SMT產業進入調整期,貼片機兼顧速度與靈活性
經過數年時間,中國一舉成為世界電子制造中心與第一SMT應用大國,在高速引進之后,2005年SMT貼片機的需求量首次出現零增長,2006年進口數量增速持續放緩。“從去年到今年,貼片機市場的規模雖然不像前幾年爆炸性增長,但整體仍保持健康地穩定上升。估計未來數年市場將會繼續維持平穩。”環球儀器亞洲區域市場經理朱英新預測。
這標志著中國SMT產業發展進入平緩調整期,主要有以下幾方面原因:SMT在國內已得到極大普及應用已相當廣泛;歐美日及港臺企業將電子制造基地向中國轉移的部署基本完成;國內各主要電子企業都已配置SMT設備已有足夠產能;手機之后的新一輪熱點產品大批量制造尚未啟動;設備基數巨大需求有限增長自然回落;設備更新期尚待時日。可以預見的是,中國SMT產業發展調整期將歷時四到五年。
新一代貼片機爭奇斗艷
對于現階段的市場需求變化,朱英新分析:“客戶的生產模式隨著市場新的競爭環境而改變,由于缺乏單一型拳頭產品的應用,他們從單一品種大批量生產為主的模式,漸趨轉向多品種的生產模式,增加他們對設備在高速及高靈活性方面需求。”
因此,處于領先的銷售商很快就注意到“速度加靈活性”的問題,并且開始著手制定不同的策略以滿足制造商不斷變化的要求。第一步是把重點放在提高靈活性原來就很好的生產線的速度上,或者在現有生產線中引進靈活性,提高產量。為了迎合新的市場需求,各大設備制造商紛紛推出新產品。
環球儀器去年年底推出了Genesis平臺最新產品GC-120Q。它是目前最快的四懸臂貼片機,每小時能貼裝高達120,000個組件,滿足市場對芯片高速貼裝設備的需要并且精密度高。同時,它擁有環球儀器一貫被業界稱許的高度靈活性,支持01005到30平方毫米的組件。客戶可隨時更換產品,也毋須更換貼裝頭或模塊,與同時推出的單懸臂GX-11S配合使用,更進一步提高GC-120Q的送料能力及多功能性,可貼裝長達150毫米的連接器。

環球儀器的GC-120Q著重設備產量的同時兼具多功能性,滿足高速與靈活性需求。
為了滿足客戶對降低成本的要求,環球儀器著重設備的產量但同時兼具多功能性,同一條線可無需作繁復的調整即可生產不同產品;大大減低換線時間,提高效率,節約生產成本。而在維護方面,在研制新產品時,已考慮如何降低設備整體購入成本、維護費用。“以最新推出的GC-120Q為例,環球儀器采用優良的技術來減少生產線上的移動部件,及設計簡易的接入口來降低維護費。”朱英新介紹說,“事實上,環球儀器有很多核心技術,如線性馬達和閃電貼裝頭,它們的維護成本都非常低,甚至基本上是不需要維護的。”
西門子電子裝配系統有限公司(SEAS)也于去年末推出了最新一代的SIPLACE D系列貼片設備,主要面向汽車電子、電信、EMS和消費電子領域的電子制造商。該系列有四種版本。SIPLACE D4表現出最高的性能,配有四個懸臂,并且貼裝頭采用了完全的模塊化機制,可在60μm(3sigma)的精度下,實現高達60,000cph的貼裝性能。它有四個12吸嘴貼裝頭,可對包括01005s到18.7×18.7mm2尺寸的元件進行貼裝。
三懸臂D3可按客戶需求配備一個12吸嘴貼裝頭、一個6吸嘴貼裝頭或者一個雙頭。它的貼裝性能達到每小時30,100片,精度為22μm(3sigma)。雙頭能以30牛頓的貼裝壓力,以高速度和高精度貼裝尺寸最大為200mm×125mm、高度為25mm的元件。該機型能夠處理采用THT技術的大型連接器。配合使用兩個6吸嘴或12吸嘴收集貼裝頭,SIPLACE D2的處理速度高達每小時27,000片。單懸臂D1配備有貼裝頭和可選用的6吸嘴或12吸嘴貼裝頭,貼裝速度為每小時12,000片。
另外,SIPLACE D系列采用數字視覺系統,可將貼裝可靠性與速度提高到一個全新等級。SIPLACE D系列中的所有照相機,亦即所有貼裝頭上安裝的照相機和電路板照相機,均采用了最新的數字照相機技術。安裝于貼裝頭上的SIPLACE數字視覺系統能夠根據元件的幾何形狀和顏色對其進行識別。無論是極小的01005s元件還是超大尺寸的不規則元件,它均能夠正確識別出來。此外,這一照相機系統還針對下一代測量機制進行了預先優化。該機制用于加快并改進對于故障元件的識別速度。PCB照相機中采用的數字視覺系統可確保所有墨點和基準點都能夠被極其可靠地識別出來。與此同時,西門子還推出了適用于D系列的最新離線視覺系統教學站,用戶將可以離線指定和描述新元件,并在需要時進行下載,從而可有效消除在推出新產品時所需進行的昂貴的中斷生產過程。
靈活性意味著處理各種最終產品組裝的應變能力,同時要保持生產線的高利用率和良好的經濟效益。直觀來看,組裝設備需要處理各種SMT元件的技術能力,有引腳的元件、有凸點的元件、各種封裝芯片(μBGA、CSP等)、各種尺寸的貼片元件(特別是最新的01005),插裝再流焊——或者是處理任何批量,從很少到幾十萬的能力,同時保持生產線上所有設備的高利用率。
有不少制造商主要生產手持消費產品,手持產品的印刷電路板正變得越來越小,元件越來越靠近,在他們的最新設計中用到了很多01005元件。制造商們表示:“我們必須重新評估我們對制造的要求。目前市場上對貼片精度以及貼裝小尺寸元件能力的要求越來越高,這就意味著必須尋找新的生產方法。”這類客戶要求的是中等批量、大批量等各種批量的生產以及產品種類很多的混合生產,需要組裝設備能夠迅速換線并且調節產量。
Assemblé on(安必昂)去年推出AX-5,其多功能性、貼裝精度和貼片力是主要賣點。AX-5每小時貼裝45,000到150,000個元件,能夠貼裝的元件尺寸從01005到45mm2,這些元件的4sigma貼裝精度都在50微米之內。AX平臺采用并行工作的機械手,每個機械手都有Z軸線性電機,貼裝每個元件時都能對貼片力進行控制,并且能夠針對每次貼裝單獨地調節,調節范圍在1.5N至8N之間,還能自動校正電路板的彎曲。該公司表示:“自適應拾取校正,通過機械手上的攝像頭實現‘先看后貼’,這些功能能夠將元件損失減到最少。”
使用并行貼裝機械手的另一個益處是換線時問短。有些制造商在高峰期,一周需要推出二十五個新產品。而AX有260個8mm編碼料位,平臺安裝送料器的地方很大,換線時間可以不超過五分鐘,同時平臺的牢固性保證了它的貼裝精度。此外,AX配備快速方便的料車系統,便于迅速換線。最重要的是,它還進行設置校驗,能夠指導操作人員,其圖形用戶介面使新手也能夠正確地設置。通過在線元件編輯器和程序編輯器,生產到了最后一分鐘還可以改動貼裝程序。
而ESSEMTEC推出的HLX8200貼裝機可以裝192個帶盤送料器和桿裝送料器,能夠容納16個Jedec料盤,貼裝速度達每小時22,000片。這種貼裝機能夠貼裝01005芯片到尺寸為50×50×17mm的大元件,包括BGA、μBGA和倒裝芯。它使用Cognex SMD 4視覺系統來測量和對正所有元件,采用背光元件照射防止反光和不精確的問題,并且還使用了線性馬達和自動校正機器人。
這標志著中國SMT產業發展進入平緩調整期,主要有以下幾方面原因:SMT在國內已得到極大普及應用已相當廣泛;歐美日及港臺企業將電子制造基地向中國轉移的部署基本完成;國內各主要電子企業都已配置SMT設備已有足夠產能;手機之后的新一輪熱點產品大批量制造尚未啟動;設備基數巨大需求有限增長自然回落;設備更新期尚待時日。可以預見的是,中國SMT產業發展調整期將歷時四到五年。
新一代貼片機爭奇斗艷
對于現階段的市場需求變化,朱英新分析:“客戶的生產模式隨著市場新的競爭環境而改變,由于缺乏單一型拳頭產品的應用,他們從單一品種大批量生產為主的模式,漸趨轉向多品種的生產模式,增加他們對設備在高速及高靈活性方面需求。”
因此,處于領先的銷售商很快就注意到“速度加靈活性”的問題,并且開始著手制定不同的策略以滿足制造商不斷變化的要求。第一步是把重點放在提高靈活性原來就很好的生產線的速度上,或者在現有生產線中引進靈活性,提高產量。為了迎合新的市場需求,各大設備制造商紛紛推出新產品。
環球儀器去年年底推出了Genesis平臺最新產品GC-120Q。它是目前最快的四懸臂貼片機,每小時能貼裝高達120,000個組件,滿足市場對芯片高速貼裝設備的需要并且精密度高。同時,它擁有環球儀器一貫被業界稱許的高度靈活性,支持01005到30平方毫米的組件。客戶可隨時更換產品,也毋須更換貼裝頭或模塊,與同時推出的單懸臂GX-11S配合使用,更進一步提高GC-120Q的送料能力及多功能性,可貼裝長達150毫米的連接器。

環球儀器的GC-120Q著重設備產量的同時兼具多功能性,滿足高速與靈活性需求。
為了滿足客戶對降低成本的要求,環球儀器著重設備的產量但同時兼具多功能性,同一條線可無需作繁復的調整即可生產不同產品;大大減低換線時間,提高效率,節約生產成本。而在維護方面,在研制新產品時,已考慮如何降低設備整體購入成本、維護費用。“以最新推出的GC-120Q為例,環球儀器采用優良的技術來減少生產線上的移動部件,及設計簡易的接入口來降低維護費。”朱英新介紹說,“事實上,環球儀器有很多核心技術,如線性馬達和閃電貼裝頭,它們的維護成本都非常低,甚至基本上是不需要維護的。”
西門子電子裝配系統有限公司(SEAS)也于去年末推出了最新一代的SIPLACE D系列貼片設備,主要面向汽車電子、電信、EMS和消費電子領域的電子制造商。該系列有四種版本。SIPLACE D4表現出最高的性能,配有四個懸臂,并且貼裝頭采用了完全的模塊化機制,可在60μm(3sigma)的精度下,實現高達60,000cph的貼裝性能。它有四個12吸嘴貼裝頭,可對包括01005s到18.7×18.7mm2尺寸的元件進行貼裝。
三懸臂D3可按客戶需求配備一個12吸嘴貼裝頭、一個6吸嘴貼裝頭或者一個雙頭。它的貼裝性能達到每小時30,100片,精度為22μm(3sigma)。雙頭能以30牛頓的貼裝壓力,以高速度和高精度貼裝尺寸最大為200mm×125mm、高度為25mm的元件。該機型能夠處理采用THT技術的大型連接器。配合使用兩個6吸嘴或12吸嘴收集貼裝頭,SIPLACE D2的處理速度高達每小時27,000片。單懸臂D1配備有貼裝頭和可選用的6吸嘴或12吸嘴貼裝頭,貼裝速度為每小時12,000片。
另外,SIPLACE D系列采用數字視覺系統,可將貼裝可靠性與速度提高到一個全新等級。SIPLACE D系列中的所有照相機,亦即所有貼裝頭上安裝的照相機和電路板照相機,均采用了最新的數字照相機技術。安裝于貼裝頭上的SIPLACE數字視覺系統能夠根據元件的幾何形狀和顏色對其進行識別。無論是極小的01005s元件還是超大尺寸的不規則元件,它均能夠正確識別出來。此外,這一照相機系統還針對下一代測量機制進行了預先優化。該機制用于加快并改進對于故障元件的識別速度。PCB照相機中采用的數字視覺系統可確保所有墨點和基準點都能夠被極其可靠地識別出來。與此同時,西門子還推出了適用于D系列的最新離線視覺系統教學站,用戶將可以離線指定和描述新元件,并在需要時進行下載,從而可有效消除在推出新產品時所需進行的昂貴的中斷生產過程。
靈活性意味著處理各種最終產品組裝的應變能力,同時要保持生產線的高利用率和良好的經濟效益。直觀來看,組裝設備需要處理各種SMT元件的技術能力,有引腳的元件、有凸點的元件、各種封裝芯片(μBGA、CSP等)、各種尺寸的貼片元件(特別是最新的01005),插裝再流焊——或者是處理任何批量,從很少到幾十萬的能力,同時保持生產線上所有設備的高利用率。
有不少制造商主要生產手持消費產品,手持產品的印刷電路板正變得越來越小,元件越來越靠近,在他們的最新設計中用到了很多01005元件。制造商們表示:“我們必須重新評估我們對制造的要求。目前市場上對貼片精度以及貼裝小尺寸元件能力的要求越來越高,這就意味著必須尋找新的生產方法。”這類客戶要求的是中等批量、大批量等各種批量的生產以及產品種類很多的混合生產,需要組裝設備能夠迅速換線并且調節產量。
Assemblé on(安必昂)去年推出AX-5,其多功能性、貼裝精度和貼片力是主要賣點。AX-5每小時貼裝45,000到150,000個元件,能夠貼裝的元件尺寸從01005到45mm2,這些元件的4sigma貼裝精度都在50微米之內。AX平臺采用并行工作的機械手,每個機械手都有Z軸線性電機,貼裝每個元件時都能對貼片力進行控制,并且能夠針對每次貼裝單獨地調節,調節范圍在1.5N至8N之間,還能自動校正電路板的彎曲。該公司表示:“自適應拾取校正,通過機械手上的攝像頭實現‘先看后貼’,這些功能能夠將元件損失減到最少。”
使用并行貼裝機械手的另一個益處是換線時問短。有些制造商在高峰期,一周需要推出二十五個新產品。而AX有260個8mm編碼料位,平臺安裝送料器的地方很大,換線時間可以不超過五分鐘,同時平臺的牢固性保證了它的貼裝精度。此外,AX配備快速方便的料車系統,便于迅速換線。最重要的是,它還進行設置校驗,能夠指導操作人員,其圖形用戶介面使新手也能夠正確地設置。通過在線元件編輯器和程序編輯器,生產到了最后一分鐘還可以改動貼裝程序。
而ESSEMTEC推出的HLX8200貼裝機可以裝192個帶盤送料器和桿裝送料器,能夠容納16個Jedec料盤,貼裝速度達每小時22,000片。這種貼裝機能夠貼裝01005芯片到尺寸為50×50×17mm的大元件,包括BGA、μBGA和倒裝芯。它使用Cognex SMD 4視覺系統來測量和對正所有元件,采用背光元件照射防止反光和不精確的問題,并且還使用了線性馬達和自動校正機器人。
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