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SMT貼片新工藝與環(huán)保同行
所屬分類:公司資訊發(fā)表時間:2019-08-15

SMT貼片新工藝與環(huán)保同行


 

SMT貼片機行業(yè)是一個技術(shù)含量相對高的行業(yè),其核心裝備SMT貼片機具有精度高重復(fù)定位準確速度快,SMT是表面組裝技術(shù)Surface Mounted Technology 的英文縮寫:其技術(shù)(表面貼裝技術(shù))是目前電子組裝行業(yè)里最流行最高效的一種技術(shù)和工藝!


SMT作為新一代的電子裝聯(lián)技術(shù),近20年來發(fā)展快速,應(yīng)用范圍十分廣泛,己經(jīng)浸透到大部分的電子行業(yè)領(lǐng)域,并且在許多領(lǐng)域中己經(jīng)部分或完全取代了傳統(tǒng)的線路板通孔插裝技術(shù),特別是2017以來,我國的芯片技術(shù)關(guān)鍵性突破,CPU處理器等國產(chǎn)化,中國電子信息產(chǎn)品制造業(yè)每年都以高速增長,電子產(chǎn)業(yè)的規(guī)模從2010年起已連續(xù)三年居世界第一位。


在中國電子信息產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的推動下,中國表面貼裝技術(shù)(SMT)和生產(chǎn)線也得到了規(guī)模更加龐大,表面貼裝生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備——自動貼片機的數(shù)量在中國的保有量已位居世界前列。


據(jù)官方統(tǒng)計:中國進口的自動貼片機以廣東省超過30%居首位,其次是江蘇、上海和北京,需求將保持平穩(wěn)增長,隨著我國智能手機強勢崛起、筆記本電腦和相關(guān)數(shù)碼產(chǎn)品等IT產(chǎn)品占世界總產(chǎn)量超過70%,國內(nèi)的SMT貼片機行業(yè)也成為全球最大的市場。


國內(nèi)SMT設(shè)備企業(yè)在印刷機、焊接、檢測等SMT設(shè)備方面已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化,并憑借市場價格優(yōu)勢占據(jù)70%~80%的國內(nèi)市場份額。而貼片機基本是90%進口,日本出口到我國占到50%以上。


靜觀貼片機設(shè)備,國內(nèi)到目前還罕有精密度非常高的產(chǎn)品,這是因為就貼片機而言,它自身即是高度智能化的機電一體化設(shè)備,是信息化的產(chǎn)品。研發(fā)貼片機,能夠股動有關(guān)的根底產(chǎn)業(yè),如精細機械制作以及其有關(guān)技能;各種高精細的傳感技能;各種高性能的馬達制作技能;圖畫處置以及傳感技能;X-Y伺服控制系統(tǒng);雜亂的軟件技能等等。盡管很多產(chǎn)業(yè)我們已經(jīng)迎頭趕上,但是SMT 貼片機研發(fā)方面還需要持續(xù)的加強,主要原因歸納起來有以下幾點:


一是貼片機結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)含量高,國內(nèi)基礎(chǔ)工業(yè)積累不足。


貼片機是機電光等多學(xué)科一體化的高技術(shù)精密設(shè)備,僅元器件就有1到2萬個,國外貼片機企業(yè)一般采購其中的70%,另外30%進行公司定制,而恰恰是這30%元器件國內(nèi)企業(yè)由于缺乏基礎(chǔ)技術(shù)人才,無法進行生產(chǎn)。


二是貼片機研制費用高、投資風(fēng)險大,民營企業(yè)無法保證持續(xù)的資金投入。


目前,貼片機生產(chǎn)并未得到政府的足夠重視。以往國有企業(yè)開發(fā)貼片機,通常是政府撥專款立項攻關(guān),企業(yè)搞出樣機組織鑒定,然后項目隨之結(jié)束,缺乏持續(xù)創(chuàng)新的動力。民營企業(yè)創(chuàng)新活力強,是目前研制貼片機的主要力量(國內(nèi)從事SMT設(shè)備制造的廠家有幾百家,幾乎都是民營企業(yè)),但規(guī)模小、實力有限,缺乏生產(chǎn)樣機后進一步研制與提升的資金投入。同時,國內(nèi)企業(yè)一旦新品研制成功,國外企業(yè)便立馬降價打壓國內(nèi)企業(yè),導(dǎo)致國內(nèi)企業(yè)研發(fā)資金鏈斷裂,無法在性能日新月異的貼片機市場競爭中存活。


三是SMT產(chǎn)業(yè)標準體系不完善。


標準體系是整合供應(yīng)鏈的關(guān)鍵。SMT技術(shù)、新材料和新工藝的快速變化,以及成本和環(huán)保的雙重壓力,迫使產(chǎn)品規(guī)格標準頻繁變化,對SMT標準制定提出新的要求。長期以來,我國SMT產(chǎn)業(yè)過度依賴國外IPC標準,未根據(jù)中國SMT產(chǎn)業(yè)實際情況制定完備的標準體系。國內(nèi)雖然制定了GB19247、GB3131、QJ165等標準,但存在標準繁雜、不成體系等問題。


SMT貼片加工的工藝流程可大致分為:印刷、貼片、焊接與檢測(每道工藝中均可加入檢測環(huán)節(jié)以控制質(zhì)量)。SMT技術(shù)以其自身的特點和優(yōu)勢,使電子組裝技術(shù)發(fā)生了根本性、革命性的變化。



高精度錫膏印刷,是SMT生產(chǎn)中重要工序之一。


SMT印刷作為表面貼裝生產(chǎn)線的第一道工序,質(zhì)量的好壞對SMT產(chǎn)品的合格率有著極其重大的影響。影響錫膏印刷質(zhì)量的一個重要因素是印刷機各部分的運動控制精度,目前SMT產(chǎn)品的生產(chǎn)向高產(chǎn)出率和“零缺陷”方向發(fā)展,在生產(chǎn)中,印刷機需要長時間穩(wěn)定不間斷地高速運行,這對其運動控制系統(tǒng)的運行速度、穩(wěn)定性及可靠性提出了很高的要求,廣大印刷裝配大廠的創(chuàng)新技術(shù)正在不斷挑戰(zhàn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率的極限。


對比SMT全線生產(chǎn)線中所有配置設(shè)備,SMT貼片機集成度最高,產(chǎn)線配置中占到70%份額。


貼片機是用來實現(xiàn)高速、高精度、全自動貼放元器件的設(shè)備,關(guān)系到SMT生產(chǎn)線的效率與精度,是SMT生產(chǎn)線最為關(guān)鍵、技術(shù)和穩(wěn)定性要求最高的設(shè)備,往往占了整條生產(chǎn)線投資額的一半以上,其發(fā)展趨勢可用“三高四化”來概括,即高性能、高效率、高集成,柔性化、智能化、綠色化、多樣化。


具體而言,SMT貼片機經(jīng)過了3代發(fā)展,已由早期的低速度(1-1.5秒/片)和低精度(機械對中)發(fā)展到高速(0.08秒/片)和高精度(光學(xué)對中,貼片精度±60um/4q)的全自動貼片機。第一代貼片機不具備視覺識別器件、精密的伺服系統(tǒng)、自動送板及自動換嘴功能,只有精度不高的步進多軸系統(tǒng);第二代貼片機具備視覺識別功能,貼裝頭也由2個擴展到更多數(shù)量,自動傳送及進口伺服技術(shù)XY軸系統(tǒng)也可以導(dǎo)入;第三代貼片機具備更高級別的提升,如器件識別與貼裝優(yōu)化功能,Z軸高度采用精密的伺服技術(shù),滿足對不同器件與IC的厚度檢測與補給,高精度的貼裝,第三代貼片機實際上是一種精密的工業(yè)機器人,由計算機,光學(xué),精密機械,滾珠絲桿,直線導(dǎo)軌,線性馬達,諧波驅(qū)動器以及真空系統(tǒng)和各種傳感器構(gòu)成的機電一體化的高科技裝備。


伴隨著各種各樣電子設(shè)備的小型化、高功能化,在貼裝形態(tài)中對高密度化和復(fù)雜化的要求比現(xiàn)在更高,特別是對于SMD和半導(dǎo)體的混載貼裝的要求正在日益增加。為了促進降低生產(chǎn)成本和縮短交貨時間,富士機械制造株式會社研發(fā)了將半導(dǎo)體的后道工序組合進貼裝工序的NXT-H。NXT-H在具有大幅度超過一般貼片機的高精度的同時,實現(xiàn)了高生產(chǎn)率,貼裝精度最高±5μm、產(chǎn)能最高達24,900CPH。


NXT-H繼承了累計出廠臺數(shù)53,000模組的NXT系列理念,作為以貼裝工作頭為主的各單元模組化后,通過供應(yīng)晶圓的裝置MWU12i,廣泛地對應(yīng)4、6、8、12英寸的晶圓尺寸,更換模組可以用1臺機器貼裝最多25種晶圓。


高品質(zhì)與綠色同行,SMT回流焊更注重節(jié)能環(huán)保,SMT回流焊是通過重新熔化預(yù)先放置的焊料面形成焊點,在焊接過程中不再加任何額外焊料的一種焊接方法,通過設(shè)備內(nèi)部的加熱電路,將空氣或氮氣加熱到足夠高的溫度后吹向已經(jīng)貼好元件的線路板,讓元件兩側(cè)的焊料融化后與主板粘結(jié),已成為SMT的主流工藝。板卡上的元件大都是通過這種工藝焊接到線路板上的。


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