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我國電子制造業裝備自動化發展現狀

放大字體  縮小字體 發布日期:2014-10-20     來源:[標簽:出處]     作者:[標簽:作者]     瀏覽次數:159
核心提示:

電子裝備的自動化程度高低,是衡量一國是否為電子制造強國的標志。國內電子整機SMT(表面貼裝技術)制造設備在印刷機、回流焊、AOI(自動光學檢測)設備等環節取得巨大進步,而在SMT生產線最關鍵的貼片機(小型貼片機除外)設備方面仍未有一家企業可以生產,面臨嚴峻的資金、技術、標準等諸多問題。實現電子制造強國夢,必須走SMT設備的自主研發之路,集中優勢力量突破貼片機產業化困境。

SMT(SurfaceMountTechnology)是指片式元器件裝焊在印制電路板表面上的一種技術。與傳統通孔組裝技術相比,該技術具有組裝密度高、產品體積小(體積縮小40%~60%)、重量輕(重量減輕60%~80%)、可靠性高、抗振能力強、易于實現自動化等優點。

目前,日、美等發達國家80%以上的電子產品采用了SMT。其中,網絡通信、計算機和消費電子領域是主要的應用領域,市場占比分別約為35%、28%、28%,其他應用領域還包括汽車電子、醫療電子等。

SMT生產線主要包括以下幾種設備:貼片機、印刷機、SPI(錫膏檢測儀)、波峰焊設備、回流焊設備、AOI檢測設備、X-Ray檢測設備、返修工作站等。涉及的技術包括:貼裝技術、焊接技術、半導體封裝技術、組裝設備設計技術、電路成形工藝技術、功能設計模擬技術等。

其中,貼片機是用來實現高速、高精度、全自動貼放元器件的設備,關系到SMT生產線的效率與精度,是最關鍵、最復雜的設備,通常占到整條SMT生產線投資的60%以上。目前,貼片機已從早期的低速機械貼片機發展為高速光學對中貼片機,并向多功能、柔性化、模塊化發展。

國內企業在印刷、焊接、檢測等環節已涌現出較有實力的企業,如日東、勁拓的焊接設備,凱格的印刷機,神州視覺的AOI檢測設備,日聯的X-Ray檢測設備等。但核心環節的貼片機則仍舊由日、德、韓、美把持,主要制造商包括:ASMPT(ASMPT于2011年收購西門子旗下的SIPLACE貼裝設備部)、松下、環球、富士、雅馬哈、JUKI、三星等。

在新技術革命和經濟社會發展新訴求的共同推動下,需求在深度和廣度方面都發生了重大變化。當前,“轉型升級”和“兩化融合”正是體現這兩方面推動因素作用下需求發生變化的標志性概念。降低人工成本,增強自動化水平是制造端技術轉型升級的根本要求,也為SMT設備帶來了強勁的需求動力。

一方面,對生產和制造復雜度、精準度、流程和規范提出了更高要求;另一方面,勞動力等要素成本在上升,面臨成本和效率的雙重訴求。上述兩方面的原因催生了自動化、智能化和柔性化的生產制造、加工組裝、系統裝連、封裝測試。目前,四川長虹已計劃通過技術進步提高自動化水平,從而降低成本、保持競爭力,爭取在近2年內將人工成本降低20%,4年內降低50%。

高性能、易用性、靈活性和環保是SMT設備的主要發展趨勢之一。

隨著電子行業競爭加劇,企業需要不斷滿足日益縮短的新品上市周期、對清洗和無鉛焊料應用更加苛刻的環保要求,并能順應更低成本以及更加微型化的趨勢,這對電子制造設備提出了更高的要求。電子設備正在向高精度、高速度、更易用、更環保以及生產線更加柔性的方向發展。貼片機的高速頭與多功能頭之間可以實現任意切換;貼片頭換成點膠頭即變成點膠機。印刷、貼裝精度的穩定性將更高,部品和基板變化時所持有的柔性能力將更強。

同時,通過產線高速化、設備小型化帶來了高效率、低功率、低成本。對貼片機來說,能滿足生產效率與多功能雙優的高速多功能貼片機的需求逐漸增多,雙通道貼裝的生產模式生產率可達到100000CPH左右。

半導體封裝與表面貼裝技術的融合趨勢明顯。

隨著電子產品體積日趨小型化、功能日趨多樣化、元件日趨精密化,半導體封裝與表面貼裝技術的融合已成大勢所趨。目前,半導體廠商已開始應用高速表面貼裝技術,而表面貼裝生產線也綜合了半導體的一些應用,傳統的裝配等級界限日趨模糊。技術的融合發展也帶來了眾多已被市場認可的產品。比如,環球儀器子公司UnovisSolutions的直接晶圓供料器,即為表面貼裝與半導體裝配融合提供了良好的解決方案。

貼片機的貼裝速度方面,代表全球貼片機先進水平的ASMPT公司展出的SIPLACEX4iS,貼裝速度達到150000CPH,實際貼裝節拍0.024秒/點。

JEITA電子組裝技術委員會在《2013年組裝技術路線圖》中預計,隨著消費者對中低端電子產品需求的爆發式增長,超大量生產的要求有望使貼片機的貼裝速度在2016年達到160000CPH(0.0225秒/點),2022年達到240000CPH(0.015秒/點)。芯片級封裝器件的貼裝速度將從2012年的3600CPH提升至2016年的3800CPH、2022年的4000CPH。

屆時,貼片機貼裝頭的取放將發生根本性變革,同時,部品供料部也將形成“沒有部品供給與互換的供料部系統”,高性能連續性的新一代供給方法將進入人們的視野。

目前,電子產品選用的Chip部品趨于小型化、薄型化,芯片接線間距和焊球直徑一直減小,對貼裝設備的對準和定位精度提出了更高要求。

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