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smt设备在调整,smt贴片机兼顾速度与灵活性

  经过数年时间,中国一举成为世界电子制造中心与第一smt设备应用大国,在高速引进之后,2014年smt设备smt贴片机的需求量首次出现零增长,2015年进口数量增速持续放缓。“从去年到今年,smt贴片机市场的规模虽然不像前几年爆炸性增长,但整体仍保持健康地稳定上升。估计未来数年市场将会继续维持平稳。”环球仪器亚洲区域市场经理朱英新预测。

  这标志着中国smt设备产业发展进入平缓调整期,主要有以下几方面原因:smt设备在国内已得到极大普及应用已相当广泛;欧美日及港台企业将电子制造基地向中国转移的部署基本完成;国内各主要电子企业都已配置smt设备设备已有足够产能;手机之后的新一轮热点产品大批量制造尚未启动;设备基数巨大需求有限增长自然回落;设备更新期尚待时日。可以预见的是,中国smt设备产业发展调整期将历时四到五年。

  新一代smt贴片机争奇斗艳

  对于现阶段的市场需求变化,朱英新分析:“客户的生产模式随着市场新的竞争环境而改变,由于缺乏单一型拳头产品的应用,他们从单一品种大批量生产为主的模式,渐趋转向多品种的生产模式,增加他们对设备在高速及高灵活性方面需求。”

         环球仪器去年年底推出了Genesis平台最新产品GC-120Q。它是目前最快的四悬臂smt贴片机,每小时能贴装高达120,000个组件,满足市场对芯片高速贴装设备的需要并且精密度高。同时,它拥有环球仪器一贯被业界称许的高度灵活性,支持01005到30平方毫米的组件。客户可随时更换产品,也毋须更换贴装头或模块,与同时推出的单悬臂GX-11S配合使用,更进一步提高GC-120Q的送料能力及多功能性,可贴装长达150毫米的连接器。

  为了满足客户对降低成本的要求,环球仪器着重设备的产量但同时兼具多功能性,同一条线可无需作繁复的调整即可生产不同产品;大大减低换线时间,提高效率,节约生产成本。而在维护方面,在研制新产品时,已考虑如何降低设备整体购入成本、维护费用。“以最新推出的GC-120Q为例,环球仪器采用优良的技术来减少生产线上的移动部件,及设计简易的接入口来降低维护费。”朱英新介绍说,“事实上,环球仪器有很多核心技术,如线性马达和闪电贴装头,它们的维护成本都非常低,甚至基本上是不需要维护的。”

  西门子电子装配系统有限公司(SEAS)也于去年末推出了最新一代的SIPLACE D系列贴片设备,主要面向汽车电子、电信、EMS和消费电子领域的电子制造商。该系列有四种版本。SIPLACE D4表现出最高的性能,配有四个悬臂,并且贴装头采用了完全的模块化机制,可在60μm(3sigma)的精度下,实现高达60,000cph的贴装性能。它有四个12吸嘴贴装头,可对包括01005s到18.7×18.7mm2尺寸的元件进行贴装。

  三悬臂D3可按客户需求配备一个12吸嘴贴装头、一个6吸嘴贴装头或者一个双头。它的贴装性能达到每小时30,100片,精度为22μm(3sigma)。双头能以30牛顿的贴装压力,以高速度和高精度贴装尺寸最大为200mm×125mm、高度为25mm的元件。该机型能够处理采用THT技术的大型连接器。配合使用两个6吸嘴或12吸嘴收集贴装头,SIPLACE D2的处理速度高达每小时27,000片。单悬臂D1配备有贴装头和可选用的6吸嘴或12吸嘴贴装头,贴装速度为每小时12,000片。

  处于领先的销售商很快就注意到“速度加灵活性”的问题,并且开始着手制定不同的策略以满足制造商不断变化的要求。第一步是把重点放在提高灵活性原来就很好的生产线的速度上,或者在现有生产线中引进灵活性,提高产量。为了迎合新的市场需求,各大设备制造商纷纷推出新产品。

  SIPLACE D系列采用数字视觉系统,可将贴装可靠性与速度提高到一个全新等级。SIPLACE D系列中的所有照相机,亦即所有贴装头上安装的照相机和电路板照相机,均采用了最新的数字照相机技术。安装于贴装头上的SIPLACE数字视觉系统能够根据元件的几何形状和颜色对其进行识别。无论是极小的01005s元件还是超大尺寸的不规则元件,它均能够正确识别出来。此外,这一照相机系统还针对下一代测量机制进行了预先优化。该机制用于加快并改进对于故障元件的识别速度。PCB照相机中采用的数字视觉系统可确保所有墨点和基准点都能够被极其可靠地识别出来。与此同时,西门子还推出了适用于D系列的最新离线视觉系统教学站,用户将可以离线指定和描述新元件,并在需要时进行下载,从而可有效消除在推出新产品时所需进行的昂贵的中断生产过程。

  灵活性意味着处理各种最终产品组装的应变能力,同时要保持生产线的高利用率和良好的经济效益。直观来看,组装设备需要处理各种smt设备元件的技术能力,有引脚的元件、有凸点的元件、各种封装芯片(μBGA、CSP等)、各种尺寸的贴片元件(特别是最新的01005),插装再流焊——或者是处理任何批量,从很少到几十万的能力,同时保持生产线上所有设备的高利用率。

  使用并行smt贴装机械手的另一个益处是换线时问短。有些制造商在高峰期,一周需要推出二十五个新产品。而AX有260个8mm编码料位,平台安装送料器的地方很大,换线时间可以不超过五分钟,同时平台的牢固性保证了它的贴装精度。此外,AX配备快速方便的料车系统,便于迅速换线。最重要的是,它还进行设置校验,能够指导操作人员,其图形用户介面使新手也能够正确地设置。通过在线元件编辑器和程序编辑器,生产到了最后一分钟还可以改动贴装程序。
 

  有不少制造商主要生产手持消费产品,手持产品的印刷电路板正变得越来越小,元件越来越靠近,在他们的最新设计中用到了很多01005元件。制造商们表示:“我们必须重新评估我们对制造的要求。目前市场上对贴片精度以及贴装小尺寸元件能力的要求越来越高,这就意味着必须寻找新的生产方法。”这类客户要求的是中等批量、大批量等各种批量的生产以及产品种类很多的混合生产,需要组装设备能够迅速换线并且调节产量。

  Assemblé on(安必昂)去年推出AX-5,其多功能性、贴装精度和贴片力是主要卖点。AX-5每小时贴装45,000到150,000个元件,能够贴装的元件尺寸从01005到45mm2,这些元件的4sigma贴装精度都在50微米之内。AX平台采用并行工作的机械手,每个机械手都有Z轴线性电机,贴装每个元件时都能对贴片力进行控制,并且能够针对每次贴装单独地调节,调节范围在1.5N至8N之间,还能自动校正电路板的弯曲。该公司表示:“自适应拾取校正,通过机械手上的摄像头实现‘先看后贴’,这些功能能够将元件损失减到最少。”

  而ESSEMTEC推出的HLX8200smt贴装机可以装192个带盘送料器和杆装送料器,能够容纳16个Jedec料盘,贴装速度达每小时22,000片。这种smt贴装机能够贴装01005芯片到尺寸为50×50×17mm的大元件,包括BGA、μBGA和倒装芯。它使用Cognex SMD 4视觉系统来测量和对正所有元件,采用背光元件照射防止反光和不精确的问题,并且还使用了线性马达和自动校正机器人。


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