今年早些时候，我参观了Atotech公司位于德国Feucht的研发中心和生产工厂，采访了Atotech全球设备产品经理Andreas Schatz，以及全球市场总监Daniel Schmidt。Andreas和Daniel分析了全球电镀和化学品发展趋势，重点介绍了水平电镀和智能工厂自动化的发展。Atotech公司正在持续扩展其产品在中等规模PCB制造商的应用，因此我们还共同探讨了公司发展方向对于其提供的系统解决方案的影响。
Barry Matties：你掌握了很多来自全球行业的信息。你认为哪些发展趋势最突出？
Daniel Schmidt：高端客户对工艺和数据自动化的需求越来越高，这意味着目前智能工厂的实施如火如荼。在现代生产环境中，互连并实时提供数据的生产设备至关重要，因为它允许操作员和工程团队专注于该工艺并对其进行优化。
在未来工厂中，仅有孤立的自动化工艺是不够的；下一步是了解如何以智能方式使用生产数据，以及如何帮助提高生产良率和减少机器停机时间。其中一个例子是状态监测，通过使用智能软件算法，机器可以在某个部件需要更换前有效通知维护团队。这样可以免计划外停机，这是协调预测性维护计划的主要目标之一，也是众多高端PCB工厂正在实施的项目。
另一个主要趋势是避免和减少颗粒，尤其是当线宽和线距越来越严苛。正如Andreas之前提到的，这是高端PCB生产商正在密切关注的问题。此时，我们的任务是找到解决方案，以避免或至少大幅减少颗粒在设备内的产生。今天，我们利用“细线过滤”概念，在每个泵回路上安装一个5微米的过滤系统，整个面板表面几乎可无颗粒分布。
另一个发展趋势是超薄板的传输。面板越来越薄，我们已经有客户运行覆有2微米铜箔的30微米厚层压板。水平传输如此薄的材料相当有挑战，但这正是我们的专长所在，我们不断致力于研发，以保持在该领域的优势。
Matties：你所说的趋势主要来自亚洲。你认为欧洲和美国的趋势是什么？
Andreas Schatz：在大多数情况下，美国和欧洲的PCB工厂服务于小众市场，通常适应小批量的设备解决方案。虽然我们在亚洲的典型大批量生产设备（即生产线速度约为2.0m/min）方面已获得了明显的优势，但我们提供的低产量生产线通常要短得多，并可定制配置，以满足欧美企业的需求。例如，我们提供的去钻污和化学镀铜设备的生产线速度可低至0.5 m/min，甚至可达0.25 m/min。小型生产线的好处不仅是资本投资较少，而且总拥有成本也降低了，因为这些生产线占地面积更少，化学品、水和能源消耗更少。
网络化生产控制
Matties：这些需求背后的驱动力是否与工艺自动化和智能工厂有关？
Schatz：是的。通过智能制造解决方案，只需轻触按钮，就可以获得更高级别的灵活性。通过同一设备，自动更改相关工艺和生产参数，即可具备加工多种类型面板的能力，目前需要手动完成，甚至需要完全独立的生产线。这种需求可以通过为包含所有工艺相关设置（如速度、压力、温度、剂量等）的特定产品类型创建配方来实现。
当产品到达生产线时，可以扫描集成条形码或类似代码，将相关配方加载到生产线上，可自动快速更改配置后生产。通过这种方式，PCB提供其自身加工所需的设备信息，实现了无纸化的工作流程，同时操作员出错的风险最小，且具有完全的可追溯性。
Matties：美国很多小公司会说我们不需要自动化，对此种思维你有什么建议？
Schatz：自动化不仅对减少当前的工艺处理需求很重要，同时，它还可以提供一个更安全的用户环境。通过自动化，可实现稳定、重复和可靠的工艺顺序。切记，我们处理的是化学品，不稳定可能导致工作条件不安全。例如，化学清洗循环必须遵循一个非常特定的顺序，排水阀和进水阀必须在正确的时间处于正确的位置，以确保不会产生额外的化学混合物，否则会导致危险状况。因此，自动化是减轻用户和环境风险的唯一选择。另一方面，工艺自动化可助力达到更高的质量控制水平，最终可提高产品可靠性。
当然，这类设备的成本通常较高，但通过减少废品和降低返工可以很快收回成本。同时，您还可以从改进的工艺和质量控制、无纸化工作流程，以及最重要的——更安全的工作环境中获益；这与减少化学品、水和能源消耗同样重要。
如果同时考虑全球或当地的环境目标，PCB工厂面临的开发压力会越来越大，因而会越来越有动力从老式设备（如立式电镀系统）转向更环保的设备，例如我们的自动化水平生产线。我们的生产设备是完全密封的，这样可以最大限度地减少烟雾逸出，有助于减少能源损耗，可通过最少的操作员干预来实现这一目标。例如， Uniplate系统允许单一的在线电镀工艺，PCB按顺序通过所有工艺，而不会中断。采用P/LB/Cu配置的Uniplate生产线使客户能够在一条生产线中运行除胶渣、化学镀铜和电解铜工艺，无需中断，而且操作人员也比同等垂直方法少。
Matties：在很多情况下，一些公司仍然有手工操作，特别是在较小的工厂。是否需要从垂直设备换到水平式设备？
Schatz：去年，有几个美国客户来找我们，要求我们提供水平式解决方案，今年又有更多的美国和欧洲客户与我们进行了讨论。与亚洲相比，美国和欧洲的客户不算多，但我们会抓住每一个商机来提升客户的制造工艺，提供最可靠、最灵活、最持久的生产解决方案。PCB领域的圈子很小，而且联系紧密，因此一旦有创新的解决方案会传播迅速。我们发现，只有PCB制造体验了我们的工艺和支持水平，双方就会成为长期的合作伙伴。
Matties：Alex Stepinski认为PCB工厂最重要的方面是电镀工艺，可以说PCB生产是从此处开始。许多工厂都想在现有的电镀工艺上进行升级。他们在审查电镀工艺时应该考虑什么因素？
Schmidt：整个电镀工艺是一个复杂的系统。我们的水平铜电镀模块是几十年来深入研究和开发的结果，我们持续开发新的功能，以保证做出最好的解决方案。从我们的专利分段阳极和整流系统，到先进的夹具和先进的流体输送系统，我们不断改进公司的整体解决方案。今天，我们在全球市场上拥有近1000个水平铜电镀模块。自1987年成立以来，我们一直致力于推动我们的开发团队始终领先于市场，并为业界提供最好的生产系统。
最后但并非最不重要的是，我们不要忘记均匀性。谈到均匀性，有3个影响铜电镀效果的重要标准。首先，您必须考虑先进的流体动力学，以在整个面板表面上产生均匀压力分布的稳定流速。第二个标准是脉冲整流器控制，以便为每种产品和电镀应用提供特定的电镀参数。最后，必须考虑可实现特定电镀应用的工艺解决方案，如通孔电镀和BMV，或填孔电镀。在Uniplate系统中，所有这3个标准相互协调，提供了优良的工艺控制和性能，产生了良好的电镀效果。
Atotech团队在美国新罕布什尔州 GreenSource Fabrication工厂安装调试设备
Matties：你们在美国的GreenSource Fabrication厂完成了很棒的设备安装。我想这对Atotech来说是个很好的展示机会。在建立这个革命性智能工厂的过程中，有哪些挑战？
Schmidt：GreenSource的特殊要求是设备要具备高度的灵活性和定制性。例如，我们必须建立一个单一的电镀工艺，同时可以运行3种不同的电镀应用，还要保持两个电解铜槽的选择，当然前提是所有一切都必须是自动控制的。当生产需要从一种PCB应用切换到另一种应用时，安装的电解液将被转移到一个储液罐中，所有的输送管等都会用冲洗水自动清洗。然后，其他电解液被自动泵入电镀模块，并自动上传和调整化学品添加参数、温度等。
你可以想象，最初，这是一个相当大的挑战，但通过与GreenSource的团队密切合作，我们已经证明这不仅是可能的，而且效果非常好。今天，我们可以看到Atotech和GreenSource之间的合作关系，非常感谢他们对我们的能力、产品和服务的信任。这是一次富有成果的合作，我们期待Atotech与GreenSource的持续合作。
标签:
#制造工艺与管理
#安美特
#德国研发中心
