电子产品生产工艺的发展现状与趋势

电子产品生产工艺的发展现状与趋势 中国电子元件产业经历了从无到有、从小到大的发展历程。从五、六十年代的初创到七十年代的成长，从八十年代的改革开放到九十年代以后的全面发展。中国加入WTO，更为我国电子元件产业带来了新的发展契机，也使全行业面临参与国际竞争的严峻挑战。 五十年代，中国电子元件产业引进前苏联和民主德国的生产技术。六十年代初，适应半导体化的要求发展了85℃ 、1 25℃系列小型电子元件、低功率产品，为地面和航空电子设备试制服务。七十年代，推广“七专”产品，提高了产品的质量，并为军事装备、航天电子设备配套。开展声表面波技术、微波铁氧体和混合集成电路的研究。八十年代，实行改革开放，引进大生产技术，为彩色电视机和录音机的生产提供多种配套产品，我国电子元件产量持续上升。九十年代以来，随着国际生产的大转移，我国制造业基地地位的显现，跨国公司的大举进入，品种规格齐全、品质提高、出口增加 。新企业不断涌现、老企业滚动发展。历经50年的发展，我国电子元件的完整产业体系已全面形成。电子元件产业得到全面、快速的发展，无论产品种类、规格、产能和产量，技术水平都得到很大提高。 近年来，随着社会经济和科学技术的发展，电子行业抓住了发展的契机，获得了前所未有的发展，成为推动国民经济发展的重要动力。电子产品逐渐成为人们日常生活中不可或缺的一部分，对人们的生活产生了深远的影响。如今，电子产品在半导体产业中发展迅速，也是占领市场的一大因素。 随着世界电子信息产业的发展，电子产品发展异常迅速，随着小康社会的全面建设和发展，市场经济的不断推进，我国人们的生活水平得到不断的攀升，人们的消费水平也进入了新的发展阶段，在如此的背景下，人们对电子产品的需求量越来越大，极大的促进了点被子信息产业的发展，从而可以看出，电子产品的发展前景是非常广阔的，电子产品也逐渐向着高频化、微型化、低功耗、高精度、多功能、智能化等方向发展。 中国市场调研网发布的2015年中国电子产品制造设备市场现状调查与未来发展前景趋势报告认为：2014年，我国规模以上电子信息产业企业个数超过5万家，其中电子信息制造业企业1.87万家，软件和信息技术服务业企业3.8万家。全年完成销售收入总规模达到14万亿元，同比增长13%；其中，电子信息制造业实现主营业务收入10.3万亿元，同比增长9.8%；软件和信息技术服务业实现软件业务收入3.7万亿元，同比增长20.2%。 电子信息制造业领先于全国工业。2014年，我国规模以上电子信息制造业增加值增长12.2%，高于同期工业平均水平3.9个百分点，在全国41个工业行业中增速居第7位；收入和利润总额分别增长9.8%和20.9%，高于同期工业平均水平2.8和17.6个百分点，占工业总体比重分别达到9.4%和7.8%，比上年提高0.3和1.2个百分点。 主要电子信息产品产量稳步增长。2014年，我国共生产手机、微型计算机和彩色电视机16.3亿部、3.5亿台和1.4亿台，分别增长6.8%、-0.8%和10.9%，占全球出货量比重均达半数以上；生产集成电路1015.5亿块，增长12.4%，增速比上年提高7.1个百分点。 电子产品的发展趋势 发展趋向微型化： 随着电子产业的迅速发展，对电子产品的生产也提出了更高的要求，为了便于人们携带，更轻、更小巧、更薄的电子产品是人们的向往，同时也是电子信息工业设计所坚持的信念，电子产品的微型化和美观化符合大众的审美观，小而美一直是大众所追求的，像现在超薄的手机就是一个体现。 如何能够满足人们对电子产品微型化的需求，是电子行业研究的重要内容，当下，缩小电子产品的芯片体积是一个重要的方法，但随着集成化的发展，芯片的规模不断扩大，只有在芯片制造中，合理控制封装大小和封装密度，才能控制芯片的体积;封装技术也不断发展，封装的密度得到一定的提高，封装的尺寸也有所缩小，进而有利于提高封装空间的利用率，提高电性能和稳定性，这也是在保证电子产品性能的条件下，有效缩小芯片体积的保障，例如：KINGMAX推出的超棒系列闪存盘，采用的是PIP封装，具有防水、防尘、耐高低温等性能，其体积也极为轻薄和小巧，但内存可达8GB多;三星公司也在为电子产品的体积缩小而进行了不断的研究和实践，改进手机MP3等产品的闪存芯片封装技术，将圆片的切割工艺进行改善，提高闪存容量，使电子产品更小更轻薄，但却拥有更大的内存;苹果公司在电子产品工业设计上具有重要的地位，该公司生产的消费类电子产品可称为微型化之作，像之前生产的世界上最薄笔记本电脑，最薄处仅为4mm，创了当时的世界纪录，工程师们将机器内部元件进行最大化优化布局，为该款电脑制定了特殊的处理器芯片，采用的是CPU是小型化版本的酷睿2处理器，并采用了特殊的封装方式，使其CPU比传统的版本减少了约30%的体积。 发展趋向节能、低耗： 随着电子产品的发展，对电子产品又提出了节能、低耗化要求，就是在保证电子产品各项性能的同时还要达到降低能耗的需要，尤其是对一些移动型、携带式的电子产品，长时间的待机功能显得尤为重要，达到节能降耗的功能，不仅满足消费者的要求，也是符合世界节约能源的发展潮流。 在这方面做得较好的当数英特尔推出的双核心、四核心酷睿2系列处理器，它是采用比较先进的45nm、高K电介质制程工艺，不仅提升了性能，还降低了功耗，单位频率性能及电力性能都得到了提高，远远优于前代65nm的工艺产品，达到了低能耗的目的;另外，Atom处理器及平台是面向超小型笔记本电脑等终端CPU产品，运行时具有较低的功耗，因此，非常适合应用在小型电脑及其他掌上对媒体设备中，Atom处理器及平台的推出，也使得各大厂商推出上网本，其中运用几乎都是Atom处理器。它满足了节能低功耗的要求，即使运用在PC平台上，也依然有着重大的意义。 片式化、小型化： 电子产品的多功能化和便携式同时要求电子元件产品不断缩小元件的尺寸。 以多层陶瓷电容器(MLCC)为例， 目前的主流产品尺寸正在从0603型向0402型过渡，而更受市场欢迎的高端产品是0201型。 尺寸的缩小涉及一系列材料和工艺题， 已成为目前无源元件的研究热点， 已成为目前无源元件的研究热点，一些新材料和前沿技术(如纳米技术等)已开始用于超小型片式元件的工艺之中。 多功能化： 随着电子新型产品功能的不断增加，对片式元件功能的要求也越来越多样化。 尽管从数量上看，电子元件的片式化率已高达70％以上，但发展很不均衡，一些元件由于工艺、结构及材料等原因，片式化的难度较大。如具有电感结构的磁珠元件，其功能不在于作为一个电感器，而是用来抗电磁干扰。目前，片式化的磁珠元件已成为用量最大的一类片式电感类元件。这些新元件的设计和材料都是电子元件所面临的新问题—我国片式电感无论在品种、使用频段和性能方面与日本TDK均存在很大差距。目前，为了实现微波陶瓷元件、过流保 护元件、敏感陶瓷元件、磁性变压器等元件的片式化，世界各国都在开发具有低温 烧结特性的微波陶瓷介质和敏感陶瓷材料 及相应材料的多层共烧技术。以及开发具 有电磁兼容特性的低温共烧陶瓷与铁氧体复合材料，低介低温共烧（LTCC）陶瓷材料，高频低损耗铁氧体材料，微波片式滤波器材料及工艺等。 集成模块化： 无源电子元件在制造工艺，材料，结构上差异性， 在元件的小型化方面与半导体器件的高度集成化相比，发展相对缓慢。近年来，由于低温共烧陶瓷(LTCC)等技术的突破，才使无源集成技术进入了实用化和产业化阶段，并成为备受关注的技术制高点。基于LTCC技术的片式元件及其集成化产品的产值一直以每两年翻一番的速度发展。到2010年，仅中国内地的LTCC产品市场就将达到3O亿美元。 微波、高频化、宽带化： 目前电子整机向微波、毫米波、高频宽带方向发展的趋势十分强劲，如无线移动通信已发展到 2 GHz，蓝牙技术是2 ．4 GHz，短距离的无线数据交换系统已可达到5．8 GHz。相控阵雷达用T/R组件的工作频率已在波x段和ku波段。此外，高速数字电路产品越来越多，光通信的传输速度已从2．5Gbps发展到发展到10 Gbps。这些进展都对电子元器件的高频和宽频化提出了更高的要求。此外，降低寄生电感和寄生电容、提高自谐振频率、降低高频ESR、提高高频Q值 等要求也不断被提出。 发展趋向环保绿色化： 随着经济的高速发展，对环境的破坏也日益加剧，对环境的保护已成为全世界比较关注和重视的问题，因此，体现在电子产品中就是要尽量保证产品的环保绿色化。半导体产业的迅猛发展，造成每年报废的电子垃圾数量之大，因这些电子产品中含有有害物质，报废后或丢弃后，对环境和人们的身体健康会造成一定的危害，污染环境，这一现象也引起越来越多人的注意，因此，电子产品制造行业也开始研究环保绿色的制作工艺，将环保绿色作为生产电子产品的重要目标。 如何做才能达到环保绿色化是研究的重要内容，其一，禁止采用含铅的有毒金属，尽最大努力将铸模混合物含有的毒卤化物去掉;其二，制造电子产品的外壳和包装时，要使用可自然降解的环保材料;其三，在集成电路生产线上采用无铅焊料。现阶段也有很多公司使用无铅焊料进行生产，并将其运用在电脑和手机产品中，作为销售的亮点进行宣传，可以对性能、外观、体积进行宣传，突出绿色环保的特色，主打环保绿色品牌，引起广大消费者的注意，提升绿色环保电子产品的知名度;随着环保绿色的大力倡导，各个电子厂商也开始使用绿色环保的材料，例如：利用玉米等可自然降解的材料制造笔记本电脑的外壳，采用回收率100%的特殊材料制作手机外壳等，避免了传统塑料外壳对环境造成的污染和破坏。 发展趋向跨界融合： 随着电子产业的不断发展，跨界融合也将成为发展的趋势。现阶段，在电子产品中进行跨界融合的典型就是手机，手机不仅融和了PDA掌上电脑，还融合了数码相机的摄像功能，是经过有效融合的产物，对于融合度较低的音乐播放功能，手机早已可以完全取代，但并不意味着便携式的MP3会消失，相反，还在持续发展着;手机跨界的领域还有GPS导航，GPS芯片的集成度提高，发热量大及耗电量大的问题也得到有效解决，近年来，智能手机的普及，使其尺寸更大、显示效果更佳，液晶屏幕也用在手机上，为GPS导航中的终端显示效果和数据处理提供了条件，如今手机导航已经成为手机里必备的一项内容，可见，手机的确是跨界融合中的典范;电子产品的跨界融合对基础设计、制造工艺等都提出了更高的要求，要想使电子产品具备更多的功能，就要提高内部芯片的集成度和多功能化，这也是跨界融合的关键，同时，对封装工艺提出了更高的要求，必须进行高密度的封装，对其稳定性、热性能、电路运行效率等将更加严格。