毫無(wú)疑問(wèn)，我國(guó)已成為全球電子制造大國(guó)，并正向電子制造強(qiáng)國(guó)快速邁進(jìn)。電子裝備的自動(dòng)化程度高低，是衡量一國(guó)是否為電子制造強(qiáng)國(guó)的標(biāo)志。從亞洲電子制造設(shè)備風(fēng)向標(biāo)的NEPCON CHINA 2014展會(huì)上可以看出，國(guó)內(nèi)電子整機(jī)SMT（表面貼裝技術(shù)）制造設(shè)備在印刷機(jī)、回流焊、AOI（自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)）設(shè)備等環(huán)節(jié)取得巨大進(jìn)步，而在SMT生產(chǎn)線最關(guān)鍵的貼片機(jī)（小型貼片機(jī)除外）設(shè)備方面仍未有一家企業(yè)可以生產(chǎn)，面臨嚴(yán)峻的資金、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)等諸多問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)電子制造強(qiáng)國(guó)夢(mèng)，必須走SMT設(shè)備的自主研發(fā)之路，集中優(yōu)勢(shì)力量突破貼片機(jī)產(chǎn)業(yè)化困境。

一、SMT裝備產(chǎn)業(yè)生態(tài)圖

SMT（Surface Mount Technology）是指片式元器件裝焊在印制電路板表面上的一種技術(shù)。與傳統(tǒng)通孔組裝技術(shù)相比，該技術(shù)具有組裝密度高、產(chǎn)品體積?。w積縮小40%～60%）、重量輕（重量減輕60%～80%）、可靠性高、抗振能力強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。

目前，日、美等發(fā)達(dá)國(guó)家80%以上的電子產(chǎn)品采用了SMT。其中，網(wǎng)絡(luò)通信、計(jì)算機(jī)和消費(fèi)電子領(lǐng)域是主要的應(yīng)用領(lǐng)域，市場(chǎng)占比分別約為35%、28%、28%，其他應(yīng)用領(lǐng)域還包括汽車電子、醫(yī)療電子等。

SMT生產(chǎn)線主要包括以下幾種設(shè)備：貼片機(jī)、印刷機(jī)、SPI（錫膏檢測(cè)儀）、波峰焊設(shè)備、回流焊設(shè)備、AOI檢測(cè)設(shè)備、X-Ray檢測(cè)設(shè)備、返修工作站等。涉及的技術(shù)包括：貼裝技術(shù)、焊接技術(shù)、半導(dǎo)體封裝技術(shù)、組裝設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)、電路成形工藝技術(shù)、功能設(shè)計(jì)模擬技術(shù)等。

                                          SMT工藝流程涉及的設(shè)備

其中，貼片機(jī)是用來(lái)實(shí)現(xiàn)高速、高精度、全自動(dòng)貼放元器件的設(shè)備，關(guān)系到SMT生產(chǎn)線的效率與精度，是最關(guān)鍵、最復(fù)雜的設(shè)備，通常占到整條SMT生產(chǎn)線投資的60%以上。目前，貼片機(jī)已從早期的低速機(jī)械貼片機(jī)發(fā)展為高速光學(xué)對(duì)中貼片機(jī)，并向多功能、柔性化、模塊化發(fā)展。

從NEPCONCHINA 2014展會(huì)可以看出，國(guó)內(nèi)企業(yè)在印刷、焊接、檢測(cè)等環(huán)節(jié)已涌現(xiàn)出較有實(shí)力的企業(yè)，如日東、勁拓的焊接設(shè)備，凱格的印刷機(jī)，神州視覺的AOI檢測(cè)設(shè)備，日聯(lián)的X-Ray檢測(cè)設(shè)備等。但核心環(huán)節(jié)的貼片機(jī)則仍舊由日、德、韓、美把持，主要制造商包括：ASMPT（ASMPT于2011年收購(gòu)西門子旗下的SIPLACE貼裝設(shè)備部）、松下、環(huán)球、富士、雅馬哈、JUKI、三星等。

二、SMT制造產(chǎn)業(yè)與技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

（一）產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)為SMT設(shè)備市場(chǎng)帶來(lái)機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

在新技術(shù)革命和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新訴求的共同推動(dòng)下，需求在深度和廣度方面都發(fā)生了重大變化。當(dāng)前，“轉(zhuǎn)型升級(jí)”和“兩化融合”正是體現(xiàn)這兩方面推動(dòng)因素作用下需求發(fā)生變化的標(biāo)志性概念。降低人工成本，增強(qiáng)自動(dòng)化水平是制造端技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)的根本要求，也為SMT設(shè)備帶來(lái)了強(qiáng)勁的需求動(dòng)力。

一方面，對(duì)生產(chǎn)和制造復(fù)雜度、精準(zhǔn)度、流程和規(guī)范提出了更高要求；另一方面，勞動(dòng)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(dòng)化、智能化和柔性化的生產(chǎn)制造、加工組裝、系統(tǒng)裝連、封裝測(cè)試。目前，四川長(zhǎng)虹已計(jì)劃通過(guò)技術(shù)進(jìn)步提高自動(dòng)化水平，從而降低成本、保持競(jìng)爭(zhēng)力，爭(zhēng)取在近2年內(nèi)將人工成本降低20%，4年內(nèi)降低50% 。

高性能、易用性、靈活性和環(huán)保是SMT設(shè)備的主要發(fā)展趨勢(shì)之一。

隨著電子行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇，企業(yè)需要不斷滿足日益縮短的新品上市周期、對(duì)清洗和無(wú)鉛焊料應(yīng)用更加苛刻的環(huán)保要求，并能順應(yīng)更低成本以及更加微型化的趨勢(shì)，這對(duì)電子制造設(shè)備提出了更高的要求。電子設(shè)備正在向高精度、高速度、更易用、更環(huán)保以及生產(chǎn)線更加柔性的方向發(fā)展。貼片機(jī)的高速頭與多功能頭之間可以實(shí)現(xiàn)任意切換；貼片頭換成點(diǎn)膠頭即變成點(diǎn)膠機(jī)。印刷、貼裝精度的穩(wěn)定性將更高，部品和基板變化時(shí)所持有的柔性能力將更強(qiáng)。

同時(shí)，通過(guò)產(chǎn)線高速化、設(shè)備小型化帶來(lái)了高效率、低功率、低成本。對(duì)貼片機(jī)來(lái)說(shuō)，能滿足生產(chǎn)效率與多功能雙優(yōu)的高速多功能貼片機(jī)的需求逐漸增多，雙通道貼裝的生產(chǎn)模式生產(chǎn)率可達(dá)到100000CPH左右。

半導(dǎo)體封裝與表面貼裝技術(shù)的融合趨勢(shì)明顯。

隨著電子產(chǎn)品體積日趨小型化、功能日趨多樣化、元件日趨精密化，半導(dǎo)體封裝與表面貼裝技術(shù)的融合已成大勢(shì)所趨。目前，半導(dǎo)體廠商已開始應(yīng)用高速表面貼裝技術(shù)，而表面貼裝生產(chǎn)線也綜合了半導(dǎo)體的一些應(yīng)用，傳統(tǒng)的裝配等級(jí)界限日趨模糊。技術(shù)的融合發(fā)展也帶來(lái)了眾多已被市場(chǎng)認(rèn)可的產(chǎn)品。比如，環(huán)球儀器子公司Unovis Solutions的直接晶圓供料器，即為表面貼裝與半導(dǎo)體裝配融合提供了良好的解決方案。

（二）技術(shù)發(fā)展動(dòng)向

設(shè)備生產(chǎn)率的發(fā)展動(dòng)向。

貼片機(jī)的貼裝速度方面，2014年NEPCONCHINA展會(huì)上，代表全球貼片機(jī)先進(jìn)水平的ASMPT公司展出的SIPLACE X4iS，貼裝速度達(dá)到150000CPH，實(shí)際貼裝節(jié)拍0.024秒/點(diǎn)。

JEITA電子組裝技術(shù)委員會(huì)在《2013年組裝技術(shù)路線圖》中預(yù)計(jì)，隨著消費(fèi)者對(duì)中低端電子產(chǎn)品需求的爆發(fā)式增長(zhǎng)，超大量生產(chǎn)的要求有望使貼片機(jī)的貼裝速度在2016年達(dá)到160000CPH（0.0225秒/點(diǎn)），2022年達(dá)到240000CPH（0.015秒/點(diǎn)）。芯片級(jí)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(shí)，貼片機(jī)貼裝頭的取放將發(fā)生根本性變革，同時(shí)，部品供料部也將形成“沒(méi)有部品供給與互換的供料部系統(tǒng)”，高性能連續(xù)性的新一代供給方法將進(jìn)入人們的視野。 

高密度化的貼裝精度。

目前，電子產(chǎn)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(duì)貼裝設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)和定位精度提出了更高要求。

目前，高端多功能貼片機(jī)已開始大量貼裝0402部品，ASM公司展出的SIPLACEX4iS，已可貼裝03015元器件，而在AV電子產(chǎn)品、車載電子產(chǎn)品仍以1005部品為主。日本JEITA電子組裝技術(shù)委員會(huì)預(yù)測(cè)，到2020年貼裝部品將出現(xiàn)0201尺寸。

對(duì)貼片機(jī)廠商來(lái)說(shuō)，高密度化貼裝精度帶來(lái)的挑戰(zhàn)有：一是改良貼片機(jī)部品供料部，包括部品供給的位置精度、編帶精度、部品本身包裝精度的改善；二是由確定部品吸著位置的軸的高剛性和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的高精度，來(lái)提升部品貼裝前位置識(shí)別系統(tǒng)的高能力；三是在貼裝過(guò)程貼片機(jī)不會(huì)產(chǎn)生多余的振動(dòng)，對(duì)外部的振動(dòng)和溫度變化有強(qiáng)的適應(yīng)性；四是強(qiáng)化貼片機(jī)的自動(dòng)校準(zhǔn)功能?，F(xiàn)代的貼片機(jī)大多都朝著高速高精度的運(yùn)動(dòng)控制和視覺修正系統(tǒng)相結(jié)合的方向發(fā)展。

由于SMT生產(chǎn)線75%的缺陷率在于印刷設(shè)備，高密度化貼裝精度將對(duì)印刷、檢測(cè)設(shè)備廠商帶來(lái)更大的挑戰(zhàn)：一是保證工藝要求（0.66的脫模率）將對(duì)鋼網(wǎng)厚度和錫膏量帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)，同時(shí)需要粉徑更小的錫膏，一方面增加了成本，另一方面錫膏受環(huán)境影響粘度發(fā)生變化導(dǎo)致印刷困難；二是無(wú)塵度的環(huán)境要求帶來(lái)抽風(fēng)系統(tǒng)、空氣過(guò)濾系統(tǒng)、輔材、防靜電地板等成本的增加；三是SPI、AOI設(shè)備在精度與速度之間的平衡將面臨挑戰(zhàn)。 

針對(duì)SMT技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，綜合考慮柔性化組裝及極小部品組裝時(shí)接合材料、印刷、貼裝、回流等因素，組裝設(shè)備將面臨組裝品質(zhì)、生產(chǎn)效率、組裝工藝方面的挑戰(zhàn)。