何謂SMT(Surface Mount Technology)表面貼焊(裝)技術?

在瞭解SMT是什麼之前,這裡要先澄清一下SMD與SMT的區別,因為有時候會聽到有人說SMT,有時候又會聽到有人講SMD,這兩個辭有時候的確可以混用,但基本上還是有些差別的:

  • SMD: Surface Mount Device,表面貼焊零件
    所以這個辭是表示零件,泛指那些可以使用SMT製程或技術的電子零件。
  • SMT: Surface Mount Technology,表面貼焊技術
    所以這個辭指的是一種技術,一種將電子零件焊接於電路板表面的技術。

可以用開車來比喻,車子是一個完整的產品,車子上有許許多多的零件(輪胎、車門…),這些車子的零件就相當於Device;而開車就是一種技術,說你會開車,就是你懂得開車的技術(Technology),技術通常都需要學習並經過長久操作後,才會熟能生巧。

好了,言歸正傳,來談談何謂SMT(Surface Mount Technology)?按照字面的意思解釋,它就是一種把電子零件焊接在電路板(PCB, Printed Circuit Board)表面上的一種技術,這有別於較早期的通孔零件,使用「波焊」技術,這種SMT技術可以大幅降低電子產品的體積,達到更輕、薄、短、小的目的。這裡可以暫時把傳統通孔插件比喻成以前的真空管電視,而SMT技術就可以比喻成液晶電視了。

早期電子零件剛出來的時候只有傳統通孔焊接技術(THT, Through-Hole Technology)(DIP, Dual-In line Package,這是早期雙排腳的插件IC名詞),所以電子零件都必須額外設計焊腳來穿過電路板,以達到零件焊接在電路板的目的,可是這種通孔零件的焊腳有其最小尺寸的限制,否則焊腳會容易被折斷,或是因為使用者不小心掉到地上而造成外力的折斷,所以通孔零件可以做到5mmx5mm就已經是非常小了,而現在的SMD零件,最小的尺寸已經可以做到01005(0.4mmx0.2mm),甚至朝更小的尺寸邁進了,這也就是為何當初的黑金剛電話要像磚頭一樣大,而且只能打電話;現在的智慧型手機的體積只有黑金剛的1/5不到,但是功能卻更多。

那SMT到底是靠什麼樣的技術將電子零件焊接到電路板的呢?答案應該是錫膏(Solder Paste),只要把錫膏印刷在需要焊接零件的焊墊(焊盤)上面,然後上面再放上電子零件,焊腳要剛好放在錫膏的位置,讓錫膏經過高溫迴焊爐,爐內的最高溫度必須要高過錫高的熔點,但不可以高到會燒壞電子零件的溫度,回焊爐(reflow)會將錫膏融化,錫膏融化時會變成液體,液態的錫膏會包覆電子零件的焊腳,等到溫度冷卻錫膏重新變回固體後,就會將電子零件焊接在電路板上面了。

這錫膏印刷的方法有點像我們刷油漆時使用罩子寫字或漆圖案。

那電子產品採用SMT技術有何優點與好處?

  • 電子產品可以設計得更輕薄短小
    零件變得更小,電路板的使用面積也會比以前的通孔零件來的小。

  • 可以設計出更高端的產品
    就因為SMD的小與薄,可以讓電子產品應用在更多的零域。如微型機器人、更快速的CPU(中央處理器),更適合隨身攜帶的電子產品。

  • 適合大量生產
    因為SMT技術摒除了大部分的人工插件作業,改以機器來置放電子零件,所以更適合用來大量生產出高品質的產品,而且製程也比通孔插件更穩定。

  • 生產成本降低,基本上就是降低了人力工時。因為通孔零件靠人工置件,而SMT則改為機器置件。