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我国SMT产业发展简述
由今而后的几年是我国经济再次高速发展的黄金时期。今后五到十年,是我国经济和社会发展的重要时期,也是信息产业发展的关键时期。PCB及SMT行业都会对我国经济的发展起到催化促进的作用。
《十五计划》中对信息产业提出了两大任务:
一是以信息化带动工业化;二是实现信息产业的跨越性发展。可以说这为正在快速发展的我国信息产业提出了更加宏伟的发展和更加广阔的发展前景。2 SMT是信息产业产业发展的基础SMT是先进的电路组装技术,自从上个世纪60年代问世以来,就充分显示出她强大的生命力,它以非凡的速度,走完了从诞生、完善直至成熟的路程,迈入了大范围工业应用的旺盛期。如今无论是投资类电子产品还是民用类电子产品,均有它的身影。
SMT从狭意上讲,是将表面元器件贴装到PCB上,经过整体加热实现电子元器件互联,但从广意来讲,它包含片式元器件、表面组装设备、表面组装工艺和材料。通常人们把表面组装设备称之为"硬件",表面组装工艺称之为软件,而电子元器件它既是SMT的基础,又是SMT发展的动力,它推动着SMT专用设备和装联工艺不断更新和深化。而支持信息产业的关键技术正是芯片技术和组装技术。芯片技术决定其电子产品的性能,是信息产业的核心,世界上芯片技术的龙头正是信息技术高度发达的美国,近十年来的高速发展,支持美国经济持续发展;组装技术即大生产技术,它是把先进的信息技术转化为实际的可供人们使用的电子产品,其过程既给社会带来巨大的物质财富,又给人们带来物质生活的享受和文明,如今各种数字化的电子产品琳琅满目,使人应接不暇。
因此从广意上来讲,SMT技术和信息产业是相互依存相互发展的,SMT已成为信息产业强有力的基础。为此在近几年来美国、欧洲、日本等都纷纷建立了涉及技术开发、生产制造的国家级研究机构,以从事SMT方面的研究与开发。例如美国半导体协会(SIA)每年发布的规格书,已在世界电子组装技术发展中起到重要的指导作用。
近期它在发布的规划书中,十分引人注目的提出了三维立体安装技术形态将成为今后安装技术发展趋势的预测,这意味着SIP(System In Package)及SOC(System-On-Chip)等系统模块技术将有更快的发展;在欧洲,以瑞典的生产技术研究所(IVF)和德国IEM研究所为"牵头"的研究机构,从事组装技术绿色化的研究,包括无Pb焊料,无VOC焊剂,PCB制造中限用阻燃剂的绿色化制造技术,并制定明确的使用时间表,以体现出其决心和信心;在日本,日本电子信息技术产业协会(JEITA)等多个学术团体,将"组装技术"提升到"从电路设计到电子部件、安装设备及关联工艺技术最优化的综合结果".
并在这个基础上,成立"电子系统集成联络协议会"不同专业协会相互沟通、相互协调,以战略眼光制定本国的发展计划。这些世界级研究机构的动向也为21世纪SMT的发展趋势指出了明确的方向:1.1 如今IC光刻技术已进入纳米时代,伴随着I/O端子数的增多,器件的封装形式也将由QFP快速地向球栅阵列式封装形式过渡,BGA、CSP、将成为封装技术的主流,随着F·C底层填料的开发成功,F·C器件也将进入实用化阶段。
这意味着球栅阵列技术将开始取代周围引脚表面贴装器件就象表面贴装元件取代通孔元件一样,叠层芯片(Stracked chip)SOC、SIP器件将会广泛使用。1.2 与球栅阵式器件相配套的是PCB技术包括基材的制造技术也将出现更新,如今高Tg,低TCE的基材不断推出,特别积成法制造(BUM)的PCB技术每年以17%速度在增长,用BUM制造的PCB,其TCE可达到6ppm,这意味着与片式元件的TCE同等级别,BUM法制造的PCB将有力支撑着F·C的实际应用。1.3 随着人们环保意识的提高,绿色化生产已成为大生产技术的新理念。
这种新理念体现在如下几个方面:·随着无铅焊料的开发成功,以及日本企业已经部分在消费类产品中使用;无铅化进程有加速化趋势特别是欧洲联盟有关电气与电子设备中废料的法令(WEED Directive)包括含铅焊料的禁止将在2008年1月生效。这意味着全世界电子产品组装将进入无铅化时代。·PCB制造的过程中不再使用数种阻燃剂,由于它会造成因焚化PCB而产生二恶英(Dioxin),二恶英是一种会使人致癌的物质,在日本PCB制造商还禁用不会产生二恶英的阻燃剂四溴二苯酚(TBBA tetrabromobis- phenol)。·在焊剂使用中无VOC焊剂的应用亦提到议事日程上来。1.4 0201元件的使用将对印刷机、贴片机、回流炉技术以及检测技术提出更高要求。模块化、高速、高精度贴片机,以及能连线使用的AOI,AXI将成为设备制造方向。
如今导电胶的电阻率已做到小于0.001Ω·cm,综合性能明显提高,冷连接工艺已初露端倪。1.6 SMT生产线的管理方面已进入计算机以及无线网络管理,做到实时工艺参数采集和传送。不仅是质量上支持6Sigmn标准,并向无人化管理迈进。不难看出,无论是片式器件的封装形式,还是SMT设备与工艺,都在支持PCB向实现高密度互连方向发展,并适应信息技术发展的需求。网络、卫星通讯将更广泛应用;各种工业控制系统和设备将会做得更小,并且有消耗功率低和维修简单的优点;计算机和办公外设将发展更快和更加可靠性;医疗仪器将表现为更高的精密性。一句话,新的信息技术将给人们提供更方便、更安全、更保密,以及舒适和乐趣。因此说SMT是信息产业迅速壮大和突飞猛进的主要支柱,在本世纪内以至更长的一个历史时期中SMT仍是电子产品组装的主流和基础技术。
我国SMT产业现状我国SMT起步较晚,从20世纪80年代初至今仅20年时间,但在引进消化吸收国外先进技术的同时我们已经走过了理论探索,批量试验的初级阶段,进入深化研究和大批量生产应用的新阶段。在这期间,中国电子学会专门成立SMT专委会,坚持举办两年一次的有关SMT/SMD技术演讨会,很多省市如北京、四川、江苏、上海、陕西等省级电子学会也成立SMT专委会并每年均要举办各种SMT专题演讨会、培训班,近两年来又请国外专家来我国讲学,此外还出版各种SMT论文集、专著达20多种;原电子部工艺所在电科院组织下制定"表面组装工艺通用技术要求","表面组装技术术语"等十种有关SMT技术规范和标准;国内已有部分高等学校已开办SMT专业,从事电子工艺研究,八五期间,国内借助技改项目,引进20多条用于高频头生产的SMT生产线,以及与之相关的片式阻容元件生产线,所有这些都为推动我国SMT技术发展奠定了良好的理论基础和物质条件。在SMT大生产方面,一方面得益于我国东南沿海地区电子工业的高速发展,大量引进和购置各种SMT生产线,我国电信产业巨子华为、中兴、东方、大唐、和巨龙等公司称雄当地大大促进了我SMT事业的迅速发展。目前国内自行设计的电子产品,片式化率达到70%以上,在大型PCB贴片,COB技术,双面回流焊,通孔回流焊、激光焊以及MCM都能达到国外同类水平;另一方面由于我国多年来坚持改革开放,国外知名电子制造企业,如旭电、伟创力、四海来华办厂从事电子制造。近两年来,我国SMT呈现快速发展的态势,如果说上世纪90年代初,国内SMT生产线还不足百十条,并常为开工不足而犯愁,而如今每年进口贴片机就达三四千台,人们选购贴片机的普遍要求是高速高精度,以适当大定单的需求。越来越多的电子产品标上"采用SMT工艺",冠以SMT名称的大大小小展示会,研讨会,此起彼伏;各种有关SMT的杂志,培训班如雨后春笋,"SMT"英文缩写逐渐被越来越多的人认识,这些都说明我国的SMT处于空前发展时间。
如今中国已成为世界电子制造的中心,当然,我国政府并不满足此现状,特别是加入WTO后,国家的法规,政策更健全,包括知识产权的建立,管理体制得到改善,国外资本、技术大量涌入,如今信息产业的核心技术--芯片制造业进入我国,Intel、三星、中国台湾的台积电、联电等都做了大量投资,以上海中芯国际和宏力为代表的半导体工厂,建设热潮震撼世界,受到国际的特别关注。
2002年,几乎每周都有跨国公司在中国设立研发中心,通用电气菲利浦、松下电气陆续把各自的司令部--大中华总部、亚太总部搬到中国。特别是我国在十五期间(2001-2005)要建设包括8英吋、12英吋在内的25条现代化IC生产线并力争超过亚太地区的其它竞争对手,在设计、制造、封装和测试方面取得第一;在技术方面,目前我国已能够自行设计开发0.18μm、500万门级水平的集成电路"龙芯""方舟"CPU芯片,以及DSP芯片等一批具有自己知识产权的科研成果相继问世,这一切又都为推动我国SMT技术的持续发展奠定了坚实的基础。
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