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2021/4/16 16:40:50
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摘要：隨著社科技術(shù)的發(fā)展，微電子產(chǎn)業(yè)和計算機技術(shù)的不斷改建和發(fā)展，在電子組裝中的貼片元件也開始在行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。在這樣的大背景下，集優(yōu)點于一身的SMT在過去的幾十年里呈現(xiàn)出的繁榮的發(fā)展趨勢。基于SMT當(dāng)今的發(fā)展情況，對其今后的發(fā)展前景做出相應(yīng)理性的預(yù)測和展望。
關(guān)鍵字：SMT 表面貼裝 基本工藝 發(fā)展前景
SMT是目前電子組裝行業(yè)里最流行的一種技術(shù)和工藝。自70年代初推向市場以來，SMT已逐漸替代傳統(tǒng)“人工插件”的波焊組裝方式，已成為現(xiàn)代電子組裝產(chǎn)業(yè)的主流，人們稱為電子組裝技術(shù)的第二次革命。在國際上，這種安裝技術(shù)已形成了世界潮流，它導(dǎo)致了整個電子設(shè)備的生產(chǎn)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(fā)展，同時也是一個國家科技進步程度的標(biāo)志。
進入21世紀(jì)以來，中國電子信息產(chǎn)品制造業(yè)加快了發(fā)展步伐，每年都以20%以上的速度高速增長，成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，整體規(guī)模連續(xù)三年居全球第2位。隨著中國電子制造業(yè)的高速發(fā)展，中國的SMT技術(shù)及產(chǎn)業(yè)也同步迅猛發(fā)展，整體規(guī)模也居世界前列。
1、SMT技術(shù)概述
1.1什么是SMT技術(shù)
SMT(Surface Mount Technology)是表面安裝技術(shù)的縮寫或簡稱,它是指通過一定的工藝、設(shè)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(zhì)量檢查→PCB預(yù)烘→絲印錫焊膏→檢查絲印質(zhì)量→貼裝元件→檢查貼裝質(zhì)量→回流焊→檢查焊接質(zhì)量。
1.3 SMT的特點
(1)組裝密度高、電子產(chǎn)品體積小、重量輕，貼片元件的體積和重量只有傳統(tǒng)插裝元件的1/10左右，一般采用SMT之后，電子產(chǎn)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(xiàn)自動化，提高生產(chǎn)效率。
(5)降低成本達30%～50%。節(jié)省材料、能源、設(shè)備、人力、時間等。
2、SMT的發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用
2.1 SMT技術(shù)在現(xiàn)代通信設(shè)備上的應(yīng)用
21世紀(jì)是信息時代，通信設(shè)備已經(jīng)成為普通大眾必備用具，包括手機電話、電腦等各類電子產(chǎn)品種類已經(jīng)層出不窮。而電子通信設(shè)備研制開發(fā)的進步很大程度上依賴于組裝技術(shù)的進步。之所以能夠制造出各種各樣體積小、功能強的現(xiàn)代通信設(shè)備,其中一個重要條件就是先進的電路組裝技術(shù),即表面安裝技術(shù)。
2.2 SMT技術(shù)在超標(biāo)量處理器中的應(yīng)用
超標(biāo)量技術(shù)是指CPU在每個時鐘周期內(nèi)可以完成一條以上指令的并行執(zhí)行技術(shù)。以超標(biāo)量處理器為基礎(chǔ)，引入SMT技術(shù)，在基本不改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)大小、不增加執(zhí)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(biāo)量處理器中一些結(jié)構(gòu)或資源（如執(zhí)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(shù)還有很大的改進空間，通過進一步優(yōu)化SMT技術(shù)在超標(biāo)量處理器中的應(yīng)用規(guī)范，將會進一步提高處理器性能。
2.3 SMT技術(shù)在航空航天上的應(yīng)用
我國航天事業(yè)的蓬勃發(fā)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(shù)具有使電子器件組裝密度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在航天電子產(chǎn)品中的得到了很大的應(yīng)用。航天遙感器今后向小型化、智能化、高可靠、長壽命方向發(fā)展的趨勢與SMT的特點相吻合SMD/SMC?產(chǎn)品,必然并應(yīng)該作為我們設(shè)計時選擇的產(chǎn)品之例。廣泛推廣和應(yīng)用SMT技術(shù)及其產(chǎn)品必將把航天產(chǎn)品性能和質(zhì)量提高到更高的水平。
2.4 SMT技術(shù)在雷達設(shè)備上的應(yīng)用
雷達作為一種防空偵查設(shè)備，在制導(dǎo)、空中打擊等方面的應(yīng)用具有重要的地位，而雷達的工作環(huán)境日漸惡化，防雷達武器的層出不窮，將雷達設(shè)設(shè)備的研制需求提出了更多的要求。SMT技術(shù)具備多種優(yōu)點，其再雷達上的應(yīng)用可以解決很多技術(shù)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(biāo)更優(yōu)。
2.5 SMT技術(shù)在智能斷路器上的應(yīng)用
斷路器是一種能夠關(guān)合、承載和開斷正常回路條件下的電流，并能關(guān)合、在規(guī)定的時間內(nèi)承載和開斷異常回路條件(包括短路條件)下的電流的開關(guān)裝置。在保護電路，防止突發(fā)事件上起到了很大的作用。SMT技術(shù)的應(yīng)用促使了現(xiàn)代斷路器的智能化、小型化和多樣化發(fā)展。將SMT組裝工藝應(yīng)用到智能型斷路器的生產(chǎn)制造，是一個必然趨勢。
3、SMT技術(shù)的發(fā)展趨勢
SMT技術(shù)由SMT生產(chǎn)線、SMT設(shè)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(shù)的發(fā)展則需要各個因素綜合發(fā)展。
3.1 SMT生產(chǎn)線的發(fā)展
3.1.1 SMT生產(chǎn)線朝信息集成的柔性生產(chǎn)環(huán)境方向發(fā)展
目前電子產(chǎn)品正向更新、更快、多品種、小批量的方向發(fā)展，這就要求SMT的生產(chǎn)準(zhǔn)備時間盡可能短，為達到這個目標(biāo)就需要克服設(shè)計環(huán)節(jié)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)聯(lián)系相脫節(jié)的問題，而CIMS(計算機集成制造系統(tǒng))的應(yīng)用就可以完全解決這一問題。CIMS是以數(shù)據(jù)庫為中心，借助計算機網(wǎng)絡(luò)把設(shè)計環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳送到各個自動化加工設(shè)備中，并能控制和監(jiān)督這些自動化加工設(shè)備，形成一個包括設(shè)計制造、測試、生產(chǎn)過程管理、材料供應(yīng)和產(chǎn)品營銷管理等全部活動的綜合自動化系統(tǒng)。
CIMS能為企業(yè)帶來非常顯著的經(jīng)濟效益：提高產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備有效利用率和柔性制造能力，大大縮短產(chǎn)品設(shè)計周期和投入市場時間等。正因為CIMS?具有這么多優(yōu)點，所以可以預(yù)見?CIMS?在SMT?生產(chǎn)線中的應(yīng)用將會越來越廣泛。
3.1.2 SMT生產(chǎn)線朝連線高效方向發(fā)展
高生產(chǎn)效率是衡量SMT生產(chǎn)線的重要性能指標(biāo)，SMT生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率體現(xiàn)在產(chǎn)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(yè)都必須追求的目標(biāo)。
3.1.3 SMT生產(chǎn)線向“綠色”環(huán)保方向發(fā)展
當(dāng)今人們生活的地球已經(jīng)遭到人們不同程度的損壞，以SMT設(shè)備為主的SMT生產(chǎn)線作為工業(yè)生產(chǎn)的一部分，毫無例外地會對我們的生存環(huán)境產(chǎn)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(chǎn)線的生產(chǎn)過程，無不對環(huán)境存在著這樣或那樣的污染，SMT生產(chǎn)線越多、規(guī)模越大，這種污染也就越嚴重，因此，最新SMT生產(chǎn)線正朝綠色生產(chǎn)線(green line)方向發(fā)展。這就提示我們，SMT生產(chǎn)線不僅要考慮生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)能力，還要考慮SMT生產(chǎn)對環(huán)境的影響，從SMT建線設(shè)計、SMT設(shè)備選型、工藝材料選擇、環(huán)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(huán)保的要求。綠色生產(chǎn)線同樣是SMT生產(chǎn)線未來的發(fā)展方向。
3.2 設(shè)備的發(fā)展
SMT設(shè)備的更新和發(fā)展代表著表面組裝技術(shù)的水平，新的SMT設(shè)備的發(fā)展朝高效、靈活、智能、環(huán)保等方向發(fā)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(fā)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(fā)展。最近SMC的規(guī)格為01005，在體積微型化的同時向大容量方向發(fā)展。
(2)SMD朝小體積、多引腳方向發(fā)展。SMD經(jīng)歷了由大體積、少引腳朝大體積、多引腳方向發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)開始由大體積、多引腳朝小體積、多引腳方向發(fā)展，例如BGA向CSP方向發(fā)展。FC的應(yīng)用將越來越多。
(3)SMB朝多層、高密度、高可靠性方向發(fā)展。隨著電子組裝朝更高密度方向發(fā)展，SMB?朝多層、高密度、高可靠性方向發(fā)展，許多SMB的層數(shù)已多達十幾層甚至更多，多層的柔性SMB也有較快的發(fā)展。
3.4 SMT工藝材料的發(fā)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(huán)保考慮，無鉛焊料是目前乃至將來一段時間內(nèi)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(dǎo)等。基于環(huán)保和成本等各方面因素考慮，免清洗焊接技術(shù)是一項將材料、設(shè)備、工藝、環(huán)境和人力因素結(jié)合在一起的綜合性技術(shù)，它的產(chǎn)生推動了制造工藝技術(shù)的變革，而它的推廣則影響著相關(guān)產(chǎn)業(yè)的方方面面。將管理因素和技術(shù)因素有機結(jié)合，是這項技術(shù)投入實施的重要一環(huán)。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和研究人員的不懈努力，必將為21世紀(jì)的免清洗焊接技術(shù)賦予新的內(nèi)容。也為SMT技術(shù)注入新的力量。
4、結(jié)束語
從前面的介紹中我們不難發(fā)現(xiàn),?SMT?技術(shù)總體趨勢正朝著更高效率、多功能、智能化方向發(fā)展,?隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展,?更多激動人心的新技術(shù)必將應(yīng)用到SMT技術(shù)領(lǐng)域中,反過來SMT技術(shù)的新發(fā)展又有力地推動著電子組裝業(yè)的發(fā)展,進而推動著電子技術(shù)的發(fā)展,從而形成一種相互促進、協(xié)調(diào)發(fā)展密不可分的關(guān)系。
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