SMT是一種表面安裝技術(shù)，它是一種不需要在印制板上鉆孔和插孔，直接將表面組裝件安裝并焊接到印制板表面指定位置的安裝技術(shù)。它也是當(dāng)前電子產(chǎn)品制造中最核心的技術(shù)。

    自1985年引進(jìn)SMT自動(dòng)貼片機(jī)生產(chǎn)線批量生產(chǎn)彩電調(diào)諧器以來，中國(guó)的SMT行業(yè)已經(jīng)發(fā)展了30多年。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前中國(guó)SMT生產(chǎn)線約5萬條，其中SMT整機(jī)總數(shù)超過10萬臺(tái)，占全球市場(chǎng)的40%。中國(guó)已經(jīng)成為世界上最大和最重要的SMT市場(chǎng)。

    近年來，隨著3C電子、半導(dǎo)體等行業(yè)的快速發(fā)展，SMT市場(chǎng)迎來了新的高潮。據(jù)全球行業(yè)分析師預(yù)測(cè)，到2022年，全球SMT設(shè)備市場(chǎng)銷售額將達(dá)到39億美元，平均年增長(zhǎng)率為6。7%。戰(zhàn)略管理委員會(huì)比較樂觀。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2023年，SMT設(shè)備的銷售額將達(dá)到62。1億美元。

    SMT的未來正在等待！

    螺旋模組仍然是SMT下游應(yīng)用的“世界領(lǐng)導(dǎo)者”

    在2019年8月28日至30日的國(guó)家機(jī)電辦電子展期間，中國(guó)直驅(qū)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟走訪了近20家下游SMT設(shè)備制造商，深入了解了直線電機(jī)在SMT行業(yè)的應(yīng)用和客戶需求。據(jù)了解，國(guó)內(nèi)廠家使用的直線電機(jī)設(shè)備較少，多數(shù)仍采用旋轉(zhuǎn)伺服+絲杠進(jìn)給的方式驅(qū)動(dòng)；由于國(guó)外一些大型工廠的高端定位，大部分產(chǎn)品是磁懸浮電機(jī)。

    事實(shí)上，僅根據(jù)伺服電機(jī)和直線電機(jī)的下游市場(chǎng)份額，就可以看出其中的一兩個(gè)。根據(jù)未來產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)，2018年伺服電機(jī)下游應(yīng)用市場(chǎng)包括機(jī)床（20。4%）、電子制造設(shè)備（14。5%）、紡織機(jī)械（12。1%）、包裝機(jī)械（10。8%）、機(jī)器人（6。2%），其中電子制造設(shè)備是伺服電機(jī)第二大應(yīng)用市場(chǎng)。據(jù)瑞產(chǎn)統(tǒng)計(jì)，直線電機(jī)的主要市場(chǎng)為機(jī)床、半導(dǎo)體設(shè)備和激光加工設(shè)備，在電子制造設(shè)備領(lǐng)域的占有率較低。

    可以看出，在SMT行業(yè)中，與直線電機(jī)相比，無論訪問還是下游數(shù)據(jù)比較，螺桿仍然是“江湖第一”。

    那么，在SMT行業(yè)中，直線電機(jī)的機(jī)遇點(diǎn)是什么呢？我們可以從拆解PCB的生產(chǎn)過程中一個(gè)一個(gè)的挖掘潛在的機(jī)會(huì)。首先，PCB生產(chǎn)線主要涉及的生產(chǎn)設(shè)備有：印刷機(jī)、AOI光學(xué)檢測(cè)儀、SMT機(jī)、補(bǔ)強(qiáng)機(jī)、回流爐、插件機(jī)、焊機(jī)等，而直線電機(jī)的應(yīng)用大多是在高速、高精度的情況下。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)展覽設(shè)備的情況，在SMT、AOI檢測(cè)、插件、加固、點(diǎn)膠等工藝工段有很多直線電機(jī)。

    ▲PCB生產(chǎn)工藝流程圖

    1。放置機(jī)器

    貼片機(jī)是貼片機(jī)的主要核心設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)高速、高精度、全自動(dòng)的元件貼片。貼片機(jī)是SMT生產(chǎn)線上最關(guān)鍵、最復(fù)雜的設(shè)備，它關(guān)系到SMT生產(chǎn)線的效率和精度，通常占整個(gè)SMT生產(chǎn)線投資的60%以上。

    隨著SMC/SMD的發(fā)展，其封裝形式也在發(fā)生變化。新的封裝，如BGA、FC、CSP等，對(duì)貼片機(jī)的要求越來越高。如何縮短運(yùn)行時(shí)間，加快轉(zhuǎn)換時(shí)間，不斷引入大量的引腳和良好的間距，成為貼片機(jī)面臨的一個(gè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

    目前，在貼片機(jī)領(lǐng)域，國(guó)外主流品牌更傾向于選擇直線電機(jī)來實(shí)現(xiàn)高速、高精度的加工設(shè)備。從展會(huì)上幾個(gè)國(guó)外品牌的產(chǎn)品展示中也可以看出。同時(shí)，這一趨勢(shì)也體現(xiàn)了國(guó)內(nèi)品牌擴(kuò)張的趨勢(shì)。在具體應(yīng)用上，國(guó)外品牌的雙軸多采用直線電機(jī)，國(guó)內(nèi)的貼片機(jī)多采用y軸，x軸仍以螺桿驅(qū)動(dòng)。

    2。AOI檢測(cè)

    AOI設(shè)備稱為自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)。它利用光學(xué)手段識(shí)別焊點(diǎn)的形狀和電子元件來判斷焊接質(zhì)量。隨著電子產(chǎn)品迭代速度的加快，AOI測(cè)試肩負(fù)著提高成品率、提高生產(chǎn)能力的重要任務(wù)。除了檢測(cè)精度要求外，AOI檢測(cè)設(shè)備需要改進(jìn)，以響應(yīng)市場(chǎng)需求，在規(guī)定的工作時(shí)間內(nèi)能夠進(jìn)行更多的產(chǎn)品檢測(cè)。

    至于整個(gè)SMT生產(chǎn)線的應(yīng)用而言，只有20%-30%的SMT生產(chǎn)線在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)配有AOI自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)，而國(guó)際領(lǐng)先的SMT生產(chǎn)線電子制造企業(yè)基本上是配備葵光學(xué)檢測(cè)。

    從這個(gè)角度來看，雖然在AOI檢測(cè)中對(duì)速度和精度有嚴(yán)格的要求，但是直線電機(jī)有切入的可能，國(guó)內(nèi)一些廠家也在嘗試在設(shè)備中使用直線電機(jī)。但是，AOI設(shè)備在國(guó)內(nèi)SMT生產(chǎn)線上還沒有得到廣泛的應(yīng)用，直線電機(jī)的需求還處于“休眠期”。

    其他技術(shù)如插件、點(diǎn)膠、加固等，直線電機(jī)的應(yīng)用也處于試驗(yàn)的邊緣。由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、產(chǎn)品定位等因素，直線電機(jī)仍然無法撼動(dòng)螺桿泵的“江湖地位”。

    在眾多企業(yè)考察期間，眾多下游應(yīng)用客戶表示，目前的螺桿可以滿足現(xiàn)有的生產(chǎn)需求；其次，優(yōu)質(zhì)直線電機(jī)價(jià)格相對(duì)較高，而目前設(shè)備市場(chǎng)降價(jià)較為嚴(yán)重，成本控制似乎是直線電機(jī)在SMT行業(yè)大規(guī)模應(yīng)用的“攔路石”。

    但是，隨著市場(chǎng)上PCB產(chǎn)品的體積越來越薄，元器件的尺寸越來越小，產(chǎn)業(yè)升級(jí)的步伐越來越快，高精度加工和全自動(dòng)生產(chǎn)將成為大勢(shì)所趨。生產(chǎn)設(shè)備對(duì)高速、高精度、高可靠性的要求越來越高。絲杠受到速度提升的限制，無法跟上設(shè)備升級(jí)的步伐，升級(jí)最終會(huì)被取代。

    5克帶來“福音”

    從SMT輻射到整個(gè)電子制造設(shè)備領(lǐng)域，隨著5g技術(shù)的出現(xiàn)，我們似乎看到了新一輪的曙光。除了更多來自5g的電子產(chǎn)品加工需求外，5g基站的建設(shè)也是一個(gè)不容忽視的增長(zhǎng)點(diǎn)。

    2019年6月，三大運(yùn)營(yíng)商之一的中國(guó)移動(dòng)在上海發(fā)布了“5g+計(jì)劃”，計(jì)劃在全國(guó)建設(shè)5萬多個(gè)5g基站，在50多個(gè)城市實(shí)現(xiàn)5g商業(yè)服務(wù)。此外，根據(jù)未來產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)，5g基站建設(shè)將在2022年達(dá)到峰值，屆時(shí)數(shù)量規(guī)模將達(dá)到130萬個(gè)。

    那么，直線電機(jī)如何進(jìn)入這個(gè)藍(lán)海市場(chǎng)呢？

    首先，看看5g基站的要求。需要實(shí)現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)傳輸頻率，更高的RF，對(duì)PCB的要求也相應(yīng)更高。傳統(tǒng)的加工方案是伺服絲桿驅(qū)動(dòng)+外驅(qū)動(dòng)主軸。在整個(gè)加工過程中，存在極限轉(zhuǎn)速低、靜動(dòng)撓度大、組合精度低等問題，導(dǎo)致產(chǎn)品表面質(zhì)量差；其次，外接電機(jī)體積大，無法進(jìn)行多頭處理，影響效率。

    如果解決永磁同步高速電主軸+采用直線電機(jī)，主軸的切割效率可以翻倍，機(jī)器的綜合效率可以增加了至少30%，可以大大提高表面質(zhì)量（不變形、不崩潰邊緣，形狀和位置精度高），可以顯著改善和效益。因此，從設(shè)備升級(jí)和加工要求升級(jí)的角度來看，直線電機(jī)在5g行業(yè)仍有很大的機(jī)會(huì)。

    直線電機(jī)取代螺旋傳動(dòng)是市場(chǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)

    從直線電機(jī)廠商的角度，如何看待直線電機(jī)在市場(chǎng)上的應(yīng)用和出現(xiàn)的機(jī)遇？

    在這方面，國(guó)內(nèi)很多直驅(qū)廠家表示螺桿模塊+伺服電機(jī)在某些性能上可以滿足目前的生產(chǎn)水平，這是事實(shí)。但隨著技術(shù)、應(yīng)用和產(chǎn)品質(zhì)量的進(jìn)步，現(xiàn)有設(shè)備制造商需要不斷提高設(shè)備性能，以滿足終端生產(chǎn)線的需要。

    此時(shí)，直線電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)得到了充分的凸顯。該直線電機(jī)集高速、高加速度、高精度、高穩(wěn)定性、多執(zhí)行機(jī)構(gòu)、多工位、長(zhǎng)行程應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)于一體，將帶來SMT生產(chǎn)設(shè)備的升級(jí)換代。

    在直線電機(jī)的成本方面，直驅(qū)廠家認(rèn)為直線電機(jī)的電流消耗不大，所以產(chǎn)品的平均生產(chǎn)成本相對(duì)較高。一旦行業(yè)被更廣泛的使用，直線電機(jī)的需求爆發(fā)，相應(yīng)的制造成本自然會(huì)降低，甚至低于螺桿模組的成本。

    其次，與螺桿模組相比，直線電機(jī)生產(chǎn)效率更高，安裝更方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，使用壽命更長(zhǎng)?？偟膩碚f，直線電機(jī)的隱藏成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于螺桿模塊。直線電機(jī)似乎導(dǎo)致了表面設(shè)備成本的增加，而實(shí)際應(yīng)用中的平均成本卻降低了。因此，所謂直線電機(jī)增加設(shè)備成本是不可靠的。

    對(duì)于SMT行業(yè)或5g基站等行業(yè)出現(xiàn)的直線電機(jī)，可以使用直線電機(jī)模塊。隨著精密制造技術(shù)的發(fā)展，更換螺桿傳動(dòng)只是時(shí)間問題。以固體晶體機(jī)行業(yè)為例，目前90%以上的設(shè)備使用直線電機(jī)。直線電機(jī)制造商根植于行業(yè)應(yīng)用，根據(jù)市場(chǎng)的變化和發(fā)展，不斷改進(jìn)產(chǎn)品和工藝，以更好地適應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展。

    對(duì)于直驅(qū)廠商來說，心有多大，舞臺(tái)就有多大！

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