前言
贴片机从20 世纪80 年代初诞生以来，基本功能没有多大变化，但贴装要求，主要是速度和精确度的要求，随着电子信息产业的高速发展以及元器件的微小型化和高密度组装的发展，已经今非昔比。我们把早期使用并且现在仍然使用的主要用于产品试制和科研的所谓小批量级设备，即手动贴片机从讨论范围中排除，因为这些贴片机无论从技术水平和使用范围都技术来说都无法与主流贴片机相比。就用于批量生产的主流贴片机而言，迄今从技术上可归纳为3代。
一、贴片机发展阶段
1、第1代贴片机
第1代贴片机是在20世纪70年代到80年代初期，表面贴装技术在工业和民用电子产品应用的推动下出现的早期贴装设备。尽管当时的贴片机采用的机械对中方式决定了贴装速度低（为1000～2000 片/小时），贴装准确度也不高（X-Y 定位±0.1mm，贴片精度±0.25mm），并且功能简单，但已经具备了现代贴片机的全部要素，相对于手工插件组装而言，这样的速度和精度无疑是一场深刻的技术革命。
第1 代贴片机开创了电子产品大规模全自动、高效率、高质量生产的新纪元，对于SMT发展初期片式元器件比较大（Chip元件类型为1608，IC的节距为1.27～0.8mm）的要求，已经可以满足批量生产需求了。随着SMT不断发展和元器件的微小型化，这一代贴片机早已退出市场，只有在个别小企业中可以见到。
2、第2代贴片机
20世纪80年代中期到90年代中后期，SMT产业逐渐成熟并快速发展，在其推动下，第2 代贴片机在第1 代贴片机基础上，其元器件对中方式采用光学系统，使贴片机速度和精确度大幅度提高，满足了电子产品迅速普及和快速发展的需求。
在发展过程中逐渐形成以贴装Chip元件为主、强调贴装速度的高速机（又称Chip元件贴装机或射片机），以贴装各种IC和异型元件为主的多功能机（又称泛用机或IC贴装机）两个功能和用途明显不同的机种。
（1）高速机
高速机主要采用旋转式多头多吸嘴贴片头结构，按旋转方向与PCB平面角度又可分为转塔式（旋转方向与PCB平面平行）和转轮式（旋转方向与PCB平面垂直或45°），有关内容，请关注公众号，将在后面章节详细讨论。
由于采用了光学定位对准技术以及精密机械系统（滚珠丝杆、直线导轨、线性电动机和谐波驱动器等）、精密真空系统、各种传感器和计算机控制技术，高速机的贴装速度已经达到0.06 s/片的数量级，接近机电系统的极限。
（2）多功能机
多功能贴片机也称为泛用机，可以贴装多种IC封装器件和异型元器件，也能贴装小型片状元件，可以涵盖各种大小不等、形状各异的元器件，所以叫做多功能贴片机。多功能贴片机的结构大多采用拱架式结构、平动式多吸嘴贴片头，具有精度高、灵活性好的特点。多功能机强调功能和精度，贴装速度不如高速贴片机，主要用于贴装各种封装IC和大型、异型元器件，在中小规模生产和试制中也用于细小片式元件贴装。
随着SMT高速发展和元器件的进一步微小型化，更精细的SMD封装形式如SOP、SOJ、PLCC、QFP、BGA等的出现，这一代贴片机贴片机也逐渐力不从心，已经逐渐退出主流贴片机制造厂商的视野，但是大量的第2 代贴片机现在仍然在使用中，其应用和维护保养依然是SMT设备的重要课题。
3、第3代贴片机
20世纪90年代末，在SMT产业高速发展和电子产品需求多元化、品种多样化的推动下，第3 代贴片机发展起来了。一方面，各种IC新的微小型化封装和0402 片式元件对贴片技术提出了更高要求；另一方面，电子产品复杂程度和安装密度进一步提高，特别是多品种小批量的趋势，促使贴装设备适应组装技术封装需求。下图是第3代贴片机实例。
（1）第3代贴片机主要技术
（2）第3代贴片机主要特征——高性能和柔性化
二、 贴片机发展趋势
未来贴片机的发展趋势，可以用“三高四化”来概括，即高性能、高效率，高集成，柔性化、智能化、绿色化、多样化。
1、高性能
在贴片机的发展中，速度、精度以及贴装功能一直处于顾此失彼的矛盾状态，迫使人们不得不在速度和精度中间折中，因而高速机和多功能机是迄今仍然在运行的两种贴装模式。但是在未来电子产品更新速度越来越快，多品种、小批量制造趋势越来越成为主流的激烈的竞争中，新的封装如BGA、FC、CSP和PoP等，对贴片机的要求越来越高，贴片机模式必须与时俱进。随着模块化、模组化，双路输送、多悬臂、多贴装头结构，以及飞行对中、闪电贴装等贴片机技术的发展，在一台贴片机中，兼顾速度、精度以及贴装功能成为新的方向，集高速、高精密、多功能和智能化于一体的新型高性能贴片机将成为主流。下图是新一代多悬臂、多贴装头结构示意图。
2、高效率
高效率就是提高生产效率，减少工作时间，增加产能。又好又快又省钱是制造业永恒的追求，在竞争越来越激烈的今天尤其如此。提高效率的主要途径是自动化，就是减轻人的劳动，强化、延伸和取代与人有关的劳动的技术或手段。从自动控制、自动调节、自动补偿、自动辨识等发展到自学习、自组织、自维护、自修复等更高的自动化水平。自动化总是伴随有关机械或工具来实现的。信息化、计算机化与网络化，不但极大地解放了人的体力劳动，而且更为关键的是有效地提高了脑力劳动自动化的水平，解放了人的部分的脑力劳动。
对于贴片机这种自动化数控设备来说，软件编程效率对提高设备效率至关重要。开发更强大的软件功能系统，包括各种形式的PCB文件，直接优化生成贴片程序文件，减少人工编程的时间，开发机器故障诊断系统及大批量生产综合管理系统，实现智能化操作是未来高效率贴片机发展的重要环节。
另外，设备结构和工作模式的改进也是提高生产效率的重要方式。例如，贴片机在贴装速度潜力挖掘没有多少空间的情况下，结构是提高效率的一种有效方法。双路输送贴片机在保留传统单路贴片机性能的基础上，将PCB的输送、定位、检测和贴片等设计成双路结构。这种双路结构可以同步方式或异步方式工作，均能缩短贴片机的无效工作时间，提高机器的生产效率。再如贴片机的多悬臂、多贴装头结构，都是行之有效的方法。下图是一种双路输送结构示意图。
3、高集成
高集成，一是装备技术的集成，二是技术与管理的集成；其本质是知识的集成。装备技术的集成，就是要多种技术交叉、嫁接和融合。例如，机光电一体化；检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服传动技术、精密机械技术及系统总体技术综合应用；软硬件技术协调与集成等。技术与管理的集成，就是要充分利用计算机、自动化和网络技术，实现设备应用与管理技术有机融合，成套装备即自动化生产线的利用尤其重要。例如，在SMT生产线设备中嵌入SPC（Statistical Process Control，统计过程控制）和可追溯系统等，可以充分发挥设备效能，提高产能和质量。
4、柔性化
未来电子产品制造最大的挑战是多品种、小批量和短周期，适应这种基本趋势的唯一有效方法方法是贴装设备柔性化。
贴片机柔性化的一个重要模式是设备的模块化和模组化。模块化又称积木式，例如，将贴片机的主机做成标准设备，并装备统一的标准的机座平台和通用的用户接口，而将点胶贴片的各种功能做成功能模块组件，用户可以根据需要在主机上装置所需的功能模块组件或更换新的组件，以实现用户需要的新功能要求。模组化可以理解为子母机模式，例如，将贴片机分为控制主机和功能模块机，根据用户的不同需求，由控制主机和功能模块机柔性组合来满足用户的需求。模块机有不同的功能，针对不同元器件的贴装要求，可以按不同的精度和速度进行贴装，以达到较高的使用效率。当用户有新要求时，可以根据需要增加新功能模块机；当订单增加时可以增加模块机数量来增加产能而不用增加新的整机。
贴片机柔性化的另一个模式是一机多用。例如，用“点胶头”和“印刷头”取代贴片头而实现点胶机和印刷机的功能，这种性能对科研和产品开发机构特别有用。当然这种模式必须是在设计机器时，在机械结构、电气控制以及计算机软硬件等各个环节考虑模式的兼容性和接口的适配性。
有关柔性化进一步介绍后续会详细介绍，请关注公众号留意新的内容。
5、智能化
制造装备的智能化是制造技术发展最具前景的方向。近20 年来，制造系统正在由原先的能量驱动型转变为信息驱动型，这就要求制造系统不但要具备柔性，而且还要表现出智能，以便应对大量复杂信息的处理、瞬息万变的市场需求和激烈竞争的复杂环境。智能化贴片机的基础是计算机智能技术。智能贴片机具有以下特点：
未来智能化贴片机具有更高级的类人思维的能力，借助计算机模拟的人类专家的智能活动，对贴装过程进行分析、判断、推理、构思和决策，取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。同时，收集、存储、处理、完善、共享、继承和发展人类专家的智能等。
智能化在贴装装备中应用还刚开始，贴装功能与检测分析功能有机融合，以提高智能化水平，例如，配备智能系统的贴片机可以根据检测到的异常现象（故障），分析故障根源并自动校正或给出改进建议。
6、绿色化
绿色化是电子制造未来发展必然趋势。人类社会的发展必将走向人与自然界的和谐，贴片机当然不能例外。
未来贴装装备要从构思开始，在设计阶段、制造阶段、销售阶段、使用与维修阶段，直到回收阶段、再制造各阶段，都必须充分考虑对环境的影响，提高材料利用率，降低能耗，使用户投资效益最大化。
近年对于绿色化和环境保护的概念已经有了新的内涵，所谓环境保护是广义的，不仅要保护自然环境，还要保护社会环境和生产环境，更要保护生产者的身心健康。在此前提下，制造出高精度、高效率、高质量，供货期短、售后服务好的贴装设备。
7、多样化
当今世界是一个多元化、多样化的世界。不同国家和区域发展不平衡，同一国家的不同地区发展也不平衡，因而对电子产品层次和档次呈现多样化的需求；同时不同应用领域对电子产品应用环境可靠性要求千差万别，也使产品制造工艺和设备形成多样化需求。
这种多样化需求对未来贴装设备发展将是多元化结构和技术交叉：