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    開發國產高端貼片機勢在必行

    發布日期:2011-05-06  來源:本站  作者:admin  查看:3672  返回

     

     

      
    西南交通大學 龍緒明
    四川省電子學會SMT專委會 蘇曼波
        電子信息制造產業鏈大致可分為以下幾個層次:電子材料制造業→電子元器件制造業→集成電路制造業→電子最終產品制造業→電子服務業。電子制造業的發展離不開相應設備,特別是SMT這種自動化程度很高的制造行業,先進設備對產業水平起決定性作用。電子制造工程從工藝和設備角度來看,其具有一定的共性,可將電子制造工程分為材料工程、基體工程、裝配工程、測試工程和輔助工程。
        目前我國已打破主要電子制造設備全部依賴進口的局面,國產設備和民族品牌開始在電子制造設備市場占有一定的份額。

        中國市場全球最大
        中國市場已占全球40%,成為全球最大、最重要的SMT市場。
     
        貼片機是SMT生產線中最關鍵的設備,通常占到整條SMT生產線投資的60%以上,是SMT生產線效率的瓶頸。新一代貼片機的貼片速度有了較大的提高。為了增強適應性和使用效率,新型貼片機正朝柔性化和模塊化結構方向發展。日本富士公司的模塊式針對不同元器件的貼裝要求,可以按不同的精度和速度進行貼裝,以達到較高的使用效率。當用戶有新的要求時,可以根據需要增加新的功能模塊機。隨著芯片集成度的增加,芯片接線的間距和焊球的直徑一直減小,對貼裝設備的對準和定位精度提出了更高的要求。需要研究新的運動設計和控制方法,以實現平穩、快速、精確定位,現代的貼片機大多都朝著高速高精度的運動控制和視覺修正系統相結合的方向發展。
        從2004年至2010年,中國自動貼片機市場年平均增長率達27.2%。貼片機需求仍將保持平穩增長。自動貼片機在中國的主要市場——手機、筆記本電腦、數碼相機及家用電器等領域發展迅猛。截止到2010年8月,我國貼片機總保有量近10萬臺,SMT生產線大約5萬條,中國SMT自動貼片機市場已占全球40%,中國已成為全球最大、最重要的SMT市場。中國SMT產業主要集中在珠三角、長三角、環渤海地區,其中廣東、福建、浙江、上海、江蘇、山東、天津、北京以及遼寧等省市SMT/EMS的總量占全國80%以上。長期以來,國外貼片機一統國內SMT市場,2008年進口9000多臺,金額近100億元。在國內市場上占主導地位的主要貼片機制造商有:西門子、松下、環球、富士、雅馬哈、Juki、三星等。
        貼片機曾是我國“七五”、“八五”、“九五”中電子裝備類別的重點發展項目之一,幾家單位分別進行了研制,并取得了大量科研成果。雖然這些研究成果沒有實現產業化,但為后來者積累了寶貴的經驗。長期以來,貼片機都是從國外進口,貼片機國產化一直是中國人的夢。

        研發策略必不可少
        貼片機研發涉及多學科,必須制定整套研發策略。
     
        貼片機基礎技術目前在國內已經成熟,一批企業在除貼片機外的各種SMT裝備設備制造相繼獲得成功。研制國產貼片機的時機已經成熟,開發高速高精度視覺貼片機勢在必行,這符合國家發展戰略性新興產業的要求。
        貼片機是涉及多學科的復雜設備,必須制定好一整套研發策略:
        政府搭臺。貼片機項目是一個跨行業、跨技術領域的高技術研發項目,單由企業獨立開發,很難成功。建議由地方或中央政府組織幾家企業聯合成立一個機構,政府以項目形式投入啟動資金或設立專項基金。由資深專家組成“國家隊”負責研制。
        優選機型。貼片機的種類較多,例如按貼裝方式分為順序式、同時式和模塊式。我國是一個電子制造大國,生產線市場很大,需要不同檔次的貼片機。所以必須優選機型,降低貼片機研制的難度,快速進入電子裝備行業。
        重點攻關,優化集成。集中力量研發貼片機的關鍵技術(例如:視覺技術、能解決高速度與貼片精度的難題的運動控制技術、軟件技術等),形成自己的核心技術。另一方面通過采購、引進等方式集成現有的各專業技術。這不僅降低了研發成本,提高了速度,同時成功率也高。
        強化管理。采用先進的管理平臺強化管理。例如:制造資源計劃、并行工程、項目計劃評審技術PERT等技術平臺。通過制訂計劃將整個項目不斷細分,根據項目的各個核心技術模塊來確定項目整體研發流程和目標。同時,由各專業負責人組成任務質量評審小組,在項目進行的各個階段及時進行檢查和考核,根據檢查的結果,及時調整原有任務書的內容。

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        SMT設備國產化經歷的三個時期

        技術引進改造期
        (1980~1994年)

        自從1980年我國引進第一條SMT生產線以來,以國企和研究所為主體,開始了電子制造設備國產化工作。這段時期國產化設備主要是為引進的各類生產線配套服務和定制,沒有真正市場化。
        除了貼片機,這段時期電子整機SMT制造其他大部分設備均已研制出來。例如:插件裝配流水線,波峰焊,回流焊、厚/薄膜混合集成電路制造設備。
        這些國產化設備與國外設備的技術水平相差很大,一般用于實驗或小批量生產,規模小,級別低。國內的片式元件,無論是其品種,還是其數量,都遠遠不能滿足國內高速發展的電子產品加工需求。錫膏等各種專用輔料,也幾乎全是國外品牌。

        民企興起期
        (1995~2002年)

        對于電子元器件、PCB和集成電路制造設備,國內電子元器件企業受國外產品沖擊愈來愈大,紛紛被兼并、倒閉和轉行,電子元器件制造設備市場嚴重萎縮??上驳氖?,這段時期民營企業異軍突起,尤其是PCB設備民企制造商,占領了國內PCB設備80%的市場份額。
        對于電子整機SMT制造設備,自1995年以來,中國已成為名符其實的電子制造大國。與電子元器件制造設備和集成電路制造設備市場不景氣正好相反,電子整機SMT制造設備穩步發展,從日東公司帶動的SMT設備國產化,經過近百家制造廠10年奮斗,首先在波峰焊機和再流焊爐制造中取得了成功。國內大專院校也開始進入電子設備制造業。雖然國產設備大多屬于中低端設備,但國產設備正日益發展壯大。

        國產設備品牌發展期
        (2003~2010年)

        對于電子整機SMT制造設備,自2003年以來,國產SMT設備品牌有了突飛猛進的發展,國產焊接設備占領了國內焊接設備近2/3的市場份額,并有批量出口。2005年東莞神州視覺公司率先推出AOI,現在已占有50%的市場份額。2006年東莞凱格精密機械公司推出了全自動印刷機,很快成為國內第一品牌。2007年東莞市安達自動化設備公司推出了國際首創節能環保型波峰焊接設備。2008年日聯科技有限公司推出了高解析度AXI透視檢測設備。2009年新澤谷機械有限公司研制出中國首款插件機。2010年深圳市卓茂科技有限公司推出了具有國際領先水平的ZM-R8650返修工作站;深圳市欣力通科技公司研制出了高精度定位SR系列焊錫機器人。與此同時,一批企業在除貼片機外的各種SMT設備制造相繼獲得成功,這些民族品牌已經占領大部分國內市場并開始出口。
        對于電子元器件、PCB和集成電路制造設備,經過20多年的發展,特別是2003年后的快速發展,與SMT配套的前端產業設備,包括印制電路板、無源元件及其他電子零配件制造設備已經基本實現國產化,已形成了眾多知名民營企業,積累了一批技術含量高、市場容量大、應用與產業化前景好的優秀科研成果。

     
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