任务1 SMT的演变历程
任务要点:
✧ 了解SMT的演变历程
✧ 了解SMT的特点
1.1.1 SMT诞生的历史背景
20世纪60年代以来,电子应用技术的发展表现出以下三个显著的特征。
(1)智能化:使信号从模拟量转换为数字量,并用计算机进行处理。
(2)多媒体化:从文字信息交流向声音、图像信息交流的方向发展,使电子设备更加人性化、更加深入人们的生活与工作。
(3)网络化:用网络技术把独立系统连接起来,高速、高频的信息传输使整个单位、地区、国家,以至全世界实现资源共享。
这种发展趋势和市场需求对电子组装技术提出了如下要求。
(1)高密度化:单位体积电子产品处理信息量的提高。
(2)高速化:单位时间内处理信息量的提高。
(3)标准化:用户对电子产品多元化的需求,使少品种、大批量生产转化为多品种、小批量生产,这样必然对元器件及组装技术提出更高的标准化要求。
这些要求迫使对在通孔基板上插装电子元器件的工艺方式即 THT(Though Hole Technology,通孔插装技术)进行革命,从而导致电子产品的组装技术逐步地转向 SMT 技术(如图1-2所示)。
图1-2 THT组件与SMT组件混装的工艺方式
1.1.2 SMT的发展历程
SMT诞生于20世纪60年代,经过40多年的发展,已进入完全成熟的阶段。SMT是当代电子组装技术的主流,而且正继续向纵深方向发展。
SMT是随着组件电路的制造技术发展起来的。从20世纪70年代到80年代,SMT发展的主要技术目标是把小型化的片状组件应用在混合电路(我国称为厚膜电路)的生产制造之中,从这个角度来说,SMT对集成电路的制造工艺和技术发展做出了重大的贡献。同时,SMT在民用的石英电子表和电子计算器等产品中也得到了广泛使用。
美国是世界上最早应用SMT的国家,而且一直重视在投资类电子产品和军事装备领域发挥SMT高组装密度和高可靠性方面的优势。
日本在20世纪70年代从美国引进SMT并将其应用在消费类电子产品领域,并投入巨资大力加强基础材料、基础技术和推广应用方面的开发研究工作。日本从20世纪80年代中后期,开始加速SMT在产业电子设备领域中的全面推广应用,仅用四年时间就使SMT在计算机和通信设备中的应用数量增长了近30%,使日本很快超过了美国,在SMT方面处于世界领先地位。
20世纪80年代中期以来,SMT进入高速发展阶段,90年代初已成为完全成熟的新一代电子组装技术,并逐步取代THT。据国外资料报道,20世纪90年代以来,全球采用THT的电子产品正以每年11%的速率下降,而采用SMT的电子产品正以每年8%的速率递增。到目前为止,日、美等国已有80%以上的电子产品采用了SMT。
欧洲各国SMT的起步较晚,但他们重视发展并有较好的工业基础,发展速率也很快,其发展水平仅次于日本和美国。20世纪80年代以来,新加坡、韩国和我国香港、台湾地区也不惜投入巨资,纷纷引进先进技术,使SMT获得了较快的发展。
中国SMT的应用起步于20世纪80年代初期,最初从美、日等国成套引进了SMT生产线用于彩电调谐器生产。随后应用于录像机、摄像机及袖珍式高档多波段收音机、随身听等产品的生产中,近几年在计算机、通信设备、航空航天电子产品中也逐渐得到广泛应用。
进入21世纪后,由于中国电子信息产品制造业的高速发展,贴片机的引进步伐大大加快。2000年,中国引进贴片机首次突破1000台,2006年和2007年更是突破了每年1万台大关。从2003年到2007年,中国每年贴片机引进数量均超过了2000年之前全国的总保有量,占每年全球贴片机生产总量的40%~50%。据2000年不完全统计,我国有40多家公司从事表面组装元器件的生产,全国有300多家公司引进了SMT生产线,不同程度地采用了SMT技术,全国已引进7000余台贴片机。随着改革开放的深入以及加入WTO,近年来,美、日、新加坡的部分厂商已将SMT加工厂搬到了中国,仅2001—2002年就引进了4000余台贴片机。
经过20多年的持续增长,尤其是2000年到2004年连续5年的超高速增长,中国已经成为世界第一的SMT产业大国,预计这一地位10年内不会改变。从2005年起,中国的SMT产业进入调整转型期,这个调整转型期是中国由SMT大国走向SMT强国的关键。中国SMT的发展前景是非常广阔的。
1.1.3 SMT将逐步取代THT的原因
在电子制造业,SMT逐步取代THT的原因在于:
(1)电子产品追求小型化,以前使用的穿孔插件组件已无法缩小(如图1-3所示)。
图1-3 THT与SMT样品比较
(2)电子产品功能更完整,所采用的集成电路(IC)已无穿孔组件,特别是大规模、高集成IC,不得不采用表面贴片组件。
(3)产品批量化,生产自动化,厂方要以低成本高产量,生产优质产品以迎合顾客需求及加强市场竞争力,而THT已无法满足这一要求。