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我国电子制造业装备的自动化发展现状

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-05-17  作者:本站
核心提示:电子装备的自动化程度高低,是衡量一国是否为电子制造强国的标志。国内电子整机SMT(表面贴装技术)制造设备在印刷机、回流焊、AOI(自动光学检测)设备等环节取得巨大进步,而

  电子装备的自动化程度高低,是衡量一国是否为电子制造强国的标志。国内电子整机SMT(表面贴装技术)制造设备在印刷机、回流焊、AOI(自动光学检测)设备等环节取得巨大进步,而在SMT生产线最关键的贴片机(小型贴片机除外)设备方面仍未有一家企业可以生产,面临严峻的资金、技术、标准等诸多问题。实现电子制造强国梦,必须走SMT设备的自主研发之路,集中优势力量突破贴片机产业化困境。

  SMT(SurfaceMountTechnology)是指片式元器件装焊在印制电路板表面上的一种技术。与传统通孔组装技术相比,该技术具有组装密度高、产品体积小(体积缩小40%~60%)、重量轻(重量减轻60%~80%)、可靠性高、抗振能力强、易于实现自动化等优点。

  目前,日、美等发达国家80%以上的电子产品采用了SMT.其中,网络通信、计算机和消费电子领域是主要的应用领域,市场占比分别约为35%、28%、28%,其他应用领域还包括汽车电子、医疗电子等。

  SMT生产线主要包括以下几种设备:贴片机、印刷机、SPI(锡膏检测仪)、波峰焊设备、回流焊设备、AOI检测设备、X-Ray检测设备、返修工作站等。涉及的技术包括:贴装技术、焊接技术、半导体封装技术、组装设备设计技术、电路成形工艺技术、功能设计模拟技术等。

  其中,贴片机是用来实现高速、高精度、全自动贴放元器件的设备,关系到SMT生产线的效率与精度,是最关键、最复杂的设备,通常占到整条SMT生产线投资的60%以上。目前,贴片机已从早期的低速机械贴片机发展为高速光学对中贴片机,并向多功能、柔性化、模块化发展。

  国内企业在印刷、焊接、检测等环节已涌现出较有实力的企业,如日东、劲拓的焊接设备,凯格的印刷机,神州视觉的AOI检测设备,日联的X-Ray检测设备等。但核心环节的贴片机则仍旧由日、德、韩、美把持,主要制造商包括:ASMPT(ASMPT于2011年收购西门子旗下的SIPLACE贴装设备部)、松下、环球、富士、雅马哈、JUKI、三星等。

  在新技术革命和经济社会发展新诉求的共同推动下,需求在深度和广度方面都发生了重大变化。当前,“转型升级”和“两化融合”正是体现这两方面推动因素作用下需求发生变化的标志性概念。降低人工成本,增强自动化水平是制造端技术转型升级的根本要求,也为SMT设备带来了强劲的需求动力。

  一方面,对生产和制造复杂度、精准度、流程和规范提出了更高要求;另一方面,劳动力等要素成本在上升,面临成本和效率的双重诉求。上述两方面的原因催生了自动化、智能化和柔性化的生产制造、加工组装、系统装连、封装测试。目前,四川长虹已计划通过技术进步提高自动化水平,从而降低成本、保持竞争力,争取在近2年内将人工成本降低20%,4年内降低50%.

  高性能、易用性、灵活性和环保是SMT设备的主要发展趋势之一。

  随着电子行业竞争加剧,企业需要不断满足日益缩短的新品上市周期、对清洗和无铅焊料应用更加苛刻的环保要求,并能顺应更低成本以及更加微型化的趋势,这对电子制造设备提出了更高的要求。电子设备正在向高精度、高速度、更易用、更环保以及生产线更加柔性的方向发展。贴片机的高速头与多功能头之间可以实现任意切换;贴片头换成点胶头即变成点胶机。印刷、贴装精度的稳定性将更高,部品和基板变化时所持有的柔性能力将更强。

  同时,通过产线高速化、设备小型化带来了高效率、低功率、低成本。对贴片机来说,能满足生产效率与多功能双优的高速多功能贴片机的需求逐渐增多,双通道贴装的生产模式生产率可达到100000CPH左右。

  半导体封装与表面贴装技术的融合趋势明显。

  随着电子产品体积日趋小型化、功能日趋多样化、元件日趋精密化,半导体封装与表面贴装技术的融合已成大势所趋。目前,半导体厂商已开始应用高速表面贴装技术,而表面贴装生产线也综合了半导体的一些应用,传统的装配等级界限日趋模糊。技术的融合发展也带来了众多已被市场认可的产品。比如,环球仪器子公司UnovisSolutions的直接晶圆供料器,即为表面贴装与半导体装配融合提供了良好的解决方案。

  贴片机的贴装速度方面,代表全球贴片机先进水平的ASMPT公司展出的SIPLACEX4iS,贴装速度达到150000CPH,实际贴装节拍0.024秒/点。

  JEITA电子组装技术委员会在《2013年组装技术路线图》中预计,随着消费者对中低端电子产品需求的爆发式增长,超大量生产的要求有望使贴片机的贴装速度在2016年达到160000CPH(0.0225秒/点),2022年达到240000CPH(0.015秒/点)。芯片级封装器件的贴装速度将从2012年的3600CPH提升至2016年的3800CPH、2022年的4000CPH.

  届时,贴片机贴装头的取放将发生根本性变革,同时,部品供料部也将形成“没有部品供给与互换的供料部系统”,高性能连续性的新一代供给方法将进入人们的视野。

  目前,电子产品选用的Chip部品趋于小型化、薄型化,芯片接线间距和焊球直径一直减小,对贴装设备的对准和定位精度提出了更高要求。

 

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