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电子制造发展杂谈

2014/6/29    来源:e-works    特约撰稿人:魏富选      
关键字:电子制造  表面贴装技术  信息化改造  智能制造  
电子制造作为电子信息行业发展的基石,始终要跟随先进电子制造技术的发展。转型期的电子制造不再是过去的规模化生产、低成本、廉价劳动力竞争,而要转变为拥有先进的技术和卓越的品牌,达到精益生产与电子精装的有效结合。

    电子产品出现的高性能化、高速化、轻薄短小化、环保化的发展趋势,正在推动着电子产品制造业要求的装连过程(包括PCBA板级组装、模块部件级组装、整机组装测试等)向更高水平迈进。先进制造、工业工程、IPC标准等方面的技术作为可制造性设计的坚实支撑,使得设计开发水平得以体现。

    电子装连(组装)技术是伴随着电子器件封装技术、印制电路板PCB技术的发展而不断前进的,有什么样的器件封装,有什么样的PCB就会孕育产生什么样的装连技术,即组装工艺。

    70年代,随着晶体管的小型塑封化,集成电路、厚薄膜混合电路的应用,电子器件出现了双列直插式金属、陶瓷、塑料封装,DIP、SOIC塑料封装,使得无源元件的体积进一步小型化,并形成了双面印制板和初始发展的多层印制板,组装技术也发展到采用全自动插装和波峰焊技术,电路的引线连接则更简单化。80年代由于微处理器和存储器的大规模IC器件的问世,满足高速和高密度要求的周边引线、短引脚的塑料表贴封装占据了主导地位,SMT表面贴装技术应运而生;而90年代由于超大规模和芯片系统IC的发展,推动了周边引脚向面阵列引脚和球栅阵列密集封装发展,并促使其成为主流,产生了球栅阵列封装BGA、芯片尺寸封装CSP、元件堆叠装配PoP、多芯片组件MCM等封装形式,组装技术为SMT表面贴装技术和回流焊、波峰焊,并继续向窄间距和超窄间距SMT发展。

    目前,电子元器件日益向片式化、微小化、复合化、模块化和基板的内置化方向发展,IC的封装由单一芯片的 QFP、BGA向CSP、晶园级(WLP)和系统级封装(SIP)发展,无源器件由表面单个器件的贴装发展到由相同的若干个无源元件集成(IPD),实现封装由2D的平面设计到3D的立体空间设计的飞跃,从而使得器件封装体积更小型化,产品PCB设计更简单化,实现更高速度、更高密度和更低成本的要求。印制电路板PCB从最初的单面板、双面板发展到多层板、柔性板,其线间距越来越小,安装密度越来越高。

    现代制造业在科技的支持下正向我们走来,而要从传统的制造业向现代制造转变,其核心竞争力不再是过去的规模化生产、低成本、廉价劳动力竞争,而要转变为拥有先进的技术和卓越的品牌,达到精益生产与电子精装的有效结合。

    SMT表面贴装技术是目前应用最为广泛的电子组装技术,焊锡膏的精确喷涂量,回流焊的温度曲线的工艺窗口与焊接产品的匹配,是提升表面组装制造能力的关键所在。

    THT通孔插装技术在电子装连技术中已不起主导作用,但它占电子组装总量的20% ,仍发挥着重要的作用。为了追求焊点在极限条件下的可靠性,通孔器件仍是最佳选择,选择性波峰焊对于每一个焊点的焊接参数都可以“度身定制”,把每个焊点的焊接条件(助焊剂的喷涂量,焊接时间,焊接波峰高度,波峰高度)调至最佳,缺陷率由此降低,甚至有可能做到通孔器件焊接的零缺陷。

    高水平的设计开发离不开先进的制造技术做支撑,两者相互协调发展。没有可靠的、先进的制造技术的支撑,再好的设计和创意也不能取得效益。美日欧等经济发达的国家,其制造业的强大和先进大家有目共睹。在经历了大规模的境外制造外包的管控漏洞之后,出现了发达国家电子制造业回流的迹象,这些都说明其电子制造对国家的技术水平提升的重要性。

    不论是大批量生产,还是小批量生产,都需要使用自动化、智能化。电子产品的手工组装焊接质量得不到有效保证,焊点缺陷是影响装配质量的直接和重要因素,但部分缺陷在检验过程中并不容易发现,特别是大部分隐形“虚焊”和部分“冷焊”只能在后期的调试及使用过程中才被发现。自动化的AOI和AXI检测有机结合,实现电子制造的SPC管控,正在成为提升电子制造技术实力和设计开发质量的利剑。

    综观电子制造发展,电子制造的区域化和坚持原厂制造特征越来越明显。信息化改造将成为电子制造管理上台阶的重点,在电子制造产业中通过优化过程,以智能制造为核心理念,通过一系列独特的管理方式及管理工具,提高生产效率、缩短生产周期、降低制造成本、全面防错防呆,从而实现产品品质第一的可追溯性管理。

    走向智能制造的核心就是消除密集劳动力,把人为因素不断降低乃至剔除,使制造过程完全处于一种“可视化、可控化”的状态。随着互连密度将减小到0.1 mm,零缺陷制造越来越重要,微组装和微焊接技术为主的电子制造只能依靠自动化的设备。为此,近两年来自动化的电子工艺设备、工业机器人,还有把这些自动化制造连接起来的协同信息化处理,如雨后春笋,蓬勃发展。这些都将作为电子制造发展的支撑,没有电子工艺技术装备进步的企业很快会处于淘汰的边缘。

责任编辑:梁曦
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