西南交通大學(xué) 龍緒明 四川省電子學(xué)會(huì)SMT專委會(huì) 蘇曼波

電子信息制造產(chǎn)業(yè)鏈大致可分為以下幾個(gè)層次：電子材料制造業(yè)→電子元器件制造業(yè)→集成電路制造業(yè)→電子最終產(chǎn)品制造業(yè)→電子服務(wù)業(yè)。電子制造業(yè)的發(fā)展離不開相應(yīng)設(shè)備，特別是SMT這種自動(dòng)化程度很高的制造行業(yè)，先進(jìn)設(shè)備對產(chǎn)業(yè)水平起決定性作用。電子制造工程從工藝和設(shè)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(shè)備全部依賴進(jìn)口的局面，國產(chǎn)設(shè)備和民族品牌開始在電子制造設(shè)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(jī)是SMT生產(chǎn)線中最關(guān)鍵的設(shè)備，通常占到整條SMT生產(chǎn)線投資的60%以上，是SMT生產(chǎn)線效率的瓶頸。新一代貼片機(jī)的貼片速度有了較大的提高。為了增強(qiáng)適應(yīng)性和使用效率，新型貼片機(jī)正朝柔性化和模塊化結(jié)構(gòu)方向發(fā)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(jìn)行貼裝，以達(dá)到較高的使用效率。當(dāng)用戶有新的要求時(shí)，可以根據(jù)需要增加新的功能模塊機(jī)。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(shè)備的對準(zhǔn)和定位精度提出了更高的要求。需要研究新的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和控制方法，以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、快速、精確定位，現(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。

從2004年至2010年，中國自動(dòng)貼片機(jī)市場年平均增長率達(dá)27.2%。貼片機(jī)需求仍將保持平穩(wěn)增長。自動(dòng)貼片機(jī)在中國的主要市場———手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)及家用電器等領(lǐng)域發(fā)展迅猛。截止到2010年8月，我國貼片機(jī)總保有量近10萬臺(tái)，SMT生產(chǎn)線大約5萬條，中國SMT自動(dòng)貼片機(jī)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(chǎn)業(yè)主要集中在珠三角、長三角、環(huán)渤海地區(qū)，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(jī)一統(tǒng)國內(nèi)SMT市場，2008年進(jìn)口9000多臺(tái)，金額近100億元。在國內(nèi)市場上占主導(dǎo)地位的主要貼片機(jī)制造商有：西門子、松下、環(huán)球、富士、雅馬哈、Juki、三星等。

貼片機(jī)曾是我國“七五”、“八五”、“九五”中電子裝備類別的重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目之一，幾家單位分別進(jìn)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(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，但為后來者積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。長期以來，貼片機(jī)都是從國外進(jìn)口，貼片機(jī)國產(chǎn)化一直是中國人的夢。

研發(fā)策略必不可少

貼片機(jī)研發(fā)涉及多學(xué)科，必須制定整套研發(fā)策略。

貼片機(jī)基礎(chǔ)技術(shù)目前在國內(nèi)已經(jīng)成熟，一批企業(yè)在除貼片機(jī)外的各種SMT裝備設(shè)備制造相繼獲得成功。研制國產(chǎn)貼片機(jī)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟，開發(fā)高速高精度視覺貼片機(jī)勢在必行，這符合國家發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的要求。

貼片機(jī)是涉及多學(xué)科的復(fù)雜設(shè)備，必須制定好一整套研發(fā)策略：

政府搭臺(tái)。貼片機(jī)項(xiàng)目是一個(gè)跨行業(yè)、跨技術(shù)領(lǐng)域的高技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目，單由企業(yè)獨(dú)立開發(fā)，很難成功。建議由地方或中央政府組織幾家企業(yè)聯(lián)合成立一個(gè)機(jī)構(gòu)，政府以項(xiàng)目形式投入啟動(dòng)資金或設(shè)立專項(xiàng)基金。由資深專家組成“國家隊(duì)”負(fù)責(zé)研制。

優(yōu)選機(jī)型。貼片機(jī)的種類較多，例如按貼裝方式分為順序式、同時(shí)式和模塊式。我國是一個(gè)電子制造大國，生產(chǎn)線市場很大，需要不同檔次的貼片機(jī)。所以必須優(yōu)選機(jī)型，降低貼片機(jī)研制的難度，快速進(jìn)入電子裝備行業(yè)。

重點(diǎn)攻關(guān)，優(yōu)化集成。集中力量研發(fā)貼片機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)(例如：視覺技術(shù)、能解決高速度與貼片精度的難題的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、軟件技術(shù)等)，形成自己的核心技術(shù)。另一方面通過采購、引進(jìn)等方式集成現(xiàn)有的各專業(yè)技術(shù)。這不僅降低了研發(fā)成本，提高了速度，同時(shí)成功率也高。

強(qiáng)化管理。采用先進(jìn)的管理平臺(tái)強(qiáng)化管理。例如：制造資源計(jì)劃、并行工程、項(xiàng)目計(jì)劃評審技術(shù)PERT等技術(shù)平臺(tái)。通過制訂計(jì)劃將整個(gè)項(xiàng)目不斷細(xì)分，根據(jù)項(xiàng)目的各個(gè)核心技術(shù)模塊來確定項(xiàng)目整體研發(fā)流程和目標(biāo)。同時(shí)，由各專業(yè)負(fù)責(zé)人組成任務(wù)質(zhì)量評審小組，在項(xiàng)目進(jìn)行的各個(gè)階段及時(shí)進(jìn)行檢查和考核，根據(jù)檢查的結(jié)果，及時(shí)調(diào)整原有任務(wù)書的內(nèi)容。

相關(guān)鏈接

SMT設(shè)備國產(chǎn)化經(jīng)歷的三個(gè)時(shí)期

技術(shù)引進(jìn)改造期(1980～1994年)

自從1980年我國引進(jìn)第一條SMT生產(chǎn)線以來，以國企和研究所為主體，開始了電子制造設(shè)備國產(chǎn)化工作。這段時(shí)期國產(chǎn)化設(shè)備主要是為引進(jìn)的各類生產(chǎn)線配套服務(wù)和定制，沒有真正市場化。

除了貼片機(jī)，這段時(shí)期電子整機(jī)SMT制造其他大部分設(shè)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(shè)備。

這些國產(chǎn)化設(shè)備與國外設(shè)備的技術(shù)水平相差很大，一般用于實(shí)驗(yàn)或小批量生產(chǎn)，規(guī)模小，級別低。國內(nèi)的片式元件，無論是其品種，還是其數(shù)量，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)高速發(fā)展的電子產(chǎn)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(shè)備，國內(nèi)電子元器件企業(yè)受國外產(chǎn)品沖擊愈來愈大，紛紛被兼并、倒閉和轉(zhuǎn)行，電子元器件制造設(shè)備市場嚴(yán)重萎縮?？上驳氖牵@段時(shí)期民營企業(yè)異軍突起，尤其是PCB設(shè)備民企制造商，占領(lǐng)了國內(nèi)PCB設(shè)備80%的市場份額。

對于電子整機(jī)SMT制造設(shè)備，自1995年以來，中國已成為名符其實(shí)的電子制造大國。與電子元器件制造設(shè)備和集成電路制造設(shè)備市場不景氣正好相反，電子整機(jī)SMT制造設(shè)備穩(wěn)步發(fā)展，從日東公司帶動(dòng)的SMT設(shè)備國產(chǎn)化，經(jīng)過近百家制造廠10年奮斗，首先在波峰焊機(jī)和再流焊爐制造中取得了成功。國內(nèi)大專院校也開始進(jìn)入電子設(shè)備制造業(yè)。雖然國產(chǎn)設(shè)備大多屬于中低端設(shè)備，但國產(chǎn)設(shè)備正日益發(fā)展壯大。

國產(chǎn)設(shè)備品牌發(fā)展期(2003～2010年)

對于電子整機(jī)SMT制造設(shè)備，自2003年以來，國產(chǎn)SMT設(shè)備品牌有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，國產(chǎn)焊接設(shè)備占領(lǐng)了國內(nèi)焊接設(shè)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(xiàn)在已占有50%的市場份額。2006年東莞凱格精密機(jī)械公司推出了全自動(dòng)印刷機(jī)，很快成為國內(nèi)第一品牌。2007年東莞市安達(dá)自動(dòng)化設(shè)備公司推出了國際首創(chuàng)節(jié)能環(huán)保型波峰焊接設(shè)備。2008年日聯(lián)科技有限公司推出了高解析度AXI透視檢測設(shè)備。2009年新澤谷機(jī)械有限公司研制出中國首款插件機(jī)。2010年深圳市卓茂科技有限公司推出了具有國際領(lǐng)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(jī)器人。與此同時(shí)，一批企業(yè)在除貼片機(jī)外的各種SMT設(shè)備制造相繼獲得成功，這些民族品牌已經(jīng)占領(lǐng)大部分國內(nèi)市場并開始出口。

對于電子元器件、PCB和集成電路制造設(shè)備，經(jīng)過20多年的發(fā)展，特別是2003年后的快速發(fā)展，與SMT配套的前端產(chǎn)業(yè)設(shè)備，包括印制電路板、無源元件及其他電子零配件制造設(shè)備已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，已形成了眾多知名民營企業(yè)，積累了一批技術(shù)含量高、市場容量大、應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化前景好的優(yōu)秀科研成果。