2026年
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电子展| SMT贴片机:能否打破瓶颈,引领未来行业趋势?

在当今电子制造领域,SMT贴片机作为核心设备,其发展态势一直备受关注。随着科技的飞速进步,电子产品的更新换代速度不断加快,对贴片机的性能和功能提出了更高的要求。那么,SMT贴片机能否突破现有的技术瓶颈,成为未来行业发展的引领者呢?下面就跟电子展小编来一起了解下吧。

SMT贴片机的发展现状

一、国际发展现状

在国际上,SMT贴片机的发展已经达到了相当高的水平。发达国家如欧美和日本等地,SMT贴片加工应用普及率已超过87%,这表明其在电子制造产业中占据着主导地位。这些地区的SMT贴片机技术不断向高密度、高精密技术为代表的组装技术领域深入发展,这是因为随着电子产品朝着小型化、高性能化的方向发展,对贴片机的精度、速度以及多功能性提出了更高的要求。

例如在贴片速度方面,已经能够实现高速率贴片,以满足大规模生产的需求。在精度方面,针对如BGA(球栅阵列封装)、FC(倒装芯片)、CSP(芯片级封装)等新的封装形式,贴片机能够精准贴装,这些封装形式相比传统封装,引脚更多、间距更小,对贴片机的贴装精度要求极高。如德国Siemens公司在其新贴片机上引入智能化控制,在保持较高产能下具有较低误率,且在机器上设有专门适应FC贴装需要的模块,展现出高精度的贴装能力;日本Yamaha公司推出的YV88X机型采用双组旋转贴片头,在提高集成电路贴装效率的同时,还保证了较好的贴装精度。

二、国内发展现状

在中国,SMT贴片机的发展起步相对较晚,于20世纪80年代初期起步,不过自2003年起进入了快速发展阶段。每年引进贴片机的数量众多,2007年引进的贴片机数量达到10189台,约占全球当年贴片机产量的1/2,现已发展成为SMT贴片机应用大国。我国的SMT贴片机在满足国内电子加工行业需求方面发挥了重要作用,推动了电子加工产业的繁荣发展。

然而,尽管设备使用上与国际接轨,但在设计、制造、工艺以及管理技术等方面与国际水平仍存在差距。从设计制造角度看,我国的贴片机在核心技术研发上相对薄弱,许多关键部件仍依赖进口。在工艺方面,对于新型封装形式的贴片工艺研究与国外领先企业相比较为滞后。我国众多电子制造企业在管理技术上存在不足,这影响了SMT贴片机整体生产效率的提升以及质量的控制。例如在一些高端电子产品制造中,对于精度要求极高的贴片工作,国内企业仍然依赖进口的高端贴片机设备。不过,中国政府对电子制造业的扶持政策对SMT贴片机市场需求有刺激性作用,包括减税、研发资金支持和人才培训项目等,多个产业园区和技术创新中心的建立也加强了与高等教育机构和研究院所的合作,这为国内SMT贴片机发展提供了一定机遇与不同程度的助力。

从市场的规模来看,2023年中国SMT贴片机市场规模已接近百亿元,并且在增长之中。这种增长受益于多个因素,包括5G通信的大力推进、消费电子不断进行更新换代以及新能源汽车电子化持续升级等众多电子相关产业的发展需求。在这个市场中有国外众多大型SMT贴片机生产商在中国设有生产基地,它们占据着部分高端市场份额,但国内厂商也开始崭露头角,像泰姆瑞、无锡凯扬等企业在2023年市场份额显著增长,凭借技术创新和优质服务赢得客户信赖。从地域上看,珠三角地区的深圳、东莞等城市是中国的电子制造中心,这里高端技术研发与生产相结合,吸引了大量投资和人才;长三角地区的上海、苏州、杭州等城市在新能源汽车和高端医疗设备领域的带动下,SMT贴片机市场也展现出强劲的增长势头。

从相关企业的生产经营情况看,中国的SMT贴片机企业规模和经营效益存在较大的分化现象。规模较大、技术实力较强的企业在市场竞争中具有一定优势,但大部分企业仍然集中在中低端市场。以生产厂商的企业类型为例,在中小企业中,由于资金和技术限制,主要生产一些通用性较强、适用中小企业自身和部分特定市场需求的中低端SMT贴片机;而大型企业有能力进行技术研发投入,能够紧跟国际先进技术发展趋势,进而生产出较为高端、能够满足大型电子制造企业和一些高新技术产业需求的产品。另外,对于一些专门从事贴片机生产的企业来说,研发力量主要集中在贴片头结构创新、视觉识别算法优化等提高贴片机核心性能的方向上;对于兼营贴片机生产的大型电子集团企业来说,则侧重于通过整合集团内部资源,实现贴片机性能、多功能化和智能化方面的提升,以及在集团产业链内部实现良好的生产协同效应,以此提高贴片机市场竞争力。

SMT贴片机未来趋势预测

一、向高效生产结构发展

新型SMT贴片机未来将朝着高效的双向(双轨)输送机结构方向持续演进。这种结构有助于提高生产效率并大幅减少工作时间。它是在传统单路贴片机性能的根基之上发展起来的,把PCB的运输、定位、检测、贴片等流程改造成双路结构。这种双路结构的工作模式包含同步和异步两种方式。

同步方式下,两块大小相同的PCB通过双路轨道同步被送入贴片加工区域来进行贴装操作;异步方式则是将大小不一样的PCB分别送入贴装区域。这两种工作方式的优势在于,它们能够削减贴片机的无效工作时长,进而提升机器整体的生产效率。这种结构类型的贴片机适应于大规模的生产需求,特别是对于生产计划紧凑、需要在短时间内完成大量贴片任务的电子制造企业而言,这种双轨输送结构的贴片机将成为提升生产效益的重要设备。例如在一些大型电子产品代工厂,面对海量的电子产品订单,双轨输送结构贴片机能够快速地完成PCB板上众多电子元件的贴装任务,大幅缩短生产周期,满足市场快速交付的要求。

二、高速、高精度、多功能与智能化融合

随着表面贴装元器件(SMC/SMD)不断发展,其封装形式日益多元化,出现了像BGA、FC、CSP等多种复杂且高精度要求的新封装形式,这些新的封装对贴片机提出了更为严格的要求。故新型贴片机将持续朝着高速、高精密、多功能且智能化的方向发展提升。

从高速方面看,机器的贴装速度将进一步提升,以满足现代电子制造对大规模、快速制造的需求。例如,在一些消费类电子产品如手机、平板电脑生产中,由于产品的市场需求数量巨大并且更新换代速度快,要求贴片机能够在单位时间内完成更多的元件贴装,这就促使贴片机的贴装速度要不断提高。在高精密方面,要能够精准贴装极小间距、超多引脚的电子元件。如今的电子产品为了实现性能提升和体积缩小,大量采用细间距的电子元件,比如某些高端芯片的引脚间距越来越小,这就需要贴片机具有极高的精度才能确保正常贴装。在多功能方面,贴片机将可以应对更多类型封装形式的电子元件贴装,例如同一个贴片机既能贴装传统直插式元件,也能顺利贴装新型的倒装芯片等。智能化的体现将更多地集中在设备的智能纠错和设备的自我优化调整方面,例如在贴装过程中如果出现了误差,设备可自动检测并进行纠正;能根据不同的贴片任务自动调整运行参数,优化贴片路径和速度等,从而在提升效率的同时,降低贴片的失误率。

三、多悬臂设备进一步发展并占据主流

传统的拱架式贴片机以前多只含有一个悬臂和贴装头,这一设置已不能满足现代大生产时对生产速度的要求。于是,在单悬臂贴片机的基础上开发出了双悬臂贴片机,例如YAMAHA、SAMSUNG等品牌所生产的双悬臂贴片机,它通过两个贴装头交替贴同一块PCB板,在机器占地面积基本不变的情况下,大幅度提高了生产效率。之后,为了不断提升生产效率,又推出了四悬臂机器。多悬臂机器的广泛应用趋势不可逆转,它已经成功取代转塔机的市场地位,在未来高速SMT贴片加工行业将占据重要地位继续发展。因为在电子制造产业中,对于提高生产效率的需求始终存在,无论是消费电子还是工业电子等领域,多悬臂机器能够在单位时间内完成更多贴装工作,为企业在市场竞争中带来速度和产量的优势,特别是在一些订单数量大、交期紧急的生产订单面前,多悬臂贴片机能够更好地满足生产需求。

四、柔性连接与模块化趋势持续加强

未来的SMT贴片机模块化特征会更加明显。模块化的机器能将多种不同功能的组件集成起来,针对不同结构或者功能要求的组件贴装需求,可以按照不同的精度和放置效率要求进行贴装,从而提高整体的生产使用效率;并且当用户有新的特殊要求时,可以依据需求来增加新的功能模组机。这种模块结构的机器由于能满足客户的多样化需求而广受好评,例如对于一家同时生产多种不同类型电子产品且每种产品可能使用不同电子元件的企业来说,模块化的贴片机可以根据不同产品类型和生产批次灵活调整贴装内容和精度要求,实现多产品生产的高效转换。

在柔性连接方面,贴片机将朝着柔性贴装系统方向发展,这样能提升机器整体的适应性与使用效率。一些企业会采取类似日本Fuji公司的做法,将贴片机的主机和功能模块机分离,根据客户不同需求进行两者的柔性组合来满足特定需求。而且未来这种模块化还会朝着功能模块组件方向发展,也就是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,而把点胶贴片等各种功能制造成功能模块组件,这样用户就能够根据自身需要在主机上安装所需的功能模块组件或者更换组件,从而实现客户定制化的新功能需求,满足电子产品快速的设计变更与多样化生产需求。

五、自动化编程能力更深入的发展

针对特殊元件,未来的新型视觉软件工具在自动化编程能力上会有进一步改进。新技术将使用户不必手动把参数输入到系统中来创建器件描述,而是仅需把器件拿到视觉摄像机前拍照,系统便会自动产生类似于CAD(计算机辅助设计)的综合性描述。这样做的意义在于不仅能够提高器件贴片加工的描述精度,大量减少因人工输入参数可能导致的操作者错误,而且还能够加快元件库的创建速度,尤其是在生产中经常引入新型器件或者使用形状独特的器件时,其优势更加显著,进而整体提升了生产效率。在电子制造过程中,不同批次产品可能会用到各种各样的特殊元件,这种自动化编程能力的提升将大大简化和加速针对这些特殊元件的贴装准备过程,提高企业的生产灵活性和响应速度。

影响SMT贴片机未来发展的因素

一、技术推动

(一)封装技术的发展

电子元件封装技术不断演进,不断涌现新的封装形式,像现在高频出现的BGA、FC、CSP等封装形式,它们相比于传统封装而言,引脚密度更高、间距更小、形状更复杂,并且有些还采用了新型的连接工艺。这些变化对SMT贴片机提出了更高的贴装要求,例如在贴装精度方面,要达到极小间距(现在一些先进的封装间距已达微米级别)的引脚贴装需求;在贴装过程中的稳定性方面,要避免因震动或微小干扰造成贴装出错。所以SMT贴片机需要在技术上持续革新来适应这些封装技术发展带来的挑战与需求。

(二)智能化软件和控制系统提升

随着计算机技术、人工智能技术的发展,智能控制系统在SMT贴片机中的应用将会越来越广泛深入。软件方面的视觉识别算法将会更加精准,例如对更小尺寸、更多种类电子元件的准确识别;路径规划算法将使得贴片机的贴装路径更优化,减少不必要的运动,从而提高贴装效率;智能纠错系统将变得更加高效,不仅能够快速发现错误的贴装,还能够提出有效的解决预案。对于不同批次、不同种类的电子产品生产任务,控制系统可以根据任务特点快速调整贴片机的各项运行参数,让贴片机更灵活地适应多样化生产需求。

二、市场需求拉动

(一)消费电子行业需求特点

消费电子行业的快速发展对SMT贴片机的发展有着深远影响。消费电子产品如手机、平板电脑、智能穿戴设备等,具有产量大、更新换代快的特点。为了满足市场供货要求,贴片机需要不断提高生产速度。例如手机生产企业需要在较短时间内生产出数以百万计的产品,这就需要贴片机有足够快的贴片速度。而且这类产品往往追求小型化、轻薄化,在内部空间有限的情况下集成更多功能,这意味着电子元件的封装更加复杂、密度更高,要求贴片机具备更高的精度和多功能的贴装能力。不同品牌、不同版本的消费电子产品对电子元件还可能有一些特殊要求,这也促使贴片机的能够灵活调整不同的贴装策略。

(二)工业电子应用领域的需求

在工业电子领域,如汽车电子、工业控制设备制造等,对SMT贴片机也有一些特殊的要求。汽车电子方面,现代汽车大量采用电子控制系统,而汽车运行环境复杂,对电子系统的稳定性、可靠性要求极高。这就要求SMT贴片机在贴装汽车电子相关的芯片、传感器和电路元件时,具有超高的贴装质量和可靠性保障。而且汽车电子系统发展中出现各种新的应用如自动驾驶辅助系统、车联网功能模块等,对电子元件的贴装在精度、效率和可靠性方面都提出新的要求。在工业控制设备领域,一些大型的工业控制设备需要长时间稳定运行,生产任务常常是小批量、定制化的,这就要求SMT贴片机能够在满足高精度、高可靠性的条件下,能够高效地适应小批量、多品种的生产任务。

三、产业政策环境

(一)国内政策导向

中国政府对电子制造这类制造业实施一些积极的扶持政策为SMT贴片机的发展营造了良好的政策环境。如减税可以降低贴片机制造和使用企业的成本;研发资金支持有助于企业投入更多资源用于贴片机的研发,例如针对高精度贴装技术、适应新型元件封装的贴装技术等方面的研发,来提高国内贴片机的技术水平;人才培训项目为行业提供了大量专业人才,有助于提高贴片机的设计、制造、操作以及维护等环节的水平。另外,建立了产业园区和技术创新中心加强了贴片机相关企业之间以及企业与高校、科研院所之间的联系与合作,有利于先进科技成果的转化和行业整体技术的提升。

(二)国际贸易政策影响

国际贸易局势的变化会在一定程度上影响SMT贴片机的发展。当国际贸易处于相对稳定、开放的状态时,有利于国际间的技术交流、设备的进出口贸易以及跨国企业的全球布局。例如一家国外先进的SMT贴片机制造企业可能会在中国设立生产研发基地或者与中国企业进行技术合作,这样会加速先进技术在中国的转移扩散,同时也有利于中国的贴片机企业参与国际竞争、学习先进经验。然而在国际局势紧张,贸易保护主义抬头的情况下,原材料的进口、高端零部件的进口以及设备的进出口都会受到限制。例如某国限制高性能贴片机关键零部件的出口,可能会导致国内依赖进口这些零部件的贴片机生产企业面临生产困难,影响其产品的升级换代,而且贸易摩擦还可能引发汇率波动,从而影响设备的进口成本或者出口利润等因素。

SMT贴片机未来发展的挑战与机遇

一、挑战

(一)技术研发的难点

在技术研发方面,SMT贴片机面临着多个难点。首先是精度提升方面,随着电子元件封装形式如BGA、FC等向着超小型化、超高密度引脚发展,贴片机要达到亚微米级别的精度将面临光学系统、机械结构以及控制系统等多方面的挑战。在光学系统方面,要设计出更高分辨率、更低畸变的视觉识别系统用于精确识别元件位置;机械结构需要具备更高的稳定性和微动控制能力以确保不同轴向上的运动精度;控制系统则需要处理每分钟数以万计运动指令的同时保持精度不下降。

另外就是多功能兼容方面的挑战,现代电子产品集成多种不同类型、不同封装形式的元件。例如一款智能手机可能同时有传统贴片电容、电阻,又有倒装芯片、集成电路模块等多种元件,贴片机需要兼容这些差异巨大的组件贴装,并且需根据不同生产需求在不同贴装模式下进行快速切换,这需要在吸嘴设计、贴片头结构、物料供给系统以及控制算法等多个方面进行创新整合。

(二)市场竞争压力

国际市场上,SMT贴片机行业竞争激烈。国际品牌如Siemens、Yama - ha、Fuji等在国际市场上占据着高端地位,它们具有悠久的技术沉淀、强大的研发实力、广泛的客户基础以及全球服务网络,这些优势使得他们在高端贴片机市场上拥有较高的品牌忠诚度和市场占有率。例如,Siemens的贴片机以其高精度、智能化控制、适应多类封装形式在高端汽车电子、高端通信设备制造等领域有广泛应用。这类国际巨头还在不断地进行技术创新,进一步巩固其市场领先地位。

而在中国市场,国内贴片机企业虽然在数量上较多,但总体上规模较小、技术水平较低。相比国际品牌,在精度、速度、稳定性以及智能化程度方面均有差距,这使得国内企业只能在中低端市场竞争。并且随着国外品牌逐渐向中低端市场渗透,以及国内同行之间的竞争日益加剧,一些技术水平低、产品单一的企业面临着被淘汰的风险,例如一些只能提供简单贴片功能的小作坊式企业在市场竞争中逐步失去市场份额。

(三)人才短缺现象

在SMT贴片机行业相关的人才方面存在短缺现象,综合型人才尤其匮乏。这一领域需要的人才涵盖多个专业学科知识,包括机械设计、电子电路、自动化控制、光学以及软件开发等。从研发角度看,研发高精度的贴片机设备需要机械工程师能够设计出精密的机械运动结构,电子工程师要设计适配的电路控制系统,光学工程师来构建先进的视觉识别系统,同时还有软件工程师编写高效的智能控制程序,这种跨学科的技术融合要求不同领域专业人才协调配合,但目前能在跨学科领域工作并且具备深厚专业知识的人才较少。

从操作维护角度也存在人才问题,掌握贴片机操作、维护、校准和故障排除技能的熟练技术工人缺口较大。特别是随着贴片机智能化、多功能化发展,对操作人员的技术素养要求不断提高。使用新型的自动化编程功能、理解新型控制系统和视觉系统原理并进行日常维护维修等工作,都需要具备较高专业知识水平的操作人员,但这类人员在市场上数量供给不足。

二、机遇

(一)新兴市场的拓展

在新兴的电子应用的市场领域,SMT贴片机面临着新的机遇。例如在物联网领域,大量的物联网设备需要集成各类传感器、通信芯片等元件,这些设备可能规模相对小批量较多,对于贴片机来说需要能够灵活适应小批量多样化的生产需求,而具备柔性连接和模块化特点的贴片机将能够满足这种需求,并且随着物联网产业的爆炸式发展,相关设备的市场需求总量巨大,为SMT贴片机企业提供了广阔的市场空间。

在新能源汽车领域,汽车电子所占整车成本比例不断攀升,新能源汽车对于电池管理系统、电机控制系统等各类电子系统的需求猛增,这些电子系统中的控制芯片、功率器件等元件的贴片工作需要高精度、高可靠性的贴片机来支持。而传统汽车生产企业向新能源汽车转型以及众多新势力造车企业的出现,新增了大量对SMT贴片机的需求。这不仅在数量上,而且在质量水平上为贴片机企业提供了升级发展的机遇。

(二)智能化时代的机遇

我们所处的智能化时代给SMT贴片机带来众多机会。一方面,人工智能技术可以运用在贴片机的视觉检测系统当中,使得检测更为准确、快速。例如利用深度学习算法对复杂形状或微小尺寸电子元件进行高精度识别,识别准确率和速度相比传统算法将有极大提升。另一方面,贴片机在智能制造链条里扮演着极其重要的角色,随着智能制造“灯塔工厂”等生产模式的推广,贴片机的智能化将与整个工厂的生产制造系统进行深度集成。例如可以与上层的生产管理系统(MES)结合,实现生产数据的实时交互和生产任务的智能调度,为整个智能制造体系提供基础的数据支持和硬件操作模块,从而提高整个生产系统的智能化水平。

在电子制造产业蓬勃发展的大趋势下,SMT贴片机作为其中的关键设备,正站在一个充满挑战与机遇的发展十字路口,其未来发展呈现出多维度的演变特征。

从宏观市场环境来看,全球电子产业的扩张持续催生对SMT贴片机的需求。消费电子市场依旧是重要的需求力量,智能手机、平板电脑、智能穿戴设备等产品不断推陈出新,且市场需求源源不断。就智能手机而言,它集成了数不胜数的微小而精密的电子元件,如处理芯片、射频模块、摄像头模块等众多不同类型和封装形式的元件,这要求SMT贴片机既要有极高的贴装速度,还得满足高精度要求[]。其更新换代速度不断加快,从一代到下一代可能仅仅数月时间,这使得手机制造商需要不断提高生产效率以抢占市场份额,进而催生出对SMT贴片机更高生产速度和更短生产周期的需求。

在工业电子领域,汽车电子尤其引人注目。传统燃油汽车的电子系统不断升级,并且伴随着新能源汽车的蓬勃发展,汽车电子的复杂程度和重要性急剧攀升。传统汽车中的电子控制单元(ECU)已经逐渐发展为多个相互协作连接的高度集成化电子系统,而新能源汽车更是依赖大量复杂而精密的电池管理系统、电机控制系统等电子系统[]。这些系统中的电子元件,无论是数量上还是种类上,都对SMT贴片机提出了挑战。例如新能源车动力系统使用的功率芯片,其散热要求特殊,需要特定的贴片工艺,并且对可靠性要求极高,因为一旦电子元件的贴装出现问题,很可能引发严重的安全事故,这就需要SMT贴片机在保证高速度的同时,保证贴装质量的高度稳定可靠,贴片精度达到甚至超过传统电子设备的要求。

计算机设备特别是高性能电脑和服务器制造也是SMT贴片机的重要应用领域。随着数据中心和云计算的大力发展,对服务器的需求量急剧增长。这些计算设备需要贴合大量的CPU、GPU等芯片,其引脚数量众多且封装形式也在不断进化,像Intel和AMD的高端处理器芯片采用的新型封装技术,对贴片机的精度要求可谓严苛。为了匹配计算机设备性能的提升,贴片机需要不断更新其技术规格,以保证能够准确高效的完成贴片任务。

随着科技的创新发展,一些新兴的电子领域也展现出无限潜力,给SMT贴片机带来新的市场空间。例如物联网(IoT)领域,海量的物联网设备如智能家居设备、工业传感器节点、智能标签等的生产对SMT贴片机的需求是多样化的。许多物联网设备需要低功耗、小尺寸的电子元件贴片,并且生产规模可能是中小批量,但产品种类丰富多变[]。这就要求SMT贴片机具有较好的灵活性与适应性,在贴片精度、速度以及多功能性方面达到新的平衡。又比如航空航天电子设备领域,虽然其市场规模相较于消费电子等庞大市场而言相对较小,但对贴片机的要求是超高的可靠性和精密度。因为航空航天设备一旦发生故障,所造成的损失是不可估量的,所以在贴装飞行控制系统、卫星通信设备等电子元件时,SMT贴片机需要做到零失误或者极低失误率水平的高精度贴装。

在技术发展要求上,SMT贴片机的精度正朝着亚微米甚至纳米级别不断推进。因为随着摩尔定律的不断生效延伸,芯片上的晶体管集成度越来越高,这使得电子元件的封装间距越来越小。像手机处理器芯片,如今一些已经开始采用0.35mm甚至更小间距的引脚封装。为满足这种高精密的贴装需求, SMT贴片机的机械结构设计必须能将传动误差、定位误差、振动误差等控制到非常小的限度。这不仅需要从理论上进行精密的运动学和动力学建模分析,还需要借助先进的材料加工工艺和高精度的制造设备来确保。例如采用高精度的滚珠丝杠、线性导轨等传动部件,并配合先进的振动控制和误差补偿技术。而且相应的视觉识别系统也要具备极高的分辨率,能够识别出极微小的元件特征及位置偏差。在图像采集方面,需要高像素、高帧率的摄像头以便清楚地捕捉元件影像;在图像处理方面,需采用更为精确、复杂的算法来处理图像信息并转换为准确的贴装坐标指令。

同时,贴片机的多功能性也面临新的需求挑战。现代电子产品越来越少地使用单一类型或者封装形式的电子元件。一个复杂的电子产品电路板往往混合了传统的直插式电阻电容、小间距的表面贴装芯片、新型的倒装芯片以及各种封装形式的传感器等元件。SMT贴片机必须能够在不更换设备或者极少调整设备的情况下,实现对多种元件的正确贴装。这就要求贴片机的贴装头设计要更加灵活,吸嘴的类型和更换机制要适应不同尺寸、形状、重量和表面材质的元件。例如为了能准确贴装细小的01005型贴片电阻(其尺寸仅为0.4mm×0.2mm)和较大较重的功率模块芯片,贴片机需要有可自适应调节吸力、定位精度的吸嘴装置[]。而且物料供给系统要能够兼容不同规格的料盘、料带或者散装的元件供给方式,实现快速、稳定且准确的元件供应,避免在贴片过程中出现缺料、卡顿等现象影响生产效率。

在高速生产能力方面,SMT贴片机的贴片速度要达到前所未有的高度。传统的贴片机的速度是以每分钟贴装的元件数量(CPM)来衡量,现在的目标是要在保证精度和多功能的前提下大幅提升这一指标。例如在某些大型电子代工厂,面对海量的电子产品订单任务,若贴片机的速度无法提升将会严重制约生产交付能力。为了提高速度,一方面要从硬件结构上进行优化改进,如采用多悬臂、高速直线电机等结构实现快速的贴装头移动;另一方面要从软件算法上优化贴装路径规划,避免不必要的移动和等待时间,实现贴装动作的快速衔接和协同。智能化将会渗透到SMT贴片机的每一个功能部分。智能控制系统将主导贴片机的整个操作流程,从元件识别、位置校准、路径规划到贴装动作的执行将变得更加智能化。例如利用人工智能中的机器学习算法,在贴片机导入新的生产任务时,控制系统能够自我学习了解新的电路板布局、元件类型和贴装顺序要求,而不是依赖人工逐个输入参数[]。并且在贴装过程中,根据实时监控数据能够自动调整贴装参数,以应对可能存在的因素干扰,如元件供给波动或者机械结构微量磨损等。故障诊断功能将利用数据分析和故障树模型建立一套智能的诊断体系,可以提前预警设备可能出现的故障隐患,以便及时进行维护保养,降低设备突发故障对生产造成的影响。

在人们对环保可持续发展越发重视的今天,SMT贴片机的绿色生产理念也将成为未来发展的重要走向。这体现在设备的能源利用效率上,要尽可能降低设备的耗电量,通过采用高效节能的电机、优化电路结构等方式达到这一目标。对于设备废弃物的处理上,采用绿色环保的材料以便于回收利用或者无害化处理。例如设备的外壳塑料等部件采用可降解或者易回收的材料,在设备报废后不对环境造成长期污染[]。从生产工艺过程来看,减少挥发性有机物(VOC)、有害物质和废弃物的排放。例如在使用锡膏等物料时,采用低污染、低挥发性的环保型锡膏,并对锡膏印刷工艺进行优化,减少锡膏的浪费和污染排放。

模块化也是SMT贴片机未来发展的一个重心方向。由于电子产品的生命周期越来越短,功能迭代迅速,电子企业需要不断调整生产线以适应新的产品生产需求。模块化设计的SMT贴片机可以轻松地改变功能配置,实现快速的设备升级或者调整,满足企业柔性生产的要求。可以把贴片机的功能拆分成多个独立的模块,如贴片模块、视觉检测模块、物料供给模块等[]。每个模块采用标准化的接口,方便企业根据自身需求进行组合或者替换。当企业需要提高贴装速度时,可以添加多一个或多个贴片模块;若需要增强检测精度,可以升级视觉检测模块。这种模块化设计极大地提高了设备的灵活性,也利于设备进一步功能扩展和技术升级,而且一旦某个模块出现故障,可单独进行维修或者更换,无需整个设备停工维修,提高了设备的整体可用性和维修效率。

自动化编程能力是SMT贴片机适应多样化生产的重要能力。随着电子产品功能创新不断涌现,新的电子元件或者特殊的元件在电路板中的应用也越来越普遍。对于一些不规则形状、非标准封装或者特殊功能要求的元件,传统的编程方式很难快速满足贴装要求[]。而具有自动化编程功能的贴片机能够通过视觉系统快速学习元件的形状、尺寸、引脚排列等特征,自动生成贴装程序。这一功能的提升不但可以减少生产准备时间,提高生产效率,而且可以避免人工编程可能出现的错误,提高产品的生产质量和可靠性。

随着全球化经济格局的发展变化,SMT贴片机企业的国际竞争与合作也将进入一种新的态势。发达国家在高端SMT贴片机技术拥有强大的优势,其掌握的核心技术和专利壁垒成为进入全球高端市场的门槛。然而,新兴发展中国家以中国为代表,在中低端SMT贴片机市场凭借性价比优势逐渐打通市场渠道。在中低端市场上,国内外企业展开激烈角逐的同时也存在合作机会,例如技术交流、品牌授权、产品代工等形式的合作[]。而在高端市场,国内企业一方面要接受国外企业的竞争压力持续加大研发投入进行技术追赶,另一方面也可以通过国际合作的方式如并购国外有技术特长的企业、建立国际间的产学研研发联盟等获取关键技术来发展高端贴片机产品。

从产业链关联发展来看,SMT贴片机与上下游产业也呈现出紧密互动发展的趋势。上游产业中的电机等关键设备部件供应商的技术发展将直接影响SMT贴片机的性能指标[]。例如高性能的电机能够提高贴片头的运动速度和响应频率,而先进的传感器技术有助于贴片机的精确定位。SMT贴片机企业与上游供应商的联合研发关系将有助于推动整个产业链朝着高性能方向共同发展。在下游方面,电子产品制造商是SMT贴片机的直接客户,其生产布局、产能规划以及对产品质量的要求直接决定了对SMT贴片机的需求数量、性能指标和质量类型[]。因此贴片机企业需要深入了解下游企业的需求及变化趋势,及时调整产品推出计划与技术研发重点,以实现产业链上下游的协同发展。

综上所述,SMT贴片机未来发展将全方位的满足各类电子产品制造从规模化生产到个性化定制的需求,在全球电子产业竞争日益加剧、技术创新加速发展、环保可持续要求提高、产业链深度融合的发展趋势下不断突破技术瓶颈,探索新的商业合作模式并创新适应新的市场环境。

电子展小编认为,尽管SMT贴片机面临着诸多挑战,但凭借其在电子制造领域的重要地位和技术的不断创新,它完全有可能突破现状,引领未来行业的发展潮流。未来,我们有望看到更加智能化、高精度、高灵活性的SMT贴片机出现在电子制造生产线上,为全球电子产业的发展注入新的动力。

文章来源:工程师之家