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Chemcut:工业4.0下,如何打造PCB湿制程

七月 14, 2022 | Christopher Bonsell, Chemcut
Chemcut:工业4.0下,如何打造PCB湿制程

今年早些时候,我有机会参加了IPC APEX EXPO 2022展会,有幸与电子行业的诸多专业人士沟通交流,了解其他公司与Chemcut业务的关联性。与专业人士沟通交流是我的主要收获,发现其中的趋势是第四次工业革命在电子行业方兴未艾。见识了许多有助加速自动化进程的技术之后,我不禁开始考虑这些技术会如何影响PCB制造中湿制程的发展。同时我也想深入了解即将面世的其他形式自动化,及其发展对行业的意义。

 

材料搬运

受影响最大的是材料搬运。最新的形态是机器人配套放置在PCB设备旁,用于材料的装载与卸载(图1)。由于其具备诸多优势,PCB制造商对这项技术期待已久。

 

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图1:成本低且用户可自行配置的机器人手臂正在卸载PCB

 

在湿制程设备中引入机器人技术必然会提高生产率,但还有其他优势。使用图1所示的装载机器手臂后,在制板在装载过程中更不易被损坏。尽管装载是很简单的任务,但实际搬运过程易出错。如果装载板时,操作员不够小心,板边角很容易被损坏。即使只是轻微损坏,也可能导致后续加工步骤出错,对产品质量造成影响。PCB板面边缘损坏甚至会引起设备堵塞,进而导致停车。

如果想生产更薄的PCB层,那PCB板边缘损坏问题就会演变为更严重的问题。因为超薄材料更容易被损坏,通常需要在处理时更为谨慎。对于PCB制造商而言,生产薄板时,需要接受过专门培训的操作员来装载材料,以在不损坏板面的前提下完成装载。在PCB制造流程中引入机器人之后,可以消除很多变量,简单轻松地使生产保持一致,即使是纤薄材料也是如此。

 

智能连接

自动化技术的发展在于操作生产线的智能设备的功能提升。可以通过笔记本电脑或任何触屏设备来简便地操作图1所示的装载机。智能连接不仅限于装载材料的机器人。最近,已经实现了智能设备与湿制程设备的交互,也就是说可以在任何地方对工艺流程做出更改。

通过智能设备有效控制整个工艺流程,这一创新提供了更多新机会。操作人员不再需要连续监控并操作设备,因此就可以重点去完成专业化的任务,例如检查蚀刻剂状况、校准探针或完成维护保养检查。因此,PCB制造商就有更多的时间和资源去关注那些虽然重要却一直被忽视的问题。例如,从事装卸板的操作员可以从事连贯的预防性维护保养程序(我在一篇题为《预防性维护保养》的专栏文章中介绍该程序)。将时间和资源重新分配给这样重要的工作内容后,有利于以稳定的速度制造产品,同时可以降低突发情况的发生频率。

 

自动化技术与现有技术的集成

随着自动化的进一步发展,未来将有更多卓越的技术。目前,PCB加工设备中机器人和智能设备的集成程度越来越高,未来也一定会实现与这些技术的无缝连接。我认为这项技术最终会完全集成到湿制程设备中。或许最后能够使加工生产线独立自主完成生产。为了实现这一目标,还有一个领域亟待进一步发展——数据科学需满足湿制程的要求。

如果仔细探究现有技术,会发现已经基本具备创建自主运行的湿制程生产线所需的基础设施。以下列出了目前湿制程设备可以使用的技术:

  • 机器人:负责装载和材料搬运,此项工作之前通常需要由人工完成

  • 智能连接:随时随地控制设备或接收更新信息

  • 实时数据记录:观察与最终产品有关的每个系统的动态(从设备控制和质检流程中收集数据)

为了实现自主运行的工艺流程,需要将所有技术都组合到一起形成统一的系统,全流程跟踪PCB整个生产流程。现在唯一需要做的就是采用数据记录为系统提供反馈,或许可以将智能连接端当成通用控制器。由此看来,可以实施某种形式的机器学习来实现与系统的动态交互,并在不需要操作员输入任何指令的前提下做出必要的工艺调整或决策。使用自主运行的湿制程生产线之后,操作变得更加简便,PCB行业必定会实现大幅增长。如果这种技术趋势能够持续,自主运行的湿制程生产线会比我们预期的更早实现。

 

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标签:
#PCB  #制造工艺与管理  #Chemcut  #工业4.0  #湿制程  #自动化  #智能制造 

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