SMT貼片新工藝與環(huán)保同行

SMT貼片機行業(yè)是一個(gè)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定位準確速度快，SMT是表面組裝技術(shù)Surface Mounted Technology 的英文縮寫(xiě)：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(lái)發(fā)展快速，應用范圍十分廣泛，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的線(xiàn)路板通孔插裝技術(shù)，特別是2017以來(lái)，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(cháng)，電子產(chǎn)業(yè)的規模從2010年起已連續三年居世界第一位。

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

據官方統計：中國進(jìn)口的自動(dòng)貼片機以廣東省超過(guò)30%居首位，其次是江蘇、上海和北京，需求將保持平穩增長(cháng)，隨著(zhù)我國智能手機強勢崛起、筆記本電腦和相關(guān)數碼產(chǎn)品等IT產(chǎn)品占世界總產(chǎn)量超過(guò)70%，國內的SMT貼片機行業(yè)也成為全球最大的市場(chǎng)。

國內SMT設備企業(yè)在印刷機、焊接、檢測等SMT設備方面已基本實(shí)現國產(chǎn)化，并憑借市場(chǎng)價(jià)格優(yōu)勢占據70%～80%的國內市場(chǎng)份額。而貼片機基本是90%進(jìn)口，日本出口到我國占到50%以上。

靜觀(guān)貼片機設備，國內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備，是信息化的產(chǎn)品。研發(fā)貼片機，能夠股動(dòng)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(huà)處置以及傳感技能；X-Y伺服控制系統；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)方面還需要持續的加強，主要原因歸納起來(lái)有以下幾點(diǎn)：

一是貼片機結構復雜、技術(shù)含量高，國內基礎工業(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)精密設備，僅元器件就有1到2萬(wàn)個(gè)，國外貼片機企業(yè)一般采購其中的70%，另外30%進(jìn)行公司定制，而恰恰是這30%元器件國內企業(yè)由于缺乏基礎技術(shù)人才，無(wú)法進(jìn)行生產(chǎn)。

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

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(kāi)發(fā)貼片機，通常是政府撥專(zhuān)款立項攻關(guān)，企業(yè)搞出樣機組織鑒定，然后項目隨之結束，缺乏持續創(chuàng )新的動(dòng)力。民營(yíng)企業(yè)創(chuàng )新活力強，是目前研制貼片機的主要力量(國內從事SMT設備制造的廠(chǎng)家有幾百家，幾乎都是民營(yíng)企業(yè))，但規模小、實(shí)力有限，缺乏生產(chǎn)樣機后進(jìn)一步研制與提升的資金投入。同時(shí)，國內企業(yè)一旦新品研制成功，國外企業(yè)便立馬降價(jià)打壓國內企業(yè)，導致國內企業(yè)研發(fā)資金鏈斷裂，無(wú)法在性能日新月異的貼片機市場(chǎng)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)品規格標準頻繁變化，對SMT標準制定提出新的要求。長(cháng)期以來(lái)，我國SMT產(chǎn)業(yè)過(guò)度依賴(lài)國外IPC標準，未根據中國SMT產(chǎn)業(yè)實(shí)際情況制定完備的標準體系。國內雖然制定了GB19247、GB3131、QJ165等標準，但存在標準繁雜、不成體系等問(wèn)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)節以控制質(zhì)量)。SMT技術(shù)以其自身的特點(diǎn)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(xiàn)的第一道工序，質(zhì)量的好壞對SMT產(chǎn)品的合格率有著(zhù)極其重大的影響。影響錫膏印刷質(zhì)量的一個(gè)重要因素是印刷機各部分的運動(dòng)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(cháng)時(shí)間穩定不間斷地高速運行，這對其運動(dòng)控制系統的運行速度、穩定性及可靠性提出了很高的要求，廣大印刷裝配大廠(chǎng)的創(chuàng )新技術(shù)正在不斷挑戰質(zhì)量和生產(chǎn)效率的極限。

對比SMT全線(xiàn)生產(chǎn)線(xiàn)中所有配置設備，SMT貼片機集成度最高，產(chǎn)線(xiàn)配置中占到70%份額。

貼片機是用來(lái)實(shí)現高速、高精度、全自動(dòng)貼放元器件的設備，關(guān)系到SMT生產(chǎn)線(xiàn)的效率與精度，是SMT生產(chǎn)線(xiàn)最為關(guān)鍵、技術(shù)和穩定性要求最高的設備，往往占了整條生產(chǎn)線(xiàn)投資額的一半以上，其發(fā)展趨勢可用“三高四化”來(lái)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(guò)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(dòng)貼片機。第一代貼片機不具備視覺(jué)識別器件、精密的伺服系統、自動(dòng)送板及自動(dòng)換嘴功能，只有精度不高的步進(jìn)多軸系統;第二代貼片機具備視覺(jué)識別功能，貼裝頭也由2個(gè)擴展到更多數量，自動(dòng)傳送及進(jìn)口伺服技術(shù)XY軸系統也可以導入；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(mǎn)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(shí)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(xiàn)導軌，線(xiàn)性馬達，諧波驅動(dòng)器以及真空系統和各種傳感器構成的機電一體化的高科技裝備。

伴隨著(zhù)各種各樣電子設備的小型化、高功能化，在貼裝形態(tài)中對高密度化和復雜化的要求比現在更高，特別是對于SMD和半導體的混載貼裝的要求正在日益增加。為了促進(jìn)降低生產(chǎn)成本和縮短交貨時(shí)間，富士機械制造株式會(huì )社研發(fā)了將半導體的后道工序組合進(jìn)貼裝工序的NXT-H。NXT-H在具有大幅度超過(guò)一般貼片機的高精度的同時(shí)，實(shí)現了高生產(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(chǎng)臺數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(guò)供應晶圓的裝置MWU12i，廣泛地對應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回流焊更注重節能環(huán)保，SMT回流焊是通過(guò)重新熔化預先放置的焊料面形成焊點(diǎn)，在焊接過(guò)程中不再加任何額外焊料的一種焊接方法，通過(guò)設備內部的加熱電路，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(xiàn)路板，讓元件兩側的焊料融化后與主板粘結，已成為SMT的主流工藝。板卡上的元件大都是通過(guò)這種工藝焊接到線(xiàn)路板上的。