表面貼裝技術（SMT）是一種將電氣元件直接安裝在印刷電路板（PCB）表面的方法。 以這種方式安裝的電氣元件被稱為表面貼裝器件（SMD）。 在工業上，這種方法已經在很大程度上取代了安裝元件的通孔技術結構方法，這在很大程度上是因為表面貼裝技術可以提高製造的自動化程度，從而降低成本並提高品質。 它還允許在一定面積的基材上安裝更多的元件。 這兩種技術都可以用在同一塊電路板上，通孔技術通常用於不適合表面安裝的元件，如大型變壓器和熱沉式功率半導體。

一個SMT元件通常比它的通孔元件要小，因為它有較小的引線或根本沒有引線。 它可能有短引腳或各種樣式的引線、平觸點、焊球矩陣（BGA）或元件主體上的端點。

SMT技術的歷史

表面安裝最初被稱為 「平面安裝」 [1]。

表面貼裝技術是在20世紀60年代發展起來的。 到1986年，表面貼裝元件最多只佔市場的10%，但迅速得到普及。 [2] 到90年代末，絕大多數的高科技電子印刷電路元件都由表面貼裝器件主導。 這項技術的大部分開創性工作是由IBM完成的。 IBM於1960年在一台小型電腦上首次展示的設計方法後來被應用於運載火箭數字電腦，該計算機被用於指導所有土星IB和土星V運載工具的儀器單元。 元器件變得更小了，元件放置在電路板的兩邊，表面安裝比通孔安裝更普遍，允許更高的電路密度和更小的電路板，反過來，包含電路板的機器或子元件。

通常情況下，焊料的表面張力足以將零件固定在電路板上; 在極少數情況下，如果零件的焊盤面積超過每平方英寸30克的限制，電路板底部或 “第二 ”面的零件可以用一點粘合劑固定，以防止零件在迴流爐中掉落。 另外，如果首先對SMT部件進行回流焊接，然後使用選擇性焊接掩模來防止固定這些部件的焊料在波峰焊中迴流和部件漂浮，那麼SMT和通孔部件可以在電路板的同一面進行焊接，而不需要粘合劑。 表面貼裝技術可以很好地實現高度自動化，減少工作力成本並大大提高生產效率。

相反，表面貼裝技術並不適合手工或低自動化製造，對於一次性原型設計和小規模生產來說，手工或低自動化製造更經濟、更快捷，這也是許多通孔元件仍在生產的原因之一。 一些SMD可以用溫度控制的手動烙鐵進行焊接，但不幸的是，那些非常小的或引線間距太細的SMD不可能在沒有昂貴的熱風焊接迴流設備的情況下進行手動焊接[可疑-討論]。 SMD的尺寸和重量可達四分之一至十分之一，成本為同等通孔零件的二分之一至四分之一，但另一方面，某個SMT零件和同等通孔零件的成本可能相當接近，不過很少有SMT零件更昂貴的情況。

SMT技術如何實現的？

貼片

在需要放置元件的地方，印刷電路板通常有平坦的、通常是錫鉛、銀或鍍金的無孔銅墊，稱為焊盤。 錫膏，一種粘性的助焊劑和微小焊料顆粒的混合物，首先用不鏽鋼或鎳網板用絲網印刷工藝塗在所有焊墊上。 它也可以通過一個噴射印表機制來應用，類似於噴墨印表機。 粘貼后，電路板進貼片機，被放置在傳送帶上。 要放置在電路板上的元件通常以料盤的形式運送到生產線上。 一些大型的積體電路被裝在無靜電托盤中運送。 數控取放機將零件從帶子、管子或托盤上取下，並將它們放在PCB上。

焊接

然後，電路板被輸送到回流焊爐中。 它們首先進入預熱區，在那裡，電路板和所有部件的溫度被逐漸均勻地提高，以防止熱衝擊。 然後，電路板進入一個溫度足夠高的區域，以熔化焊膏中的焊料顆粒，將元件引線與電路板上的焊盤結合起來。 熔化的焊料的表面張力有助於保持元件的位置，如果焊墊的幾何形狀設計正確，表面張力會自動使元件在其焊墊上對齊。

有許多回流焊料的技術。 一種是使用紅外線; 這被稱為紅外線迴流。 另一種是使用熱氣對流。 另一種技術是具有高沸點的特殊氟碳液體，它使用一種叫做氣相迴流的方法，這種技術又開始流行起來。 由於對環境的關注，這種方法逐漸失寵，直到無鉛立法出臺，要求對焊接進行更嚴格的控制。 在2008年底，對流焊接是最流行的迴流技術，使用標準空氣或氮氣。 每種方法都有其優點和缺點。 使用紅外線迴流焊，電路板設計者必須將電路板鋪設好，使短的元件不會落入高的元件的陰影中。 如果設計者知道生產中會使用氣相迴流焊或對流焊，那麼元件的位置就不會受到太多限制。 在迴流焊之後，某些不規則的或熱敏感的元件可以通過手工安裝和焊接，或者在大規模自動化生產中，通過聚焦紅外光束（FIB）或局部對流設備進行焊接。

如果電路板是雙面的，那麼這個印刷、放置、迴流焊的過程可能會重複進行，使用焊膏或膠水來固定元件的位置。 如果使用波峰焊工藝，那麼在加工前必須將部件粘在電路板上，以防止它們在固定它們的焊膏融化時浮出。

清洗

在焊接之後，可以對電路板進行清洗，以去除助焊劑的殘留物和任何可能使間隔較近的元件引線短路的雜散焊球。 松香助焊劑是用碳氟化合物溶劑、高閃點碳氫化合物溶劑或低閃點溶劑，如檸檬烯（從橘子皮中提取）去除的，這需要額外的沖洗或乾燥迴圈。 水溶性助焊劑是用去離子水和洗滌劑去除的，然後用空氣噴灑來快速去除殘留的水。 然而，大多數電子元件是採用 「免清洗 」工藝製造的，其中助焊劑的殘留物被設計為留在電路板上，因為它們被認為是無害的。 這節省了清洗的成本，加快了製造過程，並減少了浪費。 然而，一般來說，當應用使用非常高頻率的時鐘信號（超過1GHz）時，即使使用 “免清洗 ”工藝，也建議對元件進行清洗。 另一個清除 「免清洗 」殘留物的原因是為了提高保形塗料和底部填充材料的附著力。 [6] 不管這些PCB是否清洗，目前的行業趨勢表明，要仔細審查採用 “免清洗 ”的PCB組裝工藝，因為殘留在元件和射頻遮罩下的焊劑可能會影響表面絕緣電阻（SIR），特別是在高元件密度板上。

某些製造標準，如IPC–連接電子工業協會編寫的標準，要求清潔，無論使用何種焊劑類型，以確保徹底清潔電路板。 正確的清潔可以去除所有的焊劑痕跡，以及肉眼看不見的灰塵和其他污染物。 免清洗或其他焊接工藝可能會留下 「白色殘留物」，根據IPC的說法，這些殘留物是可以接受的，“只要這些殘留物被鑒定和記錄為良性。 “[8] 然而，雖然符合IPC標準的商店被期望遵守該協會關於電路板狀況的規則，但並非所有生產設施都適用IPC標準，也沒有要求它們這樣做。 此外，在一些應用中，如低端電子產品，這種嚴格的製造方法在費用和時間上都是過剩的。

最後，對電路板進行目視檢查，看是否有丟失或錯位的元件和焊料橋接。 如果需要，它們會被送到一個返工站，由人類操作員修復任何錯誤。 然後，它們通常被送到測試站（在線測試和/或功能測試），以驗證它們是否正常運行。

自動光學檢測（AOI）系統通常用於PCB製造。 這項技術已被證明對工藝改進和品質成就非常有效