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2017中国电子制造设备自动化市场研究报告

2018-03-28 14:29:43 出版:2018《控制与传动》第二期

一、电子制造设备行业自动化市场概述

作为典型的OEM行业,电子制造设备行业涉及的产品类型较多。整体而言,在半导体器件和集成电路专用设备和电子整机装联设备两个子行业自动化应用程度较高,使用到的自动化产品包括PLC,低压变频器,HMI,以及伺服产品等都具有广泛的应用,中国电子制造行业自动化市场规模如图1、表1所示。

电子整机装联设备在无铅焊接设备市场的推动下继续快速增长,是电子专用设备中增长最快的一类设备其电子整机装联设备自动化程度比较高。

1.PLC市场

(1)电子制造设备行业PLC的市场规模与细分

电子制造设备行业中的PLC主要包括大中型PLC和小型PLC,分别占比30%、70%,如图2、表2所示。

(2)电子制造设备行业PLC竞争格局和市场份额

多数PLC厂商都设有电子制造行业的专有部门。从业绩上看,以三菱份额领先,其他PLC厂商如欧姆龙、西门子紧随其后,如图3、表3所示。

2.HMI市场

(1)电子制造设备行业HMI的市场规模与细分

电子设备制造行业HMI产品包括PPC,TP,TD三种,其中TP占有较大市场比重,如图4、表4所示。

(2)电子制造设备行业HMI竞争格局和市场份额

2016年电子制造设备行业的HMI中,Siemens、Hitech所占市场份额较高,如图5、表5所示。

3.低压变频器市场

电子制造设备行业低压变频器的市场规模与细分

2016年中国电子制造行业低压变频器市场规模如图6、表6所示。

4.伺服市场

电子制造设备行业伺服的市场规模与细分

伺服在电子设备制造行业的应用主要使用安川、三菱、松下、台达,如图7、表7所示。

二、电子制造行业

1.定义

电子制造行业,包括半导体,光电子,电子元器件,SMT,PCB等电子产品。

2.主要设备概述

电子制造行业种类繁杂,其加工需要的设备涉及各种电子器件的加工。电子制造设备包括半导体设备,光电子设备,电子元器件设备,SMT设备,PCB设备,环境试验设备,防静电装备,超声波设备,净化设备,激光设备以及其它电子通用设备。

三、半导体设备

1.定义

一般把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。与导体和绝缘体相比,半导体材料的发现是最晚的,直到20世纪30年代,当材料的提纯技术改进以后,半导体的存在才真正被学术界认可。

半导体的分类,按照其制造技术可以分为:集成电路器件,分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等.

2.主要设备

加工半导体需要的设备包括硅片生产设备、制版设备、封装设备等。

生产半导体的流程为:切割-->黏晶-->焊线-->封胶-->剪切/成形-->印字-->电镀-->检验-->封装。

四、光电子设备

1.定义

光子学也可称光电子学,它是研究以光子作为信息载体和能量载体的科学,主要研究光子是如何产生及其运动和转化的规律。所谓光子技术,主要是研究光子的产生、传输、控制和探测的科学技术。现在,光子学和光子技术在信息、能源、材料、航空航天、生命科学和环境科学技术中的广泛应用,必将促进光子产业的迅猛发展。

以LED发光二极管的制作过程为例,LED发光二极管生产流程如下:固晶-->烘烤-->焊线-->封胶-->烘烤-->一切-->后测-->二切-->分光-->入库。

五、电子元器件设备

1.定义

电子元器件是元件和器件的总称,包括元件和器件。

元件:工厂在加工产品时没有改变分子成分产品可称为元件,不需要能(电)源的器件,包括:电阻、电容、电感器,又可分为电路类器件和连接类器件。电路类器件包括二极管,电阻器等;连接类器件包括连接器,插座,连接电缆,印刷电路板。

器件:工厂在生产加工时改变了分子结构的器件称为器件,器件分为主动类器件和分立器件。主动器件的主要特点是:自身消耗电能,还需要外界电源。分立器件分为双极性晶体三极管、场效应晶体管、可控硅和半导体电阻电容。

2.主要设备

电子元器件设备包括线束线缆设备、电阻及电容制造设备、线圈设备、微特电机制造设备、陶瓷材料设备、频率器件制造设备、敏感组件制造设备、滤波器制造设备、开关制造设备、晶体振荡器制造设备、接插件制造设备、继电器制造设备等。

六、SMT设备

1.定义

SMT就是表面组装技术(表面贴装技术),是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。其基本的工艺流程是:印刷(或点胶)-->贴装-->(固化)-->回流焊接-->清洗-->检测-->返修。

印刷:其作用是将焊膏或贴片胶漏印到PCB的焊盘上,为元器件的焊接做准备。所用设备为印刷机SMT加工车间(锡膏印刷机),位于SMT生产线的最前端。

点胶:因现在所用的电路板大多是双面贴片,为防止二次回炉时投入面的元件因锡膏再次熔化而脱落,故在投入面加装点胶机,它是将胶水滴到PCB的固定位置上,其主要作用是将元器件固定到PCB板上。所用设备为点胶机,位于SMT生产线的最前端或检测设备的后面。有时由于客户要求产出面也需要点胶,而现在很多小工厂都不用点胶机,若投入面元件较大时用人工点胶。

贴装:其作用是将表面组装元器件准确安装到PCB的固定位置上。所用设备为贴片机,位于SMT生产线中印刷机的后面。

固化:其作用是将贴片胶融化,从而使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为固化炉,位于SMT生产线中贴片机的后面。

回流焊接:其作用是将焊膏融化,使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为回流焊炉,位于SMT生产线中贴片机的后面。

清洗:其作用是将组装好的PCB板上面的对人体有害的焊接残留物如助焊剂等除去。所用设备为清洗机,位置可以不固定,可以在线,也可不在线。

检测:其作用是对组装好的PCB板进行焊接质量和装配质量的检测。所用设备有放大镜、显微镜、在线测试仪(ICT)、飞针测试仪、自动光学检测(AOI)、X-RAY检测系统、功能测试仪等。位置根据检测的需要,可以配置在生产线合适的地方。

返修:其作用是对检测出现故障的PCB板进行返工。所用工具为烙铁、返修工作站等。配置在生产线中任意位置。

2.主要设备

SMT设备主要有:印刷机、贴片机、回流焊、波峰炉、测试包装设备。

七、PCB设备

1.定义

PCB(PrintedCircuitBoard),中文名称为印制电路板,又称印刷电路板、印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。

根据电路层数分类:分为单面板、双面板和多层板。

根据软硬进行分类:分为普通电路板和柔性电路板。

PCB设备主要包括制前设备、基板加工设备、压合设备等。

PCB板的加工流程为:裁板-->压板-->钻孔-->镀铜-->印刷-->喷锡-->成型-->电测-->检验-->包装

2.主要设备

PCB设备主要有:真空包装机、涂胶机、显影机、去毛刺机、双面碱性蚀刻机、金属化学清洗机等设备。

八、环境试验设备

1.定义

环境试验是为了保证产品在规定的寿命期间,在预期的使用,运输或贮存的所有环境下,保持功能可靠性而进行的活动.是将产品暴露在自然的或人工的环境条件下经受其作用,以评价产品在实际使用,运输和贮存的环境条件下的性能,并分析研究环境因素的影响程度及其作用机理。

按环境试验形式分类:1)自然暴露试验,2)现场试验,3)人工模拟试验。

按环境试验性质分类:1)气候环境因素,2)生物及化学因素,3)机械环境因素,4)综合环境因素。

2.主要设备

常用的环境试验设备包括箱式淋雨设备、盐雾试验设备、氙灯耐气候试验设备等。

九、防静电装备

1.定义

静电是一种客观的自然现象,产生的方式多种,如接触、摩擦等。静电的特点是高电压、低电量、小电流和作用时间短的特点。静电就是一个静止不动的带电电荷,静电大多数通常是由于摩擦和分离造成的,摩擦引起热,促使材料内部中的分子活跃起来,然后两种物质被分离,电子从一种物质转移到其它物质就可能发生了。

2.主要设备

防静电装备主要包括静电场测试仪、表面电阻测试仪等。

十、超声波设备

1.定义

超声波是频率高于20000赫兹的声波,它方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于测距,测速,清洗,焊接,碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大约等于人的听觉上限而得名。

超声波塑料焊接的方法有熔接法、埋植(插)法、铆接法、点焊法、成型法、切除法。

电子元器件的基体清洗:电子元器件的基体是由半导体材料制成并封装在金属或塑料壳座中形成的,在封装前,不但对壳座必须清洗,而且也必须对基体进行清洗,如IC芯片、电阻、晶体、半导体、原膜电路等。

2.主要设备

超声波设备主要包括超声波焊接机、超声波冷水机、超声波清洗机等。

十一、净化设备

1.定义

在一定空间范围内,将空气中的微粒子、有害空气、细菌等污染物排除,并将室内温度、洁净度、压力、气流速度与气流分布、噪音振动及照明、静电控制在某一需求范围内的工程学科。净化工程所特别设计的房间,不论外在空气条件如何变化,室内均具有维持原先所设定要求之洁净度、温湿度及压力等性能。

常用的净化空气中杂质的方法有:负离子法,光催化法,静电净化方式吸附式过滤和机械式过滤。

负离子法羟基负离子与空气中漂浮的有害气体接触后,能还原来自大气的污染物质、氮氧化物、香烟等产生的活性氧(氧自由基)、减少过多活性氧对人体的危害;中和带正电的空气飘尘无电荷后沉降,使空气得到净化。

光催化法空气通过光催化空气净化装置时,光触媒在光的照射下自身不起变化,却可以促进化学反应的物质空气中的有害物质如甲醛、苯等在光催化的作用下发生降解,生成无毒无害的物质,而空气中的细菌也被紫外光除掉,空气因此得到净化。

静电式净化方式采用高压静电吸附除尘工作原理。静电式是采用高压静电吸附除尘的工作原理。静电场中的阴极线在高压静电的作用下,产生电晕放电,电晕层中产生大量的负离子,负离子在静电场的作用下,不断地向阳极运动。当空气中粉尘通过电场时,粉尘受到负离子的碰撞带上电荷,带上电荷后的粉尘同样受到静电场的作用,向阳极(集尘极)运动,到达阳极后释放电荷。

吸附性过滤—活性炭活性炭是一种多孔性的含炭物质,它具有高度发达的孔隙构造,活性炭的多孔结构为其提供了大量的表面积,能与气体(杂质)充分接触,从而赋予了活性炭所特有的吸附性能,使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。就象磁力一样,所有的分子之间都具有相互引力

机械性过滤—HEPA网HEPA(HighefficiencyparticulateairFilter),中文意思为高效空气过滤器,达到HEPA标准的过滤网,对于0.3微米的有效率达到99.998%,HEPA网的特点是空气可以通过,但细小的微粒却无法通过。HEPA过滤网由一叠连续前后折叠的亚玻璃纤维膜构成,形成波浪状垫片用来放置和支撑过滤界质。

2.主要设备

净化设备主要有:初效空气过滤器、中效空气过滤器、亚高效空气过滤器、高效空气过滤器、风淋室等。

十二、激光设备

1.定义

激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源,识别物体等的一门技术,传统应用最大的领域为激光加工技术。激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术,传统上看,它的研究范围一般可分为激光加工系统和激光加工工艺。

激光焊接:汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。目前使用的激光器有YAG激光器,CO2激光器和半导体泵浦激光器。

激光切割:汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。

激光打标:在各种材料和几乎所有行业均得到广泛应用,目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半导体泵浦激光器。

激光打孔:激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。激光打孔的迅速发展,主要体现在打孔用YAG激光器的平均输出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。国内目前比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主,也有一些准分子激光器、同位素激光器和半导体泵浦激光器。

激光热处理:在汽车工业中应用广泛,如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理,同时在航空航天、机床行业和其它机械行业也应用广泛。我国的激光热处理应用远比国外广泛得多。目前使用的激光器多以YAG激光器,CO2激光器为主。

激光快速成型:将激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合而形成。多用于模具和模型行业。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主。

激光涂敷:在航空航天、模具及机电行业应用广泛。目前使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器为主。

2.主要设备

激光设备主要有:激光打标机、激光焊接机、激光切割机三大类。半导体激光打标机、CO2激光打标机、光纤激光打标机、紫外激光打标机;YAG激光自动焊接机、光纤传输自动激光焊接机;YAG激光切割机、光纤激光切割机。

十三、电子通用设备

1.定义

电子制造需要的设备种类繁杂,有一部分可以通用,包括真空设备、焊接设备、冲压设备、铆接设备、等离子切割机、数控设备、冷、热压机、电火花加工设备等。

供稿:2018《控制与传动》第二期

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