SMT, 표면실장기술이란?

SMT의 개요

1. 표면실장 기술이란 ?

 표면실장기술( Surface Mount Technology )은 기판의 단면 혹은 양면의 표면위에 전자 부품을접합하여 전기적으로 도통 되도록 회로를 구성할 때 적용되는 접합 기술의 총칭이다.자업계 추세가 초소형화, 고밀도, 초고속, 양면화 되어감에 따라, 이에 맞는 Device를 개발, Bare PCB에 실장하게 되었는데 기존의 PTH(Plated Through Hole)에 부품의 리드를 삽입하여 납땜하는 기존의 실장기판과 부품류와는 달리 SMT에서는 기판의 양면에 부품을 많이 탑재하는 것이 특징이다.

 또한 SMD는 형상으로서 50~70%정도 작고, 실장 밀도로는 최고 10배에 달하는 등 소형, 경량화되어있다. 다시말하면 SMT를 이용한 실장기판은 표면실장부품(SMD)이 기판의 표면위에서 야금학적으로 접합되어진 것이다.

2. SMT의 역사

  1960년대 중반 군용과 항공 우주용 Electronics로서 처음 시작되어 이러한 기술을 가능케한 표면실장형 부품은 Flat Package으로 불려지고 있다. 이Flat Package 은 SMD의 시초라고 할수 있다.평평한 리본 형상의 리드(현용어로는 Gull-Wing형의 리드라고 불림)를 갖는 세라믹 패키지가 되었다.

  이 SMD는 단순히 DIP(Dual Inline Package)IC를 치환한 것이지만 현재에 있어서도 군용기에 탑재되는 네비게이션 시스템 및 통신 시스템에서 폭넓게 이용되고 있는 고밀도 메모리카드에 쓰이고 있다.이때 DIP 대신에 Flat Pack이 사용된 이유는 이 부품을 PCB의 양면에 탑재함으로써 전기적 성능을 증가시킬 수 있었기 때문이다. 이것은 과거부터 현재에이르기까지 군용, 항공 우주산업에서 최고의 전자밀도와 성능을 달성하기 위해 SMT가 쓰여지고 있다.

  복합칩 부품을 비롯해 세라믹 관련부품등의 신제품 및 기존 상품의 상품 범위확대와사용량의 증대로 칩 부품의 사용비율이 증가추세에 있다. 이와 함께 SMT 다음 세대를 예고하고 있는 TAB, COB, BGA 등의 보다 초고밀도화된 기술들이 점차 실용화 되어가고 있는 추세다.

3. SMT의 발전과 그 배경

  눈부시게 발전한 SMT의 배경에는 사회적 Need, 경쟁력 Up, Cost Down등의 다양한 배경이 고려 되었다.

4. SMT를 둘러싼 주변 기술

  SMT는 전자기기의 소형, 박형, 경량, 고성능, 고신뢰성등의 사회적 Need를 달성하기 위하여탄생되었다고 말하여도 과언은 아닌데, 그와같은 SMT는 다양한 주변기술에 의해 지지되어 지고 있다는 것도 잊어서는 안된다.

   (1) 접속.평가 기술 : 기판과 부품을 접속하는 Soldering을 중심으로 하는 기술로        이 Soldering의 상태를 검사.평가하는 기술.

   (2) 설계 기술 : 패턴 형상, 부품 배치등의 목적에 대응하여 설계하는 기술.

   (3) 부품.재료 기술 : 칩 부품, 기판과 Soldering등의 부자재를 목적에 대응하여 선택 또는개발하는 기술.

   (4) 생산.공정 기술 : 품질향상, Cost Down등을 달성하기 위하여 메이커가 중심이 되어 행하는 기술.

5. SMT의 장점

  표면실장부품 채용의 장점은 초소형 기기의 실현이 가능하다는 점을 가장 우선적으로 꼽을 수 있다. 양면실장 등의 고밀도 실장으로 보다장착면적이 축소되는 등 빈공간에 새로운 회로기능이 부가되어 세트의 초소형화 및 부가가치의 확대가 가능하다. 

  또한 리드가 없는 구조로 되어 있기 때문에 회로 결선 단축이 가능하여 불필요 인턱턴스 부유 캐패시턴트가 감소하여 고주파특성이 향상되는 장점이 있으며, 납내열성을 고려하여 설계하기 때문에 일반 부품에 비하여 열 신뢰성이 우수하고 내진성이 높다.실장기 사용으로 공급, 조립에 있어서의 고속/자동화가 더욱 쉬워졌고, 부품형상, 패키지의 표준화에 따라 1대의 실장기로 최대 150~160종의 부품실장이 가능하게 되어 경제성 및 생산성을 향상시켰다.

  그 외에 다품종 소량 생산에도 적응이 가능하다는 장점이 있다.

6. SMT 선택의 결정

  신제품에 SMT를 적용할 것인가? 또는 구 제품에 SMT를 적용하여 재설계를 할 것인가? 를 결정할 때에 적지않은 고민을 하게된다.이런 경우에 다음과 같은 조건 3가지에 기준하여 판단을 한다면 보다 현명한 판단을 할 수 있으리라고 생각한다.

   - 한정된 공간에 많은 부품의 실장이 요구되어 기판의 실장밀도를 높일 필요가 있을 때

   - 제품의 성능이 고속도, 고주파, 저노이즈와 동시에 경량이 요구되고 이것이 SMT를 이용하여 달성될 수 있을 때,

7. SMT 방식에 따른 실장 밀도

  대표적인 실장방법으로는 4가지를 들 수 있다. 그 중 가장 많이 사용되고 있는 것은 디스크리트 부품의 혼재방식으로 민생기기에 일반적으로 많이 채용되고 있는 방법이다.여기에는 PCB의한면에 우선 칩 부품을 장착하고 또 다른 면에 디스크리트 부품을 삽입하는 방법과 디스크리트 부품 삽입 후 다른 면에 칩 부품을 장착하는 방법의 2가지가 있다.이것은 PCB의 양면을 효과적으로 이용 종래의 실장법과 비교해 실장밀도를 현격히 증가시켜준다.특히 디스크리트 부품후에 칩 부품을 장착하는 경우 실장밀도를 높이는데 유리하여 주로 TV, 거치형VCR 등의 마더보드 실장에 사용되어 진다.양면실장은 실장밀도를 가장 높일 수 있는 방법으로 캠코더, PC,FAX, CDP, HDD 등에 채용되고 있다. 상기의 방법 중 어느것을 선택할 것인가는 세트의 크기,생산규모, 생산속도, 생산가격, 회로의 기능에 따라 결정되어진다.