SMT技术发展动向

技术发展动向

    设备生产率的发展动向。

    贴片机的贴装速度方面，2014年NEPCON CHINA展会上，代表全球贴片机先进水平的ASMPT公司展出的SIPLACE X4iS，贴装速度达到150000CPH，实际贴装节拍0.024秒/点。

    JEITA电子组装技术委员会在《2013年组装技术路线图》中预计，随着消费者对中低端电子产品需求的爆发式增长，超大量生产的要求有望使贴片机的贴装速度在2016年达到160000CPH（0.0225秒/点），2022年达到240000CPH（0.015秒/点）。芯片级封装器件的贴装速度将从2012年的3600CPH提升至2016年的3800CPH、2022年的4000CPH。

    届时，贴片机贴装头的取放将发生根本性变革，同时，部品供料部也将形成“没有部品供给与互换的供料部系统”，高性能连续性的新一代供给方法将进入人们的视野。

表2 贴片机理论最高贴装能力预测

	2012年	2016年	2022年
贴装部品（贴装速度）	150000（0.024秒/点）	160000（0.0225秒/点）	240000（0.015秒/点）
芯片封装器件的贴装（贴装速度）	3600（1秒/点）	3800（0.95秒/点）	4000（0.9秒/点）

    高密度化的贴装精度。

    目前，电子产品选用的Chip部品趋于小型化、薄型化，芯片接线间距和焊球直径一直减小，对贴装设备的对准和定位精度提出了更高要求。

表3 不同部品的最高贴装精度（um）

部品分类		2012年	2016年	2022年
芯片级部件		±40	±20	±20
QFN	单列配置	±30	±30	±30
	交错式配置	±30	±30	±30
QFP		±30	±30	±30
FBGA（WL-CSP）		±30	±30	±20
FLGA		±30	±30	±30
Flip Chip	对应组装基板	±15	±10	±10
	对应设备	±10	±5	±5

资料来源： JEITA电子组装技术委员会《2013年组装技术路线图》，江苏电子学会SMT专委会编译。

    目前，高端多功能贴片机已开始大量贴装0402部品，ASM公司展出的SIPLACE X4iS，已可贴装03015元器件，而在AV电子产品、车载电子产品仍以1005部品为主。日本JEITA电子组装技术委员会预测，到2020年贴装部品将出现0201尺寸。

    根据已有的技术标准，对部品贴装精度的动向发展如表3所示。

表4 电子组装设备面临的挑战

	要求	挑战性课题
组装品质	提高直通率	组装过程控制
		设备对部品、基板具备相应柔性
	可靠性	对看不见的焊点可高速确认检测
		逐一加热（部分加热形式）
	长期精度保证	自行检测、自行修复
		可持续调整良品生产模式
生产率	柔性对应不同产品	非设定模式、头部更换
	高速部品供给	新型的部品供给部
	消减准备作业时间	由CAD数据直接贴装、自动调整参数
		准备作业极少的部品供给部
组装工艺	无网板式印刷	喷涂方式
	3D组装	多级组装、立体组装
	接合方法	替代焊料的低温结合方法和工艺
	对应极小部品	极小部品组装的材料、印刷、贴装、回流
	自动化、无人化	完全自动的组装产线

    资料来源：JEITA电子组装技术委员会《2013年组装技术路线图》，江苏电子学会SMT专委会编译。

    对贴片机厂商来说，高密度化贴装精度带来的挑战有：一是改良贴片机部品供料部，包括部品供给的位置精度、编带精度、部品本身包装精度的改善；二是由确定部品吸着位置的轴的高刚性和驱动系统的高精度，来提升部品贴装前位置识别系统的高能力；三是在贴装过程贴片机不会产生多余的振动，对外部的振动和温度变化有强的适应性；四是强化贴片机的自动校准功能。现代的贴片机大多都朝着高速高精度的运动控制和视觉修正系统相结合的方向发展。

    由于SMT生产线75%的缺陷率在于印刷设备，高密度化贴装精度将对印刷、检测设备厂商带来更大的挑战：一是保证工艺要求（0.66的脱模率）将对钢网厚度和锡膏量带来巨大挑战，同时需要粉径更小的锡膏，一方面增加了成本，另一方面锡膏受环境影响粘度发生变化导致印刷困难；二是无尘度的环境要求带来抽风系统、空气过滤系统、辅材、防静电地板等成本的增加；三是SPI、AOI设备在精度与速度之间的平衡将面临挑战。

    针对SMT技术发展趋势，综合考虑柔性化组装及极小部品组装时接合材料、印刷、贴装、回流等因素，组装设备将面临组装品质、生产效率、组装工艺方面的挑战，如表4所示。