SMT(英文：Surface-mount technology)，即表面貼裝技術(shù)，是一種將元器件貼裝或直接放置在印刷電路板表面的電子線(xiàn)路生產(chǎn)技術(shù)。在該行業(yè)，有SMD（surface-mount device，表面貼裝器件）和THT（through-hole technology穿孔插裝技術(shù)）兩種方法。兩種技術(shù)可以在同一塊PCB板上應(yīng)用，只不過(guò)穿孔插裝技術(shù)應(yīng)用在哪些不適合表面貼裝的元器件（比如大的變壓器、連接器、電解電容等）。SMT元件通常比穿孔插裝元件小，因?yàn)樗囊_更小甚至是沒(méi)有引腳，它可能是各種類(lèi)型、接觸方式的短腳或者短引線(xiàn)，或者是球狀矩陣排列（BGA）等。

SMT歷史

表面貼裝技術(shù)起源于60年代，最初由美國(guó)IBM公司進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，之后于80年代后期漸趨成熟。起初被IBM在1960年設(shè)計(jì)應(yīng)用于一款小型電腦中，這款電腦后來(lái)被作為土星IB和土星五號(hào)運(yùn)載火箭的儀器組件。元器件被重新進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)，具有極小的金屬分頁(yè)或端蓋，以至于可以直接焊接到PCB表面。元器件變得更小，并在PCB板的兩面采用表面方式進(jìn)行元器件的貼裝，從而替代穿孔插裝方式，允許更高的線(xiàn)路密度。通常只有焊接連接處將器件固定在板上，在極少情況下，如果一些元器件很大或者很重的時(shí)候，需在另外一面使用一些粘合劑防止元器件在回流焊的時(shí)候脫落。如果SMT貼片加工和穿孔插裝工藝同時(shí)進(jìn)行時(shí)，粘合劑有些時(shí)候被用作將另一面的SMT元件的固定。在替代方式下，SMT和穿孔插裝元件可以一起焊接，無(wú)須借助粘合劑，如果SMT元件是第一次經(jīng)過(guò)回流焊的話(huà)，從而選擇性的焊接涂層將用作在回流焊過(guò)程中阻止元件的焊接以及元件在波峰焊接時(shí)浮動(dòng)。表面貼裝本身引領(lǐng)一定程度上的自動(dòng)化，減少人工成本并且顯著提升生產(chǎn)效率。SMD元件的大小和重量只有穿孔插裝元件的1/4到1/10，并且成本只有1/2到1/4。

SMT術(shù)語(yǔ)

因?yàn)楸砻尜N裝是一種生產(chǎn)科技，因而有很多不同的術(shù)語(yǔ)，尤其是當(dāng)處于不同生產(chǎn)環(huán)境中時(shí)，需要顯著區(qū)分一些生產(chǎn)的元件、科技、設(shè)備。主要包含如下表格中的術(shù)語(yǔ)：

術(shù)語(yǔ)  解釋

SMD：表面貼裝元件（主動(dòng)、被動(dòng)以及機(jī)電元件）

SMT：表面貼裝技術(shù)（組裝和焊接技術(shù)）

SMA：表面組裝工藝（使用SMT模塊化組裝）

SMC：表面貼裝元件（即用于SMT的元件）

SMP：表面貼裝封裝（SMD元件的封裝方式）

SME：表面貼裝設(shè)備（SMT組裝設(shè)備等）

SMT表面貼裝技術(shù)

需要表面貼裝元器件的位置都需要平整，通常焊錫、沉銀或者沉金并沒(méi)有通孔的焊接位置被稱(chēng)為“焊盤(pán)”。錫膏，一種由鉛錫成分和助焊混合物組成具有粘性的物質(zhì)，借助錫膏印刷機(jī)，滲透過(guò)不銹鋼或鎳制鋼網(wǎng)附著到焊盤(pán)上，也可通過(guò)噴印原理來(lái)完成，類(lèi)似于噴墨打印機(jī)。錫膏印刷完畢后，電路板將經(jīng)過(guò)拾取和放置設(shè)備，通過(guò)相應(yīng)的傳送帶進(jìn)行貼裝。將要被貼裝的元器件一般放置在紙質(zhì)或塑料的管道中，并借助飛達(dá)安裝在SMT貼片機(jī)器上。一些個(gè)頭比較大的集成電路將通過(guò)防靜電托盤(pán)傳送。SMT設(shè)備從飛達(dá)中取出相應(yīng)的元器件并將其貼裝到PCB上，由于PCB上的錫膏具有一定的粘性，因而在焊盤(pán)上的元器件有很好的附著效應(yīng)。

此時(shí)，PCB板將被傳送至回流焊錫爐中?；亓骱赶阮^擁有一個(gè)預(yù)熱區(qū)，電路板和元器件的溫度逐漸上升，然后進(jìn)入高溫區(qū)，錫膏會(huì)融化并綁定焊盤(pán)和元器件，融化的錫膏表面張力會(huì)讓元器件保留在所處位置，不發(fā)生偏移，甚至該表面張力會(huì)自動(dòng)將略有偏位的元器件拉回到正確位置?；亓骱附蛹夹g(shù)有很多種，一種是使用紅外燈（被稱(chēng)為紅外回流焊），另一種是使用熱氣對(duì)流，還有一種是最為流行的技術(shù)，便是采用特殊的高沸點(diǎn)碳氟化合物液體（被稱(chēng)為蒸汽回流焊）。鑒于環(huán)境考慮，這種技術(shù)在無(wú)鉛法規(guī)出臺(tái)后，逐漸放棄。2008年之前，采用標(biāo)準(zhǔn)空氣或者氮?dú)鈱?duì)流回流焊是主流。每種方法都有其優(yōu)劣勢(shì)。紅外照射方式，板設(shè)計(jì)者必須注意：短元器件不會(huì)被高的元件所遮擋，但是如果設(shè)計(jì)者知道生產(chǎn)過(guò)程中使用蒸汽回流焊或者對(duì)流回流焊的話(huà)，元件位置便不會(huì)是需要考慮的因素。在回流焊階段，一些非常規(guī)或者熱敏感元器件需要手工焊接，但對(duì)于大量的這種元件，就需要通過(guò)紅外光束或者對(duì)流設(shè)備來(lái)完成相應(yīng)的回流焊接工藝。

如果PCB板是雙面設(shè)計(jì)，那么所有的錫膏印刷、貼裝和回流焊過(guò)程需要重復(fù)一次，通過(guò)錫膏或者紅膠將元件粘附在指定位置。如果需要機(jī)型波峰焊工藝，元件需要借助紅膠進(jìn)行粘附，以防止元件在波峰焊受熱過(guò)程中由于焊錫融化而造成的脫落。

完成焊接過(guò)程后，板面需要經(jīng)過(guò)清洗，以去除松香助焊劑以及一些錫球，防止他們?cè)斐稍g的短路。松香助焊劑通過(guò)碳氟化合物溶劑、高燃點(diǎn)碳?xì)浠衔锶軇┗蛘叩腿键c(diǎn)溶劑（比如從橙皮中提取的檸檬油精）進(jìn)行清除。水溶性助焊劑通過(guò)離子水和清潔劑清除，然后利用風(fēng)刀快速移除表面水分。但是，絕大不分的貼裝執(zhí)行無(wú)清洗過(guò)程，即松香助焊劑將留在PCB板的表面，這將節(jié)約清洗成本、提高生產(chǎn)效率、減少浪費(fèi)。

一些SMT貼裝生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，比如IPC（Association Connecting Electronics Industries）需要執(zhí)行清洗標(biāo)準(zhǔn)，以便確保PCB板的清潔，甚至一些無(wú)須清理的助焊劑也必須被清除。正確的清晰將清理掉線(xiàn)路之間的肉眼無(wú)法識(shí)別的助焊劑、臟污和雜質(zhì)等。但是，并不是所有廠商會(huì)嚴(yán)格遵從IPC標(biāo)準(zhǔn)并顯示在板面上，或者客戶(hù)根本不在意。事實(shí)上，很多廠家的制作標(biāo)準(zhǔn)是比IPC標(biāo)準(zhǔn)更加的嚴(yán)格。

最后，PCB板需要經(jīng)過(guò)目檢，查看是否元件漏貼、方向錯(cuò)誤、虛焊、短路等。如果需要，有問(wèn)題的板需要送至專(zhuān)業(yè)的返修臺(tái)進(jìn)行維修，比如經(jīng)過(guò)ICT測(cè)試或者FCT功能測(cè)試環(huán)節(jié)，直至測(cè)試PCB板工作正常。

SMT優(yōu)勢(shì)

SMT相比傳統(tǒng)的過(guò)孔插裝技術(shù)具有如下主要優(yōu)勢(shì)：
（1）更小的元器件。2012年即實(shí)現(xiàn)0.4*0.2mm（0.016*0.008 in: 01005），并有更小型化的發(fā)展趨勢(shì)
（2）更高的元件密度（單位面積內(nèi)的元件數(shù)）以及單個(gè)元件更多的連接數(shù)
（3）更高的連接密度
（4）更低的成本和時(shí)間（上線(xiàn)生產(chǎn)）
（5）PCB設(shè)計(jì)和制作中更少的孔
（6）更加簡(jiǎn)單快速的貼裝
（7）元件貼裝中的微小錯(cuò)誤會(huì)因?yàn)槿诨a膏的表面張力自動(dòng)拉伸修復(fù)
（8）元件可以在板的上下兩面進(jìn)行貼裝焊接
（9）更低的電阻和電感效應(yīng)，導(dǎo)致更少的RF信號(hào)效應(yīng)
（10）在振動(dòng)和跌落情況下更好的機(jī)械性能
（11）很多SMT元件相比插件元件要更加便宜
（12）更好的EMC性能，鑒于更小的電磁線(xiàn)圈從而產(chǎn)生更低的電磁輻射

SMT劣勢(shì)

（1）因?yàn)楦〕叽绾蚐MD引線(xiàn)間距，貼裝或者元件層面的手工維修更加困難，需要專(zhuān)業(yè)熟練工人和更貴的返修工具進(jìn)行操作
（2）SMD元件不能直接用于插入式母板（一種快速測(cè)試打樣工具），需要定制一塊PCB或者將SMD元件焊接到引腳載具上。
（3）SMD焊錫連接可能在熱力循環(huán)中被灌注成分損壞
（4）SMT焊接連接處變得更小，間距越來(lái)越小，導(dǎo)致SMT工藝要求精度更高
（5）SMT不適于大體積、高能、高電壓元件，例如電源電路中的變壓器等，將SMT和插件工藝融合在一起，是比較常見(jiàn)的。
（6）SMT不適用于頻繁機(jī)械應(yīng)力的應(yīng)用中，比如一些連接器，作為接口同外部連接，頻發(fā)拔插對(duì)于焊接的穩(wěn)定性提出了挑戰(zhàn)

SMT返修

在整個(gè)PCBA加工工藝過(guò)程中，SMT問(wèn)題元件經(jīng)常采用電烙鐵或者非接觸式返修系統(tǒng)進(jìn)行維修。在通常情況下，返修系統(tǒng)是更好的選擇，因?yàn)镾MD元件的維修需要相當(dāng)熟練技能，并且不太容易。非接觸式焊接返修方法：紅外焊接和熱氣焊接。
紅外方式
通過(guò)紅外焊接方式，焊接處經(jīng)過(guò)長(zhǎng)短波的電磁感應(yīng)而受熱融化。優(yōu)勢(shì)有：
（1）建議安裝
（2）無(wú)須加壓空氣
（3）無(wú)須針對(duì)不同元件的吸嘴，減少更換吸嘴的成本
（4）快速紅外源的反應(yīng)
劣勢(shì)
（1）中央?yún)^(qū)域相比外圍區(qū)域受熱更多
（2）溫度控制不夠精確，極易達(dá)到峰值
（3）周?chē)枰采w，避免損害，需要更多的時(shí)間
（4）表面溫度取決于元件的反射率
（5）溫度取決于表面形狀，對(duì)流能量損耗將減少元件的溫度
（6）沒(méi)有回流氛圍可能性

熱氣方式
在熱氣方式的焊接中，連接處的能量受熱通過(guò)熱氣傳輸，通常借助空氣或者氮?dú)?。?yōu)勢(shì)
（1）模仿回流焊接中的場(chǎng)景
（2）一些系統(tǒng)允許在熱空氣和氮?dú)庵羞M(jìn)行切換
（3）標(biāo)準(zhǔn)元件吸嘴，擁有更高的穩(wěn)定性和快速處理過(guò)程
（4）允許可再生焊接
（5）足夠的熱能，大量元件均可以受熱
（6）受熱均勻
（7）元件受熱溫度不會(huì)超過(guò)設(shè)定的氣體溫度
（8）回流之后的快速冷卻，導(dǎo)致更小的焊接紋路
劣勢(shì)：熱發(fā)生器的熱力性能導(dǎo)致較慢的反應(yīng)。返修通常能夠更正一些由于人工或者機(jī)器引致的錯(cuò)誤，包含如下步驟
融化焊錫并且移動(dòng)元件
移動(dòng)殘余焊錫
直接或分發(fā)式印刷錫膏在PCB板上
貼裝新的元件并回流焊

一些情況下，成百上千個(gè)相同的元件需要維修。這種錯(cuò)誤經(jīng)常在貼裝過(guò)程中發(fā)生并被捕獲。但是，當(dāng)發(fā)現(xiàn)過(guò)晚時(shí)，就要面臨大批量的維修，此時(shí)需要有針對(duì)性的維修策略，確保維修的品質(zhì)。

SMT封裝

SMT貼裝元器件通常比其他引腳元件要小，設(shè)計(jì)之初也是便于機(jī)器大規(guī)模的批量生產(chǎn)，而非通過(guò)手工方式。電子產(chǎn)業(yè)擁有其標(biāo)準(zhǔn)的封裝形式和大?。ㄐ袠I(yè)領(lǐng)先的標(biāo)準(zhǔn)是JEDEC），包含：
圖表中的代碼通常以英寸或者毫米來(lái)定義元器件的長(zhǎng)度和寬度。例如，公制2520元件就是2.5mm*2.0mm，用英寸來(lái)表示就大概是0.10*0.08inch（因此，定義尺寸就是1008）。

鉭電容封裝尺寸表格

鋁電解電容規(guī)格表

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