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PCB工厂现状:投资回报率何处寻?
  2022-09-20      33

文章来源:PCB007中国线上杂志

ALL4-PCB公司的Torsten Reckert及团队对该行业的发展现状有着独特而广泛的观点。当我们询问Reckert最热门的投资回报领域时,他的回答很有见地,有时甚至令人惊讶。读者会注意到,本次采访多次提到Alex Stepinski及其在GreenSource Fabrication LLC开发的模式转换工艺流程方法。Reckert曾与在GreenSource任职期间的Stepinski 有密切合作,Reckert是市场专家,Stepiniski也是优化工艺流程的思想领袖,他对投资回报的观点尤其有价值。

Nolan Johnson:作为经销商,你认为行业目前的挑战是什么?

Torsten Reckert:目前最大的挑战是自动化和机械化,因为我们没有人员操作设备。制造流程设备,如装载机、卸载机,在北美大部分地区,都很难找到相应的人员。芝加哥就是明显的例子,有很多PCB工厂投资自动化设备很谨慎,但又雇佣不到员工,所以自动化很重要。

连接到设备上的不一定都是单独的装载、卸载机,可能是已经集成了自动化的设备。目前我们已经销售了几款具有自动装载和卸载功能的V型槽铣削设备,客户可以将一摞PCB放在设备前面,然后走开,当作业加工完后,再回来取走位于设备另一侧的板。

MVC:Shoda的集成自动化V型槽铣削设备

Barry Matties:Torsten,当你提到自动化时,它仅仅是指装载机和卸载机,还是泛指数字工厂?

Reckert:对于现有的PCB工厂,主要是在已经集成的设备上添加装载机和卸载机。与V型槽铣削设备一样,制造商正在提供带有集成装载机和卸载机的新设备,或者添加可选项。目前这比整个工厂的自动化重要得多。我认为工厂自动化仅适用于新建工厂,才有足够的空间设计整体工厂自动化。从产品追溯和整体自动化的角度来看,现有PCB工厂几乎不可能像Alex Stepinski在GreenSource所做的那样,实现现有设施的自动化。

Matties:你认为现有工厂很难达到“Alex Stepinski水平”吗?

Reckert:需要足够的空间。San Jose工厂就是一个很好的例子。工厂已有一些设施,其每平方英尺的产出令人难以置信,但如果想为其设备增加自动化,尤其是在湿制程环节,几乎没有任何空间。如要使用定制的机器人,就必须投入很多资金。

另一个障碍是,很难证明在自动化上投入大量资金是合理的。人们会问:“既然可以使用人力来装载,为什么还要在自动化上花很多钱?”

Heron:小型机械手臂

Matties:批量处理如何呢?是否有化学方面的自动化推动力?这是Stepinski在GreenSource所做的事情,对于任何制造商来说,这似乎都是可以实现的。

Reckert:你提出的观点很有趣。我花了很多时间和Alex Stepinski沟通。我们与几家设备供应商一起参与了GreenSource设施项目,目前仍在与Alex就潜在的新项目进行联系。由于涉及到使用单独的湿制程设备,并结合更主动的工艺控制,就不需要对工艺进行太多的人工监控。但是,大多数人仍不同意他的观点。

Matties:多年来,你为什么一直坚持参观工厂并积极与业界交流?

Reckert:PCB设施越孤立,布局自动化就越有利,如可在湿制程设备上配置更多的工艺控制。我认为供应商越靠近实际的客户,比如在加利福尼亚或芝加哥,那么客户就会习惯于与化学药水供应商的日常联系。

化学药水供应商派员工进驻PCB工厂,可为客户控制工艺及机械售后维修提供服务。如果南加州的一台设备坏了,我们需要专门跑去那里;如果工厂很偏远,那么他们必须自己提供一线服务。如果想迅速解决这个问题,基本上别无选择。

对于新工厂,可以通过自动化进行完整的工厂布局,实现批量自动化,只需要装载机、卸载机。但当装载不同批次时,这些装载机、卸载机可能并不智能。这就是为什么将自动化集成到现有设备中是不可能的。

Matties:这些公司未看到或不一定能够协调的投资回报率因素是否存在?

Happy Holden:必须把系统信息和数据从机械化中分离出来。装载机、卸载机是一种非常简单的机械化形式,在实现Alex在GreenSource的愿景之前,还要进行8到10个级别的投资。人们需要评估他们的需求——如果找不到相应人员,是否需要人工装载?此外是否需要有多年经验的专家来研究未来发展蓝图?

Johnson:Torsten,我听说由于没有相应的员工,具有增强功能或更小特征尺寸要求的技术无法顺利完成。

Reckert:是的。

叠板:包含累加器的一级自动化

Johnson:能否介绍一些制造工艺,并简述自动化如何降低了对人工的需求?制造工厂应该研究哪些具体内容?

Reckert:根据我们的经验,由于必须处理的材料数量以及处理材料时的注意事项,内层处理区域的对自动化的需求压力通常最高。

对于显影、蚀刻、剥离生产线、蚀刻后冲压生产线或层压前的氧化生产线,希望首先使这些水平传送式设备自动化。然后转而处理相同的成像材料,使用AOI直接成像。

Matties:你注意到加成法市场越来越受关注了吗?把加成法引入工厂似乎是一种合理的投资。

Reckert:对此有很多讨论,很多人开始尝试该方法,但必须谨慎。我相信Happy还记得在20世纪90年代,使用树脂铜箔和其他方法的HDI技术进入美国。那时消费类电子产品(如平板电脑)的需求越来越多。即使按照今天的标准,也需要紧凑的几何结构。但在美国市场,几乎没有人愿意投资设备、清洁室区域及HDI所需的一切。结果该类产品并没有在美国地区实现爆发式增长。然而亚洲公司却迅速满足了HDI技术的需求,因此消费电子产品转移到了亚洲生产。他们建造新的工厂,配备所有必要的设备,可在清洁的环境中正确生产。相反北美几乎没有建造任何工厂。

Matties:你举了20年前的例子,是因为怀疑加成法能否在美国实现吗?

Reckert:我认为现在美国实际上会引入加成法技术,如果在供应链战略上要保持关键的产品不依赖海外供应商,那么北美必须具备这种能力。

最近,我们一直在支持所有PCB设备供应商,尤其是欧洲企业。他们过去向俄罗斯PCB市场销售产品,现在不行了。美国必须发展这种高密度互连技术,Happy,我知道你已经倡导该观点30年了。

Happy Holden:随着晶体管半导体小到几纳米,我们现在谈论的新Apple M1超级芯片有1140亿个晶体管。这些芯片需要3000 个IO引脚和具有3000个焊盘且间距极精细的PCB。半导体领域的公司推动我们去采用HDI技术。

Reckert:现在半导体公司需要在美国本土生产芯片。外层精细走线和间距的加成法技术肯定会引入美国,但要想成功还有很多需要学习的地方;北美几乎没有任何经验。

Penelope:带运输装置的自动化封闭系统

Matties:关于设备,你向制造商提出的建议是什么?

Reckert:服务水平真的非常重要。我们支持很多不同类型的设备,也把服务落到实处。

当客户为某个工艺步骤引进新设备时,我们强烈建议购买额外的备件。例如,爱达荷州的某家客户始终为每台设备购买一套备件。

Matties:他们那时就在这样做。

Reckert:他们做得非常正确。GreenSource也在做同样的事情。

Matties:是的,否则就会出现计划外停机。

Reckert:对的。

Matties:当你回顾行业过去几年的发展时,你认为最重要的创新是什么?

Reckert:每个人都期望实现的创新是喷墨打印阻焊油墨。如你所知,可在更小的占地面积内替代更多的工艺步骤。

Matties:零排放对行业来说是关注焦点吗?这是驱动来源吗?

Reckert:这并不适用于已有废水处理工艺的现有设施,并不是他们首要的任务。但对于新建工厂来说,这是一个非常棒的提议。

Matties:当提到自动化时,通常会想到黑灯工厂。

Reckert:我认为真正投资自动化是有阻力的。在过去的几十年里,人们认为自动化只是一种没必要的浪费,不能增加PCB的价值。但目前这种阻力正在减弱。

自动化的首要步骤是装上装载机、卸载机;这是人们通常的想法。老实说,不仅仅是将装载机、卸载机放在设备前面。在湾区,一些工厂在投资湿制程设备时甚至从未考虑过自动化的预算空间。不久前,这种心态仍然还是存在的。

Tongtai激光钻孔机:纳入集成自动化装置

Johnson:如果可能的话,他们愿意改造现有工厂吗?

Reckert:人们现在对这种方式越来越感兴趣。这就是我最初提出这个话题的原因,因为行业对此感兴趣。比如说,在DES(显影蚀刻剥离)生产线之前,如何利用可用的占地面积,实现自动化装载及从湿制程设备卸载?

Johnson:自动化及在制品处理是大问题,以至于追求额外的竞争力需要其他能力才能真正完成工作。

Reckert:我同意。

Johnson:Torsten,此次采访真让人大开眼界,有一些我没有预料到的不同观点。

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