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表面贴装设备方与未艾

论文神州视觉2011年11月10日次浏览

  電子整机裝聯是電子產品從基礎件轉變為整机的重要步驟,是電子信息產品“食物鏈”中不可缺少的一環。表面貼裝技術(SMT)作為主流組裝技術,已廣泛應用于電子信息產品制造業、航空、航天、船舶、汽車、輕工、儀器儀表、家電等眾多領域。据統計,國外發達國家電子信息產品SMT化率已達到80%~90%。而作為SMT重要組成部分的表面貼裝設備的發展,也成為人們關注的焦點。

  表面貼裝設備市場日漸升溫

  目前,國外的SMT技術和設備已發展得相當成熟,生產線及設備已逐步向大型化、智能化、高度集中管理的方向發展,而我國SMT設備的水平与世界先進水平相比則有較大差距。

  20世紀80年代中期我國開始引進少量表面貼裝生產線,主要用于電視机高頻頭組裝,90年代后隨著信息產業的增長及三資企業的發展,表面貼裝生產線的引進速度開始加快,進入21世紀后,我國表面貼裝生產線的建設進入高速增長階段。2002年全球貼片机銷售額為18億美元,我國市場占37%;2003年預計全球為21億美元,增長16.7%,我國市場增幅仍將保持較高水平。

  為什么我國表面貼裝市場如此興旺?這种市場形勢能夠保持多久?這是不少業內人士不斷思考的問題。本人認為市場興旺的主要原因有几點:

  第一,技術發展的必然產物。20世紀90年代以來,電子整机產品正處于新工藝轉化的活躍時期,其短、小、輕、薄、便攜式的發展趨勢為電子整机采用表面組裝技術提供了廣闊的空間。集成電路和各類電子元器件集成度的提高,体積的減小,我國市場上的SMC、SMD產品品种和數量的不斷增多,又為整机產品大量采用表面貼裝技術提供了必要條件,并進一步促進了表面貼裝技術的推廣。

  當前,全球前20家半導体封裝企業已有14家在我國設厂,我國電子元件的片式化率已超過60%,預計片式多層陶瓷電容器2003年進口量將超過2640億只,片式電阻器1~6月份進口量即已達到747.82億只,可以說,表面貼裝技術具備了比較充足的“食糧”。

  第二,市場導向的必然結果。信息產業的快速發展和各种電子整机產品的快速增長給電子整机裝聯設備构筑了巨大的市場空間。電子整机產品在電子信息產品制造業中的比重約為75%,即在2002年電子信息產品17800億元產值中有13350億元產品的組裝要用到整机裝聯技術,通信、計算机、數字音視頻產品均有大量的市場需求。

  近年來,我國通信產品、計算机及网絡產品、數字音視頻產品、辦公自動化產品、家用電器產品的迅猛發展以及“金”系列工程項目的實施,給SMT技術和設備帶來大量需求。此外,高新電子信息技術已日益滲透到國民經濟的各個領域,航空、航天、航海、交通、科教、醫療及軍事電子等領域內,都迫切需要用SMT技術來進行改造与提高。

  第三,中國已經成為計算机、手机、數字音視頻等電子信息產品的重要制造基地,國際著名IT企業紛紛將其生產基地移向中國。它們帶來了大量的表面貼裝生產線設備,同時又成為不斷購置新的表面貼裝設備的重要用戶。

  第四,隨著電子信息產業的發展,EMS行業也得到了快速增長。全球EMS行業1998年產值為500多億美元,2000年達1000億美元,預計2004年為2500億美元。在中國市場的吸引下,全球前6大EMS公司均已進入中國,國際上一些大型的OEM、OBM厂家也陸續在中國落戶,成為中國目前表面貼裝設備的最大的市場。

  隨著國家對高科技產業的投入,特別是對航空、航天、電子、通信、交通等方面的投資力度的加大,以及我國西部大開發的大好時机,預計中國的表面貼裝設備在相當長的時間內還會保持較高的市場需求。

  表面貼裝設備研制取得進展

  我國自動貼片机的研制歷史始于20世紀80年代中期,原電子部43所、21所、2所、上海無線電專用机械厂与615所、4506厂先后做了大量工作并分別研制完成了樣机,其中4506厂、上海無線電專用机械厂、2所還分別与國外厂商進行了比較深入的技術合作。但由于种种原因一直沒有商品化机型推向市場。

  近年來,深圳勁拓公司、深圳日東公司等企業印刷設備、再流焊設備的開發取得了很大進展,有的產品還出口到國外;廣州羊城公司、肇慶風華公司、南京熊貓精机、上海微電子裝備公司、上海現代科技發展有限公司、深圳創科新高速公司等在自動貼片机取得了一定進展,其中廣州羊城公司的2505型產品已在用戶中使用,2508貼片机(廣州市重點攻關項目)正在樣机調試階段,2512型產品正在開展前期工作。

  加快我國表面貼裝設備的發展

  第一,積极發展我國的表面貼裝設備意義重大。眾所周知,隨著SMD封裝形式的日新月异,表面貼裝設備中新技術的推出是非常快的,但是不論如何變化,其貼裝、焊接的基本工藝路線一直沒有改變,表面貼裝設備仍然存在著极強的技術生命力,發展我國的表面貼裝設備仍具有廣闊的市場前景。其次,目前我國已成為電子產品的裝配制造大國,需要大量的不同檔次的表面貼裝設備,可以說只要性价比适當,各种檔次的表面貼裝設備都有其可觀的市場份額。此外,發展我國的表面貼裝設備,可以更好地銜接和跟蹤半導体封裝技術的發展,同時開展對國內已引進的各种檔次設備的維修和備件供應工作。

  多年來,信息產業部一直非常重視表面貼裝設備的發展,“表面貼裝生產線設備”多次被列入電子信息產業發展基金項目投資指南,2003年更是將“帶圖像識別系統的自動貼片机”項目具体化,其目的就在于引導有關單位積极開發表面貼裝設備。

  第二,利用后發优勢,積极開展國際合作。不可否認的事實是:在表面貼裝設備的開發上,我們已經落后了很多,如果僅立足于在自己的基礎上一步步地追赶,這些年的實踐証明,其結果是越追越遠,是一條不足取的技術路線。

  當前最好的辦法是很好地整理我國的技術和經濟資源,認真分析各种國外先進設備和技術,充分借鑒國外的先進經驗,取長補短,繞過別人已經走過的彎路,通過比較,選擇出最佳技術方案。与此同時,在利益分享的基礎上,積极尋求与國外的技術合作,跨越式地提高我們的技術起點,從而以最快速度研制出商品机型。目前,國際著名設備厂商已越來越關注在華設厂問題,開展國際合作的机會將會逐步增多。

  第三,一定要重視無鉛化設備的研制開發。對表面貼裝設備來說,無鉛化具有兩層意義。其一是設備本身不采用無鉛元器件及加工工藝,其二是适應用戶的使用要求,提供适用于無鉛生產線上使用的表面貼裝設備。從印刷設備、再流焊設備、波峰焊設備到各种光學檢測設備,從使用有鉛焊料轉到使用無鉛焊料,由于化學成分的不同,必然會帶來各种工藝曲線、加熱曲線和焊接曲線的很大變化,無論從軟件方面還是從硬件方面來說,都會給設備的制造增加新的難度,深圳日東公司和深圳勁拓公司對此已經取得了相當的成績。

  目前,日本、歐盟均已确定了產品無鉛化的時間表,國外許多大公司已經進行了深入研究,并已在多种產品上實行了無鉛化,我國相應規定的制定工作也已進入實質階段,無鉛化的實現已經指日可待。我們必須重視与表面貼裝有關的電子材料、電子元器件、印制電路板以及表面貼裝設備的無鉛化問題,系統地、有計划地推進,才能有效而及時地完成這一工作。

  相關鏈接 什么是SMT

  電子整机裝聯技術中的表面貼裝技術SMT(Surface Mount Technology)是一种用手工或貼裝設備將電子元器件直接貼裝在印制電路板或其他基板表面上的技術。它是上世紀70年代后期興起的一种新型電子裝聯技術,是當前的主流組裝技術。SMT以減小体積和重量、提高可靠性和電气性能、降低生產成本為目的,是一种高科技、高效率的自動化生產技術。 表面貼裝主要設備

  自動貼片机是表面貼裝生產線的主要設備,按照速度、功能、用途、自動化程度的不同有多种分類方法,大生產線上一般選用高速机和多功能机互補配套使用的方式。自動貼片机的發展趨勢主要是向高速、高精度、多功能發展,由低速机械對准發展到高速光學對准;傳動机构Y軸方向從單絲杠向雙絲杠發展;采用高分辨率CCD以提高圖像識別功能;采用反射加直射鏡技術解決BGA和CSP等新式封裝產品的貼裝;減少振動,提高精度,減少磨損,增強計算机功能,使操作更簡便等。

  自動印刷机的功能是將焊膏印刷到印制電路板上,其發展方向主要是高密度、高精度、多功能。全自動印刷机除具有高分辨率的自動視覺識別系統外,還有自動更換漏印模板、清洗鋼版、對QFP器件進行45度角印刷、二維和三維檢查印刷結果(焊膏圖形)等功能。

  再流焊設備是對已經貼裝的元器件實施焊接工序的主要設備,按加熱方式分為熱板式、紅外、熱風、紅外加熱風、汽相焊等。熱傳導方式主要有輻射和對流兩种。

  隨著對元器件檢測精度要求的提高,自動光學檢測(AOI)裝置是表面貼裝設備中發展最快的,現在的AOI裝置不僅檢測X、Y方向,還可檢測θ方向的偏移,有的產品還具備對貼飛元件的檢測和無鉛焊錫檢測技術,彩色高亮度技術也已開始應用。

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