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电子制造配备李永畅耿林张洋2021年3月26日电子制造与电子制造配备概述电子制造配备的类别现代电子制造配备的开展趋势与特点我国电子制造配备的开展现状电子制造是国家经济、金融、国防信息系统平安的重要环节,也是显示器、存储器、太阳能电池、光电子器件、通讯器件等主流高技术产业的中心。电子信息产业是国民经济和国防建立的支柱产业,高程度的电子制造配备那么是衡量一个国家或地域科技实力的重要标志。现代电子制造配备横跨电子、机械、自动化、光学、计算机等众多学科,涉及精细视觉检测、高速高精度控制、精细机械加工、计算机集成制造等中心技术,是典型的机光电一体化高科技领域。一、电子制造与电子制造配备概述电子制造配备对电子制造业的重要性是显而易见的。古人云“工欲善其事必先利其器〞,虽然电子制造是近代才开展起来的先进制造技术,但事理是大体一样的。不过古代的“器〞只是手工工具,缺乏利器,能够只是效率低一点;现代电子制造可就完全不一样了,没有相应的现代化半导体制造配备,根本不能够制造出各种芯片;没有高效率的先进电子组装设备,产品根本无法在市场上参与竞争。从某种意义上说,制造配备是决议电子制造产业强弱成败的一个关键要素。二、电子制造配备的类别电子制造配备门类繁多,业界中多以行业分类为主,辅以配备特性方式划分门类。1.半导体制造配备2.电真空器件及平板显示器消费配备3.电子元件及机电组件消费配备4.印制电路板消费配备5.组装及整机装联设备6.其他配备2.1半导体制造配备硅单晶制造设备,包括硅单晶制造设备〔CZ法和FZ法〕、圆片整形加工研削设备、切片设备、取片设备、磨片设备、抛光设备和各种检验设备等;电路设计及CAD设备,包括计算机系统、各种输入输出设备和各种软件等;制板设备,包括图形发生器、接触式打印机、抗腐剂处置设备、腐蚀设备、清洗设备和各种检验设备等;芯片制造设备,包括光刻设备〔曝光设备、涂膜、显影设备、腐蚀设备等〕、清洗设备、掺杂设备〔离子注入设备、分散炉〕、氧化设备、CVD设备、溅射设备、各种测试检测设备和分析评价设备等;封装与测试设备,包括组装设备〔划片设备、键合设备、塑封设备、老化设备〕、实验设备〔验漏、测试、数据处置设备、环境实验设备〕等;半导体工程设备,包括净化室、净化台、晶圆规范机械接口箱、自动搬送设备和环境控制设备〔超净水制造、废气处置、废液处置、精制设备、分析设备、探测器〕等。2.2电真空器件及平板显示器消费配备包括显像〔显示〕控制造设备,真空开关控制造设备,液晶显示器件制造设备,PDP制造设备,真空荧光显示屏(VFD)制造设备,电子枪制造设备等。2.3电子元件及机电组件消费配备包括线束线缆设备,电阻器、电容器和电感器制造设备,敏感组件制造设备,传感器制造设备,晶体振荡器制造设备,滤波器制造设备,频率器件制造设备,磁性资料及元件制造设备,电子变压器制造设备,开关制造设备,接插件制造设备,微特电机制造设备,继电器制造设备,电声器件制造设备,电池消费设备,陶瓷资料设备,线圈制造设备等。2.4印制电路板消费配备包括基板加工设备,压合设备,钻孔成形设备,湿制程设备,丝印设备,检测设备,电镀设备,喷锡设备,压膜机,曝光机,显影机,制板机,烘烤制程自动线以及环境工程设备等。2.5组装及整机装联设备包括SMT焊膏印刷机,喷涂设备,点胶设备,自动插件机,贴片机,接驳台,上下料机,回流焊机,波峰焊机,炉温丈量仪,清洗设备,返修设备,自动光学检测设备(AOI),自动X射线检测设备(AXI),环境设备,各种辅助设备〔零件编带机、钢网清洁机、焊膏搅拌机、锡膏测试仪、元器件及印制电路板烤箱、锡渣复原机等〕,氮气设备,电缆加工及检测设备等。2.6其他配备环境与实验设备包括高低温/恒温实验设备,湿热实验设备,枯燥〔老化〕实验设备,防护〔例防砂/防尘/盐雾/防水等〕实验设备,冲击实验设备,振动实验设备,无损检测仪器,电磁兼容测试仪,力学实验设备等。防静电配备包括防静电消费配备〔防静电台车、台垫、周转箱、周转架、元件盒、坐椅等〕防静电离子谩备〔离子风机、离子风帘等〕,防静电地板,防静电测试设备〔静电场测试仪、外表电阻测试仪、手腕带测试仪等〕以及静电消除器等。超声波设备包括超声波电镀设备,超声波清洗机,超声波焊接设备〔塑焊机、熔接机、点焊等机〕,超声波清洗枯燥机,超声波冷水机,超声波熔断机等。净化设备包括电磁屏蔽设备,气体〔氢、氧、氮等〕纯化设备,空气净化设备,水、纯化设备,无尘室设备,废水、废气处置设备等。激光设备包括激光画线机,激光雕刻机,激光焊接机,激光切割机,激光打孔机,激光打标机,激光剥线机,激光测距仪等。专业工具包括手工焊接工具〔电烙铁、热风枪、锡炉等〕,压接工具以及电动螺丝刀等。三、现代电子制造配备的开展趋势与特点现代电子制造配备的开展趋势与特点,可以用“三高三化〞来概括,即高精度、高效率、高集成、柔性化、智能化、绿色化。3.1高精度高精度也称为“高精细〞或“精细化〞。它一方面是指对产品、零件的精度要求越来越高,另一方面是指对产品、零件的加工精度要求越来越高。有了前者,才要求有后者;有了后者,才促使前者得以开展。近半个多世纪来,微电子工艺尺寸从数十微米、微米级、亚微米级直到纳米级。电子元件制造误差,普通晶体管50μm,普通磁盘5μm,普通磁头磁鼓0.5μm,集成电路0.05μm,超大型集成电路达0.005μm,而合成半导体为1nm。在现代超精细机械中,离子束加工可达纳米级,借助于扫描隧道显微镜(STM)与原子力显微镜的加工,那么可达0.1nm。即使在尺寸精度要求相对低的组装中,由于01005片式元件及0.4mm或0.3mm节距封装的运用,对相应涂覆和贴装设备要求也到达微米级,而且是高速运动中的定位精度。精细化的另一个要求是微电子制造的“三超〞:超净,加工车间尘埃颗粒直径小于lμm.颗粒数少于0.1个ft3;超纯,芯片资料有害杂质,其含量小于十亿分之一;超精,加工精度达纳米级。3.2高效率高效率就是提高消费效率,缩短加工周期,添加产能。又好又快又省钱是制造业永久的追求,在竞争越来越猛烈的今天尤其如此。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、取代人的有关劳动的技术或手段。从自动控制、自动调理、自动补偿、自动辨识等开展到自学习、自组织、自维护、自修复等更高的自动化程度。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膂力劳动,更为关键的是有效地提高了脑力劳动和自动化的程度,解放了人的部分的脑力劳动。另一方面,设备构造和任务方式的改良也是提高消费效率的重要方式。例如贴片机在贴装速度潜力发掘没有多少空间的情况下,双路保送构造是提高效率的一种有效方法。双路保送贴片机在保管传统单路贴片机性能的根底上,将PCB的保送、定位、检测、贴片等设计成双路构造。这种双路构造可以同步方式或异步方式任务,均能缩短贴片机的无效任务时间,提高机器的消费效率。再如贴片机的多悬臂、多贴装头构造,都是行之有效的方法。3.3高集成高集成,一是配备技术的集成;二是技术与管理的集成,其本质是知识的集成。配备技术的集成,就是要多种技术交叉、嫁接、交融。例如机光电一体化;检测传感技术、信息处置技术、自动控制技术、伺服传动技术、精细机械技术、系统总体技术综合运用;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,将设备运用与管理技术有机交融,特别是成套配备即自动化消费线尤其重要。例如SMT消费线设备中嵌入统计过程控制(statisticalprocesscontrol,SPC)、可追溯系统等,可以充分发扬设备效能,提高产能和质量。3.4柔性化柔性化是应对多种类、小批量趋势的独一有效方法。配备柔性化的一个重要内容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规范设备,并配备一致的规范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胜利能模块组件,用户可以根据需求在主机上安装所需的功能模块种类和数量,或改换新的模块,以实现用户需求的新的功能要求。模组化可以了解为子母机方式,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展贴装,以到达较高的运用效率。当用户有新的要求时,可以根据需求添加新的功能棋块机;订单添加时可以添加模块机数量来添加产能而不用添加整个机器。3.5智能化制造配备的智能化是制造技术开展最具前景的方向。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置、瞬息万变的市场需求和猛烈竞争的复杂环境。智能化配备的根底是计算机智能技术。智能制造配备具有以下特点:人机一体化;自律才干;自组织与超柔性;学习才干与自我维护才干。智能化的未来,具有更高级的类人思想的才干,借助计算机模拟的人类专家的智能活动,对制造过程进展分析、判别、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,搜集、存储、处置、完善、共享、承继和开展人类专家的智能等。智能化在多种制造配备中的运用还刚开场,目前一些检测设备正在向智能化开展,例如配备专家系统的设备可以根据检测到的缺点景象,分析缺点根源并给出改良建议。3.6绿色化绿色化是电子制造配备未来开展的必然趋势。人类社会的开展必将走向人与自然界的调和,电子制造配备当然不会例外。电子制造配备要从构思开场,在设计阶段、制造阶段、销售阶段、运用与维修阶段,直到回收阶段、再制造各阶段,都必需充分思索环境维护。所谓环境维护是广义的,不仅要维护自然环境,维护社会环境、消费环境,还要维护消费者的身心安康。在此前提与内涵下,制造出价廉、物美、供货期短、售后效力好的电子制造配备产品。四、我国电子制造配备的开展现状我国曾经成为电子制造大国,成为尽人皆知的电子产品世界工厂。但是我国庞大的电子制造产业所用制造配备,柏当大的比例依赖进口,特别是高端配备,例如高精度光刻机、SMT组装贴片机以及光电子配备等对产业开展起关键性作用的设备,完全依赖进口。没有本人配备制造的制造产业,只能做大,无

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