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湿制程工艺和设备如何满足发展及环保要求?

九月 24, 2019 | I-Connect007
湿制程工艺和设备如何满足发展及环保要求?

Nolan Johnson采访了Uyemura公司国内客户技术经理George Milad。采访中,讨论了推动业内湿制程要求发生变化的驱动因素,探讨了为什么化学品组成一定要在适用下一代产品设计的同时又要满足新的环保要求。 

Nolan Johnson:George,湿制程发生了变化,一些市场驱动因素也发生了变化,在保持盈利的前提下要提高良率并根据环境问题做出改善,同时还要达到更好的性能及更小的尺寸。在你看来,湿制程的需求走向如何?背后的推动因素又是什么?

George Milad:你所说的湿制程指的是电路板工厂内化学品组成及其加工的化学制程。大多数情况下,表面处理和电镀技术是在不断发展的,并且这两个领域相当活跃。例如,IPC电镀技术委员不断开发、更新、发布相关的技术标准,以及目前我们正在修订ENIG技术标准就是最好的例证。
Johnson:所以说这个话题既包括化学药水,也包括采用的设备。这两个领域内是否其中之一改变程度要大于另一个?还是说两个领域目前都在发生变化?
Milad:就设备而言,现在有一种朝着自动化发展的趋势,湿制程中的用水和环保控制也在逐步加严。此外,REACH法规出于保护环境的目的,已不允许使用目前在用的一些化学品,同时全球范围内正在努力减少这些有毒化学品的用量,例如化学沉铜工艺中的甲醛和化学沉金工艺中用到的氰化物。为了满足标准、客户需求和特定目标(例如制造超精细线路产品和化学沉铜工艺中的导通孔填充),表面处理也有了新的发展。
Johnson:今年的IPC APEX EXPO展会期间,Pete Starkey采访了Richard DePoto,这次采访内容中的一个亮点是他提到Uyemura公司尝试将新的化学药水直接应用于现有的生产线中。似乎对于很多制造商而言,采用一条不同的生产线和不同的化学品组合是一种非常受限制的工艺制程。
Milad:没错。因某家化学品供应商那里购入的产品无法满足制程要求,需要更换供应商,那么在选择新的供应商时,一个重要因素就是该化学药水是否可以适应我们现有的设备,而不需要重新购买新设备。我觉得这是Richard想要表达的观点。
Johnson:很抱歉,我不是非常了解化学工程,但如果采用这样的化学药水,有什么具体要求?对于那些不是很了解但又要从事PCB生产工作的人而言,目前正在研发的化学药水与之前使用的都有哪些不同之处?

Milad:我们刚才讨论的是让化学药水适应现有设备,但是为满足新型电路板设计的要求,研发新的化学制程,是另外一个不同的方向。根据设计师反馈现有药水无法满足要求的方面,我们会进一步去研发,如针对下一代5G产品,新设计中会有更密的线宽和线距,以及更小的孔。

Johnson:你们要如何针对这些需求进行研发?

Milad:我们有强大的研发团队,随时准备应对新出现的挑战,忙着开发新产品。所做的工作并不是改变化学药水;相反,是要开发出新的产品组合。虽然,有时投入新设备可能有利达成制程要求,但多数情况下,研发化学品时要以适用于现有设备为目标。

比如Uyemura公司正在研发不含氰化物的金盐镀液,虽然现在还没有规定镀液不允许含有氰化物,但在不久的将来这是必然结果。我们还在研发不含甲醛的化学品,众所周知甲醛也是一种危险化学品,人们都希望这类化学品被禁止使用,而且也应该被禁止。一个发展方向是要满足环保要求,另一个发展方向是要满足更复杂精巧的产品设计要求。我们根据这两个方向双管齐下,研发出的化学药水既符合下一代产品的要求又可以满足环保要求。

Johnson:我知道我们现在只是在讨论概况,但我还是想知道需要多长时间才能开发完成?

Milad:研发工作是持续不断的。总体来看,Uyemura公司的研发部门有大约60名员工,各自负责项目。研发速度时快时慢,在验证设计的时候可能会一气呵成,但有时候也需要重新回到起点重新设计产品。研发下一代产品需要具备前瞻性,因为可能需要几年的时间才能开发和测试完一个产品,并将其推向市场。
最重要的一点是市场会持续不断地变化,这个循环永远不会停止。不会说突然之间就对设计和环境没有要求了。一旦我们的湿制程达到了现在的设计标准,紧接着就会出现下一代设计要求,我们就必须要紧跟设计师的步伐,提供所需。刚追上他们的步伐,转眼已经开始下一代设计了。产品进步和环境制约必然是无限循环且重要的因素。随着湿制程的发展,研发部门需要不断努力向前。
Johnson:设计师是不是市场的推动者?化学药水研发过程中会发生什么?会让设计师参与到研发过程中来吗?
Milad:“设计师是推动一切事物发展的驱动因素”这个说法可能并不是很准确,我认为推动因素是市场。市场要求“需要向5G技术发展,需要做出更复杂精密的产品,需要让产品更小、更轻、运行得更快、存储量更大”,市场提出了要求之后再由设计师开始产品设计工作,但设计师也会受到一定限制,因为只能使用现有的产品技术。现有的产品技术正是如Uyemura等供应商所提供的。我们告诉他们“我们可以提供这些化学物质”,他们使用后反馈是“我要的不止这些。”所以我们不得不考虑新的替代方案,这就形成一个无限循环。

Johnson:我能理解你所表达的内容,但我不认为刚才那个说法是言过其实,因为设计师确实要将概念化的市场推动因素变成实实在在的产品。从某种意义上来说,他们确实是负责推动市场发展的,是市场发展的执行者。你们会让设计师参与到市场调研的过程中吗?

Milad:不会。我们试着让OEM参与研发,并且了解他们的需求以及下一代产品的具体情况,然后会让他们了解我们的能力。我们和OEM之间建立的关系是既要让OEM了解我们的能力,我们又能了解他们的未来需求。当然,所有因素都会发挥一定作用;他们想要更加复杂精巧的产品,或者需要满足环境制约的要求。他们会说:“这是你们目前使用的化学物质。几年后我们就不能使用这种产品了,你们需要研发出一种替代品。”

Johnson:在与OEM交流的过程中是否发现他们其实更在乎产品的新性能和产能?

Milad:是的,他们对所有可能会产生影响的因素都非常在意,包括性能、产能和成本等。OEM关注产品价格合理、易于购得,不希望某一产品只能由一家制造商来生产,而要有备选方案,必要时还可以外包海外。另外,价格要有竞争性,会有多家供应商配合,即使某家拥有最好的工艺技术,但只要这个产品只能由单一制造商供货,OEM就不会被这个产品打动。

Johnson:OEM的逻辑就是如果选择了单一供应商的产品,一旦日后出现问题,就会造成严重后果。作为大型化学药水供应商,你们如何才能保证全球范围内不同的工厂都可以再现相同的制程?

Milad:这是个难题。不同的地区制造方法也不相同,制造商类型也非常多样,我们和各类制造商都有合作关系。我们工作中很大一部分是技术服务,技术人员在工厂车间完成设置并教授给工厂“这是你们必须要做的事情”。但基于各工厂水准,效果往往不尽相同,有些工厂具备良好的制程能力,而有些工厂则完全不具备,仅仅依靠供应商为他们提供所有信息。

总体看来,是OEM在推动湿制程不断发展从而满足复杂的产品要求,从目前形势来看,正在使用的化学品未来一两年内就会被逐渐淘汰。作为一家化学品供应商,我们要考虑如何去应对这种趋势,避免可能淘汰的材料。

Johnson:尽可能向前发展的同时还要最大程度地减少制造商必需购买的设备数量。

Milad:没错。有时候一个独一无二理念的提出,就意味着需要不同的设备配合,那么客户一开始就会意识到新制程意味购买新设备。但我们一切以客户角度着想,研发出的大量制程都无须新设备配合,以便能够适用于现有设备和设施。

Johnson:这种情况在整个业内很常见吗?

Milad:我认为是的。作为一家化学品供应商,在面临其他公司竞争的同时,也会在制定技术标准要求时联手合作。一旦标准制定完成,我们又恢复了竞争关系,各自向客户宣传各自的优势,比如卓越的技术服务和更加稳健的化学物质。

Johnson:IPC对工业 4.0投入了大量的精力,例如CFX和Hermes自 IPC APEX EXPO2019展会以来就成了业界的热门话题。但似乎与CFX相关的活动都和组装领域有关。

Milad:我同意你的观点。软件和自动化设备结合具有复杂性,发展速度没有那么快,这方面还有提升空间。

Johnson:尤其是在北美地区,紧迫感源于大多数从业人员都到了快退休的年龄,市场需求的改变意味着他们需要对制程做出改变,这就可能需要他们投入一大笔资金来购买新设备。很多人似乎都不愿意在这方面投资。

Milad:这要视具体情况来看,能获得丰厚的回报,那就会有意愿去投资。目前的状况还有很多厂家只是在榨取现有设备的价值,与我们合作的一家电路板工厂就是如此。工厂的设备情况非常糟糕,但还在极力挣扎。他们对供应商提出很多要求,比如“你们的化学药水一定要配合我们的老设备。”上周,一家电路板工厂承认无法适用现在化学制程,想让我们调整药水来适应他们的设备。这是一件非常麻烦的事情。

你不能一边用着旧设备一边对供应商提出要求,“你们的化学药水要弥补我们设备上的不足。”但我们经常会听到这样的要求。有些工厂集合了先进的设备、优秀的工程技术人员,所以可进行复杂精密的产品生产;相反,也有些廉价工厂仍盈利颇丰,因为其生产模式很不一样,他们对像Uyemura公司这样的供应商提出各种要求,目的是用低于正常标准的设备制造出高端产品。

 

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标签:
#制造工艺和管理  #湿制程  #环保 

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