什麼是SMT表面黏著技術？基礎定義與原理全解析

SMT表面黏著技術利用錫膏將SMD元件直接固定在PCB表面，並透過回流焊加熱完成接合。這種技術因高效率與自動化優勢，在全球電子製造業中極為普及。2023年，全球SMT設備市場規模達58.3億美元，隨著智慧型手機、5G和電動車需求提升，市場持續快速成長。

核心要點

• SMT技術將電子元件直接焊接在電路板表面，提升產品小型化與高密度設計。
• 自動化製程包含錫膏印刷、元件貼裝與回流焊接，確保生產效率與品質穩定。
• SMD元件體積小、性能穩定，適合智慧型手機、汽車電子等多種應用。
• SMT比傳統穿孔插裝技術成本低、速度快，且更適合現代電子產品需求。
• 持續優化製程與導入自動檢查設備，有助提升產品良率與企業競爭力。

一、SMT定義與原理

1.SMT全名與基本概念

SMT的全名是Surface Mount Technology，中文正確翻譯為「表面貼裝技術」或「表面貼焊」。這是一種將無引腳或短引線的表面組裝元件（SMD）直接安裝在印刷電路板（PCB）表面的電子組裝技術。這種技術強調元件是透過焊接固定，而不是用黏著方式，因此錫膏並非膠水，而是用來焊接元件。

許多現代電子產品，如智慧型手機、電腦和家電，都大量採用smt技術，使產品更輕薄短小，功能更強大。

1980年代，smt開始逐漸取代傳統的通孔安裝技術，成為電子組裝的主流。這一轉變與個人電腦、光碟、相機、遊戲機等產品的普及密切相關，推動了電子產業進入數位時代。

2.運作原理

smt的運作原理包含三個主要步驟：錫膏印刷、元件貼裝與回流焊接。

• 錫膏是一種由焊料粉末和助焊劑混合而成的漿料。生產時，工程師會將錫膏印刷在PCB的焊墊上，這個過程有點像用模板刷油漆。
• SMD元件會被自動貼裝機精確地放置在錫膏上，完成定位。
• 回流焊接階段，整塊PCB會進入高溫回焊爐，讓錫膏熔化並包覆元件的焊腳。當溫度降低後，錫膏凝固，元件就牢固地焊接在電路板上。

這種流程與傳統通孔焊接不同，不需要在PCB上鑽孔，能大幅提升生產效率與產品密度。

錫膏、SMD元件與回流焊在smt流程中分別扮演材料供應、元件貼裝與焊接固定的關鍵角色。

3.SMD元件特性

SMD元件具有許多優點，使其成為現代電子產品的首選。

• 結構上，SMD元件體積小、重量輕，通常採用矩形陶瓷底座與兩端金屬化區域，方便直接焊接於PCB表面。
• 由於尺寸小且結構緊湊，SMD元件的雜散電容與電感較低，非常適合高頻應用，能提升電路效率。
• SMD電阻的溫度係數較低，穩定性高，公差範圍多樣，最高可達0.1%，精度優於傳統元件。
• SMD元件符合標準化包裝規範，適合自動化生產，提升生產效率與一致性。
• 體積小、薄形化設計能節省電路板空間，讓產品更輕巧。
• 自動裝配降低人工損壞與靜電干擾風險，提升產品可靠度。
• SMD元件已廣泛應用於電信設備、電源供應器及各類系統機板，逐漸取代傳統插件式元件。

SMD元件的高密度、穩定性與自動化優勢，正是smt技術能推動電子產品小型化與高效能的關鍵。

二、SMT與THT比較

1.結構差異

SMT（表面黏著技術）與THT（穿孔插裝技術）在結構上有明顯不同。

• SMT將元件直接焊接於PCB表面，不需鑽孔，元件腳位較小且焊接於同一面。
• THT則需在PCB上鑽孔，元件腳位穿過板子並焊接於另一面，焊點較大且結構較堅固。
• SMT元件體積較小，適合高密度、小型化設計，且製程多為自動化。
• THT元件占用空間較大，適合需要耐壓力的元件如插座。
• 焊接方式也不同，THT多用波峰焊，SMT則採用回流焊。

SMT技術讓PCB元件密度更高，產品更輕巧，成本也較低。THT則因結構堅固，常用於承受較大壓力的零件。

2.技術優勢

SMT技術在效率與成本上展現明顯優勢。

1. SMT零件體積小，可密集安裝，生產效率高，成本降低約30%~50%。
2. SMT生產線多用自動化設備，貼片速度每小時可達數萬點，遠高於THT手工或半自動方式。
3. SMT回流焊接溫度低，節省材料與能源，減少基板翹曲，提升焊接良率。
4. 製程簡化，部分塑膠插件元件可同時完成，節省時間。
5. 雖然SMT設備投資較高，但整體製造成本仍低於THT。

3.應用趨勢

SMT技術持續推動電子產品微型化與高密度設計。

• SMT廣泛應用於智慧型手機、平板電腦、穿戴式裝置、汽車電子及工業設備。
• 物聯網（IoT）與人工智慧（AI）促使SMT組裝系統智能化，生產線朝向自動化與靈活化發展。
• 市場預測顯示，SMT設備市場將以每年約9%的速度成長，未來五年規模可達數百億美元。
• 汽車產業大量採用SMT於雷達、相機模組及電池管理系統，推動智能駕駛發展。
• SMT技術不斷創新，結合機器人與視覺技術，提升定位精度與生產效率。

SMT已成為電子產業小型化、高效能與智能化發展的關鍵技術，未來應用領域將更加多元與廣泛。

三、SMT製程步驟

SMT製程包含多個自動化步驟，每個環節都影響產品品質與生產效率。以下依序介紹主要流程：

1.錫膏印刷

錫膏印刷是SMT製程的第一步。工程師會利用鋼網和絲印機，將錫膏均勻印刷在PCB焊盤上。錫膏內含金屬粉末與助焊劑，能確保元件後續貼裝與焊接品質。鋼網的材質與厚度會根據元件間距選擇，細間距元件常用雷射切割鋼網。印刷過程中，刮刀壓力與速度需精確調整，避免錫膏過多或過少。錫膏品質與鋼網清潔度也需嚴格控管，否則容易產生焊接缺陷。

錫膏印刷品質直接影響後續焊接良率，約有七成不良品與此步驟有關。

2.元件貼裝

元件貼裝步驟會使用自動貼片機，將SMD元件精確放置於已印刷錫膏的PCB上。貼片機配備高速拾取頭與視覺定位系統，能快速且準確地完成大量元件的貼裝。現代貼片機如Essemtec產品，還能根據生產需求彈性調整，適合多樣化電子產品。貼裝過程中，錫膏的黏性可暫時固定元件，為後續焊接做準備。

3.回流焊接

回流焊接是SMT製程的關鍵步驟。整塊PCB會進入回流焊爐，經過預熱、加熱和冷卻三個區域。高溫會使錫膏熔化，元件焊腳與PCB焊盤形成牢固的電氣與機械連接。回流焊適用於各類表面貼裝元件，廣泛應用於汽車電子、家電、醫療設備等領域。自動化回流焊爐能精確控制溫度曲線，確保焊點品質穩定。

4.檢查測試

檢查與測試確保SMT產品品質。常見方法包括自動光學檢測（AOI）、錫膏印刷檢查、貼片檢驗、焊接後檢查及功能測試。AOI設備能快速檢查元件極性、位置與焊點狀態。工程師也會利用放大鏡、顯微鏡觀察焊點，並進行ICT、飛針測試等電性檢查。若發現缺陷，會進行返修，確保每片電路板都符合標準。

自動化檢查大幅提升生產效率，減少人為錯誤，讓smt製程更可靠。

四、SMT優勢與應用

1.小型化與高密度

SMT技術讓電子產品變得更小、更輕。工程師能將許多元件緊密排列在電路板表面，節省空間。這種高密度設計讓智慧型手機、平板電腦和穿戴式裝置能夠擁有更多功能。SMD元件體積小，重量輕，適合現代產品追求輕薄短小的趨勢。高密度佈局也有助於提升電路效能，減少訊號干擾。

小型化與高密度設計已成為電子產業發展的主流方向，帶動產品創新與多元應用。

2.自動化生產

自動化生產是SMT技術的另一大優勢。許多工廠導入自動貼片機與回流焊爐，提升產能並降低人力成本。

• 馬來西亞檳城廠現有10條SMT產線，預計2025年增至12條，並持續導入自動化設備，減少對人力的依賴。
• 中國昆山廠與黃江廠分別擁有22條與20條產線，顯示大規模自動化生產的實力。
• 全球貼片機市場規模持續成長，2025年預計達30億美元，2032年可望達46億美元，年複合成長率6.4%。
• 貼片機能快速、精確地完成元件貼裝，減少人為錯誤，提升生產效率。

自動化生產不僅優化成本結構，也讓工廠能彈性調整產能，應對市場需求變化。

3.電子產品應用

SMT技術廣泛應用於消費性電子、通訊設備、電腦及網路設備等領域。

• 電子製造服務業（EMS）大量採用SMT製程，提升產品品質與生產效率。
• 資策會與電電公會合作推動AOI瑕疵檢測技術，強化製程品質管理。
• EMS產業導入AI與機械手臂，滿足少量多樣化生產需求，推動高階製造。
• 利浦電子在SMT產線導入氮氣監測技術，提升製程穩定性與品質，這是消費性電子製造的實際案例。

SMT技術已成為現代電子產品不可或缺的核心，推動產業數位轉型與智慧製造。

五、SMT常見問題與挑戰

1.製程困難

SMT製程在實際操作中經常遇到多種技術挑戰。

1. 研發階段常需少量多樣試驗設計，廠商配合度不易提升。
2. 異質整合晶片堆疊時，材料不同容易產生翹曲，影響板階可靠度。
3. IC尺寸越來越小，樣品製備難度增加。
4. 錫球成分與封裝不匹配，可能降低產品品質。
5. 元件密度過高或間距不足，檢查與返工變得困難，焊接品質也容易受影響。
6. 測試點設計不足，導致ICT測試困難，無法有效檢查焊點缺陷。
7. 設計階段若未考慮裝配計劃與元件方向，會增加製程錯誤率。

根據產業統計，SMT無鉛錫膏焊料因焊錫特性較差，容易造成焊錫不良，進而降低產品直通率。半導體產業中，製程良率每下降0.5%至1%，最終產品良率可能從100%降至74%，對成本與競爭力產生重大影響。

2.解決對策

工程師可採取多種方法來提升SMT製程品質。

1. 調整焊膏厚度，減少立碑現象，提升焊接穩定性。
2. 控制貼裝偏移，確保元件精確放置，避免焊接缺陷。
3. 優先選用較重或尺寸較大的元件，減少不均勻張力影響。
4. 綜合調整製程參數，如預熱溫度，兼顧焊接品質與生產效率。
5. 導入自動光學檢查（AOI）與X-ray檢查，提升缺陷檢測準確度。
6. 設置返工站，技術人員可即時修復不良品，降低報廢率。
7. 在設計階段預留結構強化，並利用CAD模擬應力集中區域，預防後期焊接問題。

• 許多企業運用六標準差、田口實驗計畫法與FMEA等品質管理工具，系統化分析製程問題，並透過流程改善有效提升產品良率。例如，某公司導入Shop Floor資料庫與商業智能系統，組成品質改善小組，針對重大問題進行PDCA循環改善，最終大幅降低不良率，提升產能與品質。

SMT製程優化不僅提升產品良率，也能強化企業競爭力，確保產品品質穩定。

smt技術推動電子產業進步，讓產品更小、更輕、更高效。
1. 電子元件直接貼附焊接，節省空間，提升性能。
2. SMD元件輕薄，促使手機、筆電等設備小型化。
3. 高度自動化製程，提升品質與生產效率。
未來，smt將持續影響智慧裝置與高性能運算設備。

歡迎讀者留言分享生活中遇到的smt應用經驗！

FAQ

SMT與傳統焊接有什麼不同？

SMT直接將元件貼在電路板表面，不需鑽孔。傳統焊接（THT）需要將元件腳插入孔中再焊接。SMT讓產品更小、更輕，生產速度更快。

SMT製程中最常見的缺陷是什麼？

最常見的缺陷包括錫膏印刷不良、元件偏移、焊點虛焊與立碑現象。這些問題會影響產品品質。工程師會用自動檢查設備來發現並修正這些缺陷。

SMT適合哪些產品？

SMT適合智慧型手機、電腦、家電、汽車電子等需要小型化和高密度的產品。這些產品需要大量元件，SMT能有效提升生產效率。

SMT製程需要哪些主要設備？

主要設備包括錫膏印刷機、貼片機、回流焊爐和自動光學檢查機（AOI）。這些設備能自動完成貼裝和檢查，確保品質穩定。

SMT製程是否容易自動化？

SMT製程非常適合自動化。自動化設備能快速貼裝元件，減少人為錯誤。工廠能大量生產，提升效率與品質。