SMT技术的发展现状与发展趋势

摘 要：随着社科技术的发展，微电子产业和计算机技术的不断改建和发展，在电子组装中的贴片元件也开始在行业中被广泛应用。在这样的大背景下，集优点于一身的SMT在过去的几十年里呈现出的繁荣的发展趋势。基于SMT当今的发展情况，对其今后的发展前景做出相应理性的预测和展望。
SMT是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。自70年代初推向市场以来，SMT已逐渐替代传统“人工插件”的波焊组装方式，已成为现代电子组装产业的主流，人们称为电子组装技术的第二次革命。在国际上，这种安装技术已形成了世界潮流，它导致了整个电子设备的生产的社科变化。
SMT不仅推动和促进了电子元器件向片式化、小型化、薄型化、轻量化、高可靠、多功能方向发展，同时也是一个国家科技进步程度的标志。
进入21世纪以来，中国电子信息产品制造业加快了发展步伐，每年都以20%以上的速度高速增长，成为国民经济的支柱产业，整体规模连续三年居全球第2位。随着中国电子制造业的高速发展，中国的SMT技术及产业也同步迅猛发展，整体规模也居世界前列。 
1、SMT 技术概述
1.1 什么是SMT技
SMT(Surface Mount Technology)是表面安装技术的缩写或简称, 它是指通过一定的工艺、设备、材料将表面安装器件(SMD)贴装在PCB(或其它基板)
表面,并进行焊接、清洗、测试而最终完成组装。
1.2 SMT工艺
1）按焊接方式，可分为再流焊和波峰焊两种类型。
2）2）按组装方式，可分为全表面组装、单面混装、双面混装三种方式  
SMT 工艺流程一般为：PCB质量检查→PCB预烘→丝印锡焊膏→检查丝印质量→贴装元件→检查贴装质量→回流焊→检查焊接质量。
1.3 SMT的特点
(1)组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40%～60%，重量减轻60%～80%。  
(2)可靠性高、抗振能力强,焊点缺陷率低。
(3)高频特性好,减少了电磁和射频干扰。
(4)易于实现自动化，提高生产效率。  
(5)降低成本达30%～50%。节省材料、能源、设备、人力、时间等。
2、SMT的发展现状与应用
2.1 SMT技术在现代通信设备上的应用
21世纪是信息时代，通信设备已经成为普通大众必备用具，包括手机电话、电脑等各类电子产品种类已经层出不穷。而电子通信设备研制开发的进步很大程度上依赖于组装技术的进步。之所以能够制造出各种各样体积小、功能强的现代通信设备,其中一个重要条件就是先进的电路组装技术,即表面安装技术。
2.2 SMT技术在超标量处理器中的应用 
超标量技术是指CPU 在每个时钟周期内可以完成一条以上指令的并行执行技术。以超标量处理器为基础，引入SMT 技术，在基本不改变内部结构大小、不增加执行功能部件、沿用其大部分硬件资源为前提下，性能最大获得约50%的提升。然而，超标量处理器中一些结构或资源（如执行部件、取指带宽等）的沿用会使得这些资源被过度利用，变成新的瓶颈。SMT 技术还有很大的改进空间，通过进一步优化SMT 技术在超标量处理器中的应用规范， 将会进一步提高处理器性能。 
2.3 SMT技术在航空航天上的应用 
我国航天事业的蓬勃发展， 航空航天器的研究也日趋多样化、智能化、高精化。而SMT 技术具有使电子器件组装密度高、稳定性好等优点，在航天电子产品中的得到了很大的应用。航天遥感器今后向小型化、智能化、高可靠、长寿命方向发展的趋势与SMT 的特点相吻合SMD/SMC 产品,必然并应该作为我们设计时选择的产品之例。广泛推广和应用SMT 技术及其产品必将把航天产品性能和质量提高到更高的水平
2.4 SMT技术在雷达设备上的应用 
雷达作为一种防空侦查设备，在制导、空中打击等方面的应用具有重要的地位，而雷达的工作环境日渐恶化，防雷达武器的层出不穷，将雷达设设备的研制需求提出了更多的要求。SMT 技术具备多种优点，其再雷达上的应用可以解决很多技术上的难题。重量轻、可靠性高 的表面安装电路模块，是雷达整机更轻、更小、性能指标更优。
2.5 SMT技术在智能断路器上的应用 
断路器是一种能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件(包括短路条件)下的电流的开关装置。在保护电路，防止突发事件上起到了很大的作用。SMT技术的应用促使了现代断路器的智能化、小型化和多样化发展。将SMT组装工艺应用到智能型断路器的生产制造，是一个必然趋势。 

3、SMT技术的发展趋势 
SMT技术由SMT生产线、SMT设备、SMT封装元器件、SMT工艺材料等因素相辅相成的，所以SMT技术的发展则需要各个因素综合发展。 
3.1 SMT 生产线的发展 
3.1.1 SMT生产线朝信息集成的柔性生产环境方向发展 
目前电子产品正向更新、更快、多品种、小批量的方向发展，这就要求 SMT 的生产准备时间尽可能短，为达到这个目标就需要克服设计环节与生产环节联系相脱节的问题，而 CIMS(计算机集成制造系统)的应用就可以完全解决这一问题。CIMS 是以数据库为中心，借助计算机网络把设计环境中的数据传送到各个自动化加工设备中，并能控制和监督这些自动化加工设备，形成一个包括设计制造、测试、生产过程管理、材料供应和产品营销管理等全部活动的综合自动化系统。 
CIMS能为企业带来非常显著的经济效益：提高产品质量、设备有效利用率和柔性制造能力，大大缩短产品设计周期和投入市场时间等。正因为CIMS 具有这么多优点，所以可以预见 CIMS 在SMT 生产线中的应用将会越来越广泛。 
3.1.2 SMT生产线朝连线高效方向发展 
高生产效率是衡量SMT生产线的重要性能指标，SMT生产线的生产效率体现在产能效率和控制效率。如今市场竞争异常激烈，高效是每一个行业都必须追求的目标。 
3.1.3 SMT生产线向“绿色”环保方向发展
当今人们生活的地球已经遭到人们不同程度的损坏，以 SMT 设备为主的 SMT 生产线作为工业生产的一部分，毫无例外地会对我们的生存环境产生破坏。从电子元器件的包装材料、胶水、焊膏、助焊剂等 SMT 工艺材料，到 SMT 生产线的生产过程，无不对环境存在着这样或那样的污染，SMT 生产线越多、规模越大，这种污染也就越严重，因此，最新 SMT 生产线正朝绿色生产线(green line)方向发展。这就提示我们，SMT生产线不仅要考虑生产规模和生产能力，还要考虑 SMT 生产对环境的影响，从 SMT 建线设计、SMT 设备选型、工艺材料选择、环境与物流管理、工艺废料的处理及全线的工艺管理，全面考虑环保的要求。绿色生产线同样是 SMT 生产线未来的发展方向。 
3.2 设备的发展 
SMT设备的更新和发展代表着表面组装技术的水平，新的SMT设备的发展朝高效、灵活、智能、环保等方向发展，这是市场竞争所决定的，也是科技进步所要求的。 
3.3 SMT 封装元器件的发展 
SMT 封装元器件主要有表面贴装元器件(SMC)、表面贴装器件 (SMD) 和表面贴装电(SMB)。 
(1) SMC朝微型化大容量方向发展。最近 SMC的规格为01005，在体积微型化的同时向大容量方向发展。 
(2) SMD朝小体积、多引脚方向发展。SMD经历了由大体积、少引脚朝大体积、多引脚方向发展，现在已经开始由大体积、多引脚朝小体积、多引脚方向发展，例如BGA 向CSP 方向发展。FC 的应用将越来越多。 
(3) SMB朝多层、高密度、高可靠性方向发展。随着电子组装朝更高密度方向发展，SMB 朝多层、高密度、高可靠性方向发展，许多SMB 的层数已多达十几层甚至更多，多层的柔性SMB也有较快的发展。 
3.4 SMT工艺材料的发展 
常用的SMT工艺材料包括：条形焊料、膏状焊料、助焊剂等。 对于焊料，目前提出比较高的呼声是使用无铅焊料，这主要的原因是因为铅对人体有害。处于环保考虑，无铅焊料是目前乃至将来一段时间内的主流。 
助焊剂的作用是清除金属表面的氧化物、保持干净表面不再氧化、热传导等。基于环保和成本等各方面因素考虑，免清洗焊接技术是一项将材料、设备、工艺、环境和人力因素结合在一起的综合性技术，它的产生推动了制造工艺技术的变革，而它的推广则影响着相关产业的方方面面。将管理因素和技术因素有机结合，是这项技术投入实施的重要一环。随着相关技术的发展和研究人员的不懈努力，必将为21世纪的免清洗焊接技术赋予新的内容。也为SMT技术注入新的力量。 
4、结束语 
从前面的介绍中我们不难发现,SMT技术总体趋势正朝着更高效率、多功能、智能化方向发展, 随着电子工业的飞速发展, 更多激动人心的新技术必将应用到SMT技术领域中,反过来SMT技术的新发展又有力地推动着电子组装业的发展,进而推动着电子技术的发展,从而形成一种相互促进、协调发展密不可分的关系。