有体积小，性能好、功能全、价位低的优势，故SMT作为新一代电子装联技术，被广泛地应用于航空、航天、通信、计算机、医疗电子、汽车、办公自动化、家用电器等各个领域的电子产品装联中。到了20世纪90年代，SMT关产业更是发生了惊人的变化，片式阻容元件自20世纪70年代工业人生产以来，尺寸从最初的3.2mm×1.6mm×1.2mm已以展到现在的0.6mm×0.3mm×0.3mm，体积从最初的6.014mm3,其体积缩到原来的0.88%.片式元器的发展还可以从IC外形封装尺寸的演变过程看，IC端子中心距已从最初的1. 27mm快速过渡到0.65mm、0.5mm和0.4mm。如今IC封装形式又以崭新的面貌出现在人们面前，继PLCC(Plastic Leadless Chip Carrier)和QFP(Quad Flat Package)之后出现了BGA、(Ball Grid Array)、CSP(Chip Scale Package)等，令人目不暇接。与元件相匹配的印制电路板从早期的双面板发展为多层板，最多可达50多，板面上线宽已从0.2~0.3mm，缩小到0.15mm甚至到0.05mm。
用于SMT大生产的主要设备-----贴片机也从早期的低速(1s/片)、机械对中，发展为高速(0.06s/片)、光学对中，并向多功能，柔性连接模块化发展，再流焊炉也由最初的热板式加热发展为氮气热风红外式加热，能适应通孔元件再流且带局部强制冷却的再流焊炉也已实现用化，再流焊的不良焊点率已下降到百分之十发下，几乎接近无缺陷焊接。
SMT技术作为新一代装联技术，仅有40年的历史，但却显示出其强大的生命力，它以非凡的速度，走完了从诞生，完善直到成熟的路程，迈入了大范围工业应用的旺盛期。
SMT技术的特点
(1)组装密度高
SMT片式元器件比传统穿孔元器所占面积和重量都大为减小，一般来说，采用SMT可使电子产品体积缩小60%，重量减轻75%。通孔安装技术元器件，它们按2. 54mm网格安装元件，而SMT组装元件网格从1.27mm发展到目前0.63mm网格，个别达0.5mm网格的安装元件，密度更高。例如一个64端子的DIP集成块，它的组装面积为25mm×75mm，而同样端子采用引线间距为0.63mm的方形扁平封装集成块(QFP)它的组装面积仅为12mm×12mm。
(2)可靠性高
由于片式元器件小而轻，抗振动能力强，自动化生产程度高，故贴装可靠性高，一 般不良焊点率小于百分之十，比通孔插装元件波峰接技术低一个数量级，用SMT组装的电子产品平均无故障时间(MTBF)为2.5×105h,目前几乎有90%的电子产品采用SMT工艺。
(3)高频特性好
由于片式元器件贴装牢固，器件通常为无引线或短引线，降低了寄生电容的影响，提高了电路的高频特性。采用片式元器件设计的电路最高率达3GHZ。而采用通孔元件仅仅为500mhZ。采用SMT也可缩短传输延迟时间，可用于时钟频率为16MHZ以上的电路。若使用多芯模块MCM技术，计算机工作站的端时钟可达100MHZ，由寄生电抗引起的附加功耗可降低2-3倍。
(4) 降低成本
1、印制使用面积减小，面积为采用通孔面积的1/12，若采用CSP安装，则面积还可大幅度下降。
2、频率特性提高，减少了电路调试费用
3、片式元器体积小，重量轻，减少了包装，运输和储存费用。
4、片式元器件发展快，成本迅速下降，一个片式电阻已同通孔电阻价格相当，约0.3美分，合2分人民币。
(5)便于自动化生产
目前穿孔安装印制板要实现完全自动化，还需扩大40%原印制板面积，这样才能使自动插件的插装头将元件插入，若没有足够的空间间隙，将碰坏零件。而自动贴片机采用真空吸嘴吸放元件，真空吸嘴小于元件外形，可提高安装密度，事实上小元件及细间距器件均采用自动贴片机进行生产，也实现全线自动化。
当然，SMT大生产中也存一些问题。
!、元器件上的标称数值看不清楚，维修工作困难。
2、维修调换器件困难，并需专用工具。
3、元器件与印制板之间热 膨胀系数(CTE)一致性差。
4、初始投资大，生产设备结构复杂，涉及技术面宽，费用昂贵。
随着专用拆装及新型的低膨胀系数印制板的出现，它们已不再成为阻碍SMT深入发展的障碍。
元器件安装技术与时代划分
电子产品安装技术是现代发展最快的制造技术，从安装工艺特点可将迄伉今为止安装技术的发展分为五代，如表6-1所示。
表6—1安装技术时代划分
年代 技术缩写 代表元器件 安装基板 安装方法 焊接技术20世纪50~60年代长引线元件、电子管接线板铆接端子手工安装手工烙铁焊20世纪60~70年代THT晶体管、轴向引线元件单、双面PCB手工/半自动插装手工焊，浸焊20世纪70~80年代单、双列直插IC轴向引线元器件元件单面及多面PCB自动插装波峰焊，浸焊，手工焊20世纪80~90年代SMTSMC、SMD片式封装VSI、VLSI高质量SMB自动贴片机波峰焊、再流焊20世纪90年代MPTVLSIC，ULSIC陶瓷硅片自动安装倒装焊，特种焊
由表6-1可以看出，第二代与第三代安装技术，代表元器件特征明显，而安装方法并没有根本改变，都是以长元器穿过印制板上通孔的安装方式，一般称为通安装THT( through hole mounting technology)。第四代技术则发生根本性变革，从元器到安装方式，从PCB设计到连接方法都以全新面貌出现，它使电子产品体积缩小，重量变轻，功能增强、可靠性提高、推动了信息产业高速发展。SMT已经在很多领域取了THT，并且这种趋势还在发展，预计未来90%以上产品采用SMT。第五代安装技术，从技术式艺讲，仍属于“安装”范畴，但与通常所说的安装相差甚远，使用一般工具，设备和工艺是无法完成的，目前还处于技术发展和局部领域应用的阶段，但它代表了当前电子系统安装技术发展的方向。
表面安装技术的组成
表面安装技术通常包括：表面安装元器件，表面安装电路板及图形设计、表面安装专用辅料(焊锡膏及贴片胶)、表面安装设备，表面安装焊接技术(包括双波峰焊、气相焊)表面安装测试技术，清洗技术以及表面组成大生产管理等多方面内容。这些内容可以归纳为三个方面：一是设备，人们称它为SMT的硬件；二是装联工艺，人们称它为SMT的软件；三是电子元器件，它即是SMT的基础，又是SMT发展的动力，它推动着SMT专用设备和装联工艺不断更新和深化。
SMC、SMD的贴装方法
SMC、SMD贴是SMT产品生产中的关键工序。SMC、SMD贴装一般采用贴装机(亦称贴片机) 自动进行，可采用工作借助辅助工具时行。手工贴装只有在非生产线自动组装的单件研制或试验，返修过程中的元器更换等特殊情况下采用，而且一般也只能适用于元器件端子类型简单，组装密度不高，同一PCB上SMC、SMD数量较少等有限场合。
随着SMC、SMD的不断微型化和端子细间距化，以及栅格阵列芯片，倒装芯片等焊点不可直观芯片的发展，不借助于专用设备的SMC、SMD手工贴装已很困难，实际上，目前的SMC、SMD手工贴装也已演化为借助返修装置专用和工具的半自动化贴装。
自动贴装是SMC、SMD贴装的主要手段，贴装机是SMT产品组装生产中的核心设备，也是SMT的关键设备，是决定SMT产品线装的自动化程度，组装清度和生产效率的重要因素。
