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SMT的发展史以及SMT市场现状及未来发展趋势分析
SMT的起源
 

 

       SMT起源于冷战时期美苏争霸。为了打赢未来战争,卫星通信是最为重要的一环。为此想要把重量很重的卫星发射升空需要强大的火箭推力,在一定技术条件下,火箭推力无法提高的情况下,减轻卫星重量被提上日程。

 

      而传统的卫星组建由基本电子元器件和电路板组成,往往零件的体积和重量都很大。比如:当时的黑白电视机,相信大家都很清楚,背面很大很重,而后来慢慢才有了LCD,背投等等。SMT在此阶段就应运产生。

 

      SMT行业人都知道美国有款贴片机叫“环球",上世纪70年代日本松下引进并消化吸收了贴片机技术,自从一发不可收拾,日本相继出了众多品牌的贴片机。高档的松下,富士,中档的YAMAHA,JUKI,SONY,日立,三洋,卡西欧等等。一定意义上讲,SMT起源于美国,成长壮大于日本。

 

       那么,中国的贴片机技术应用起源于何处?其发展前景又是如何?其他各国的SMT技术起源与发展程度又如何呢,请继续往下了解。

 
 
 
 
 
 
美国SMT起源
 

 

       美国是世界上SMD和SMT最早起源的国家,并一直重视在投资类电子产品和军事装备领域发挥SMT高组装密度和高可靠性能方面的优势,具有很高的水平。

 

    1963年世界出现第一只表面贴装元器件和飞利蒲公司推出第一块表面贴装集成电路以来,SMT已由初期主要应用在军事,航空,航天等尖端产品和投资类产品逐渐广泛应用到计算机,通讯,军事,工业自动化,消费类电子产品等各行各业。SMT发展非常迅猛。进入80年代SMT技术已成为国际上最热门的新一代电子组装技术,被誉为电子组装技术一次革命。

 
 
 
 
 
 
日本SMT发展
 

     

       日本在70年代从美国引进SMD和SMT应用在消费类电子产品领域,并投入世资大力加强基础材料、基础技术和推广应用方面的开发研究工作。

 

      从80年代中后期起加速了SMT在产业电子设备领域中的全面推广应用,仅用四年时间使SMT在计算机和通信设备中的应用数量增长了近30%,在传真机中增长40%,使日本很快超过了美国,在SMT方面处于世界领先地位。

 
 
 
 
 
 
欧洲的SMT之路
 

       欧洲各国SMT的起步较晚,但他们重视发展并有较好的工业基础,发展速度也很快,其发展水平和整机中SMC/SMD的使用效率仅次于日本和美国。

 

      80年代以来,新加坡、韩国、香港和台湾省亚洲四小龙不惜投入巨资,纷纷引进先进技术,使SMT获得较快的发展。

 

 
 
 
 
 
 
中国SMT未来之星
 

 

       我国SMT的应用起步于80年代初期,最初从美、日等国成套引进了SMT生产线用于彩电调谐器生产。随后应用于录像机、摄像机及袖珍式高档多波段收音机、随身听等生产中,近几年在计算机、通信设备、航空航天电子产品中也逐渐得到应用。

 

       我国SMT起步于20世纪80年代初期,2003年以后进入快速发展阶段,每年引进贴片机5000台以上,2007年引进了10189台,约占全球当年贴片机产量的1/2。中国贴片机的保有量约6万台,居全球第一。

 

       目前我国已发展为SMT应用大国,SMT贴片加工的普及为我国电子加工行业的发展做出了巨大贡献。虽然设备使用已与国际接轨,但设计、制造、工艺、管理技术等方面与国际还有差距。我国应加强基础理论和工艺研究,提高工艺水平和管理能力,努力成为真正的SMT制造大国、制造强国。

 

 

       据2019年不完全统计,我国约有40多家企业从事SMC/SMD的生产,全国约有300多革开放的深入以及加入WTO,近两年一些美、日、新加坡、台商已将SMT加工厂搬到了中国,仅2019-2019一年就引进了4000余台贴装机。我国将成为SMT世界加工厂的基地。我国SMT发展前景是非常广阔的。

 

 
1
SMT总发展趋势及阶段
 
 

 

       SMT总的发展趋势是:元器件越来越小、组装密度越来越高、组装难度也越来越大。

 

       最近几年SMT又进入一个新的发展高潮。为了进一步适应电子设备向短、小、轻、薄方向发展,出现了0210(0.6mm*0.3mm)的CHIP元年、BGA、CSP、FLIP、CHIP、复合化片式元件等新型封装元器件。

 

       由于BGA等元器件技术的发展,非ODS清洗和无铅焊料的出现,引起了SMT设备、焊接材料、贴装和焊接工艺的变化,推动电子组装技术向更高阶段发展。

 

 
 
SMT的四个发展阶段

 

 第一阶段(1960—1975):小型化,混合集成电路<计算器、石英表> ;

 

    第二阶段(1976—1980):减小体积,增强电路功能<摄像机、录像机、数码相机> ;

 

    第三阶段(1980—2019):降低成本,大力发展生产设备,提高产品性价比<超大规模集成电路> ;

 

    现阶段(2019—至今):微组装、高密度组装、立体组装 ;

 

 
 
SMT的技术现状

 

       据国外资料报道,进入20世纪90年代以来,全球采用通孔组装技术的电子产品正以年ll%的速度下降,而采用SMT的电子产品正以8%的速度递增。到目前为止,日、美等国已有80%以上的电子产品采用了SMT。

 

2
SMT的发展现状
 
 

 

 

 
 
国内各地区SMT发展现状

 

      SMT/MES产业三足鼎立中国SMT/MES产业主要集中在东部沿海地区,其中广东、福建、浙江、上海、江苏、山东、天津、北京以及辽宁等省市SMT/MES的总量占全国80%以上。

 

       按地区分,以珠三角及周边地区最强,长三角地区次之,环渤海地区第三。环渤海地区SMT/MES总量虽与珠三角和长三角相比有较大差距,但增长潜力巨大,发展势头更强。

 

       国家有关部门公布,位于天津的滨海新区继深圳、上海浦东之后将成为我国经济增长的第三极。不久的将来,我国SMT/MES产业必然形成珠三角、长三角、环渤海地区三足鼎立之势。

 

 

 

       中国SMT/MES产业之所以出现如此大好形势,主要是中国政府有关部门高度重视电子信息产品制造业的发展,制定了良好的发展政策、引进政策。

 

       世界电子信息产品制造业发达的国家和地区如美、日、韩、欧洲和我国台湾地区,把电子制造业往中国内地转移是其重要因素。

 

 
 
整体比重及发展分析

 

       中国SMT产业仍主要集中在珠江三角洲地区长江三角洲地区,这两个地区产业销售收入占到了整体产业规模的90%以上,其中仅珠江三角洲地区就占到了整体比重的67.5%。另外环渤海地区SMT产业的销售额也达到了3.1亿元,占整体产业比重的7.6%。

 

       同时我们预计,未来5年内中国SMT产业还仍将主要集中在长江三角洲地区、珠江三角洲地区和环渤海地区。不过,长江三角洲地区在中国SMT产业中所占比重将从2019年起开始快速攀升,2009年达到43.9%。而珠江三角洲地区比重虽然下降到47.O%,但仍占据首要位置。

 

       另外,环渤海地区的SMT产业也有较快的发展。长江三角洲地区SMT产业的快速增长主要来自于全球SMT产业的转移,尤其是贴片机生产的转移。从历史原因来看,长江三角洲地区发展设备制造业的基础相对雄厚。

 

       同时长江三角洲地区笔记本、手机等中高端电子整机产品制造业比较发达,另外再加上长江三角洲地区独特的地理位置优势,因此在2019年的全球SMT产业的大转移过程中,长江三角洲地区将承接相当大部分的比例。

 

      不过,对珠江三角洲地区而言,由于在过去几年的发展中,其SMT产业已经形成了较为完整的产业链和产业配套环境,因此珠江三角洲地区在承接产业转移方面也具有比较明显的优势。

 

 
 
发展分析

  

     从产业自身的发展周期来看,虽然中国的SMT产业尚处于发展初期,但是已经呈现出了蓬勃生机。同时,SMT产业又是一个重要的基础性产业,对于推动中国的电子信息产业制造业结构调整和产业升级有着重要意义。

 

       推动中国SMT产业快速健康发展需要产业上下游各个环节的共同协作。

 


 

3
SMT贴片机的发展趋势
 
 

 

 
高效率双路输送结构

 

      双路输送结构在保留传统单路贴片机性能的基础上,将PCB的输送、定位、检测、贴片等设计成双路结构,这种双路结构贴片机可分为同步和异步两种方式:

 

1 . 同步方式是将两块大小相同的PCB由双路轨道同步送入贴装区域进行贴装;

 

2 . 异步方式是将不同大小的PCb分别送入贴片区域;

 

这两种方式都可以缩短贴片机的无效工作时间,提高生产效率。

 

 
高速、高精度、多功能、智能化

 

       贴片机的贴装速度、精度与功能一直相互矛盾,由于表面贴装元器件不断发展,其封装形式也在不断变化,新的如BGA、FC、CSP等,对贴片机的要求越来越高。

 

       美国和法国的贴片机采用“飞行检测”技术,提高了贴片速度,德国的Siemems公司引入智能化控制,降低了失误率,日本的Yamaha公司引入双组旋转贴片头,不但提高了贴装的速度,还保证了贴装的精度。

 

 
多悬臂、多贴装头

 

       传统的仅有一个悬臂和贴装头的贴片机已经不能满足现代生产速度的需求,为此人们发展出了双臂贴片机。

 

       例如环球仪器GSM2、Siemens的S25等,更有四悬臂机器,例如Siemens的HS60,环球仪器GC120等,成倍的提高了生产效率。

 

 
柔性连接、模块化

 

       新型的贴片机为了增强适应性和使用效率朝柔性贴装系统和多模块结构发展。将点胶贴片的各种功能做成功能模块组件,用户可以根据各个模块组件更新或更换组件,以实现用户的实际性需求。

 

       例如美国环球仪器公司的贴片机,适合多任务、多用户、投资周期短的加工企业。

 

4
SMT行业发展分析
 
 

 

       2019年以来,国内SMT设备企业在印刷机、焊接、检测等SMT设备方面已基本实现国产化,并凭借市场价格优势占据70%~80%的国内市场份额。

  锡膏印刷机方面,国内最早由日东研制成功。近年众多民营企业参与研制,已有多个品种问世,达到世界中上等水平。2019年东莞凯格精密机械公司推出全自动印刷机,很快成为国内第一品牌。

  焊接设备方面,国内研发与制造起步很早,无铅焊接设备已达到国际先进水平,成为我国表面贴装设备市场中最具竞争力的产品。目前,低端市场都由国产品牌占领,高端市场仍为国外品牌所垄断(在稳定性方面,与国外先进水平存在一定差距。比如,某国外回流炉厂商横向温差仅为0.5度,而国内最高水平高达2度)。

  AOI设备方面,2019年之前国内AOI市场几乎由国外20多种品牌设备垄断,东莞神州视觉率先研发成功国内第一款AOI设备Aleader系列,至今已累计销售4000多台,年销售达到600~700台的水平。

  X-Ray检测设备方面,国内起步较晚,日联科技自2019年进入该领域以来,已于2019年实现核心部件的自主研发,达到世界领先水平。目前,公司产品年出货量达到400多台。

  贴片机仍100%依赖进口,其中六成以上来自日本。

  贴片机是SMT生产线最为关键、技术和稳定性要求最高的设备。十多年来,中国企业仍处于摸索阶段和样机试制阶段,一直未推出通过中试的成熟产品,几乎100%依靠进口(除小型的LED贴片机);在华国外企业将核心贴片机的生产放

  在国外,在华工厂主要负责周边设备生产及贴片机维护、调试等服务。

  2019年,国内自动贴片机进口金额达到13.01亿美元,进口来源国主要为日本,占比达到65.2%;从韩国、德国、新加坡、美国、荷兰进口占比分别为17.9%、6.1%、3.7%、1.3%、0.8%。

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