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新型PCB制造解决方案的投资回报率

六月 17, 2022 | I-Connect007
新型PCB制造解决方案的投资回报率

I-Connect007编辑团队采访了Technica公司的Frank Medina、Ed Carrigan和Jason Perry,探讨了为PCB制造商提供高投资回报率(return on investment,简称ROI)的热点趋势。贯穿整个采访的主题是:计算投资回报率的传统方法正在被包含更多定性因素的模型所取代。

 

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Technica 公司 Watch Wise 自动化设备

 

Nolan JohnsonFrank和Jason,你们认为哪些领域为目前制造业的投资回报热点?

 

Frank_Medina_2022 Frank Medina一个是阻焊设备;另一个是自动化和物料搬运。

 

Jason Perry我认为还有几个领域。行业在内层和外层领域投入了大量精力,正朝着升级工艺后端的方向发展。我们看到行业对阻焊工艺、直接成型技术和喷墨打印应用的需求越来越大。

减少工艺步骤、提高产量和缩短上市时间,让产品更快地上市意味着更多的利润和更低的成本。后端的推动力,包括为应对成本的不断增加而降低人工成本的自动化。我们常看到通过自动化完成操作员日常重复性任务的需求。其目的是让操作员去到更重要的岗位,而不仅仅是为生产线装载卸载物料或移动产品,用自动化填补这类岗位。

 

喷墨打印阻焊油墨

Johnson:目前喷墨打印阻焊油墨的技术正在逐步发展。能否详细介绍选择喷墨阻焊工艺后,从原有工艺中删除了哪些工序?

 

Jason_Perry_Technica Perry仍然可以像直接成像设备那样直接成像。现在的优势是不再需要涂覆工艺。

删除的第一个步骤是涂覆阻焊油墨:用于丝网印刷、浸涂面板或者喷涂面板的设备或人工操作。原涂覆工艺效率很低,因为涉及很多工艺步骤并浪费阻焊油墨。通过喷墨打印油墨,可以打印需要的部分,几乎没有浪费。可以在需要的地方打印掩蔽油墨,而不必涂覆整个面板。

另一个优势是减少挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,简称VOC),因为在传统的阻焊工艺中,需要很多VOC;使用喷墨打印工艺,可以去除涂覆步骤,也就去除了VOC。由于行业正朝着绿色环保方向发展,这是很大的优势。

 

直接成像

Barry Matties:直接成像(Direct imaging,简称DI)技术似乎总是能带来很大的投资回报率,但投资巨大。它是好的投资选择吗?发展趋势是什么?是否有更多的客户需要它,或是市场需要它?

 

Perry行业的发展趋势必然是直接成像。大多数工厂现在都有某种形式的直接成像设备,并且数量越来越多。不过仍有少数工厂未采用直接成像技术。

为了提高产量和质量,直接成像正在向阻焊工艺领域方向发展。最初的目标是让制造商在内层使用DI,因为在内层他们可以实现最大的成本节约,然后在外层成像采用该技术。现在随着引入大功率LED成像阻焊,新的DI设备正在实现更高的产量和高分辨率。最终,我认为随着设备的不断成熟,在不久的将来喷墨打印阻焊工艺将是市场的发展趋势。

 

Medina目前购买的DI初级成像设备的重点不在于ROI,而在于设备成像精细走线的能力。mSAP和其他半加成法工艺正在推动这一需求。目前越来越多的客户开始尝试成像0.001英寸或更小的特征。

但就这项技术的发展而言,随着客户升级其DI技术,旧型号的设备将流向二手市场,较小的工厂将通过以更低的价格购买二手设备采用DI技术。

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毫无疑问,随着DI设备的使用,市场会持续增长,但下一个发展方向是喷墨打印。随着这项技术的发展,创造了其他直接成像的机会,即将抗蚀剂按需涂覆,而不是涂覆整个面板,然后去除不需要的抗蚀剂。这将是巨大的成本节约。

 

Matties在做出采购决策时,投资回报率是驱动因素吗?

 

Medina在商业方面,目前人工正变得稀缺,工资在上涨;人们不想在PCB工厂的电镀车间工作。

管理人员会问:“在人们不想工作的领域,如何在人员较少的情况下使工厂正常运行?”有些人不介意在AOI部门工作,环境很干净;但在湿制程领域,对如何减少人工的关注越来越多。

 

Matties有可行的解决方案吗?显然在现有工厂,空间和流程是影响因素,对吗?

 

Medina这就是PCB车间面临的挑战。喷墨打印可以去除部分工艺步骤,这将为其他用途释放空间。

 

Johnson之前你将直接成像、喷墨打印阻焊油墨及加成法工艺联系起来。为什么这两者越来越紧密地联系在了一起?

 

Perry这是向加成法技术转变的过程,DI已经取代了传统的曝光工艺,并在提高质量方面取得了巨大的进步,不仅是在对准和性能方面,在成像质量方面,成就也是巨大的。尽管它只取代了底片工艺,仍然需要用干膜或阻焊油墨涂覆整个面板,接着曝光,然后显影。未来的发展趋势是加成法技术。

 

自动化与绿色环保化

Johnson:到目前为止,我从采访中了解到的重点之一是,去除工艺步骤并纳入自动化,这两件事似乎相辅相成。

 

Medina是的。客户有机会降低人工成本并减少化学品的消耗。使用喷墨打印工艺,可以去除化学工艺、显影和清洗丝网,以及在丝印工艺中所做的所有工作。此外我们在今年1月的IPC APEX EXPO上展示的等离子清洗设备(WonderWise),可在内层和外层敷干膜之前进行化学清洗。目前已经在演示中心安装了此设备,并正在为期望为客户安排样品测试。

 

Johnson它是如何工作的?

 

Medina这是一台引导式等离子设备,它有两个优点:第一,取代了化学工艺。使干膜工艺的自动化变得容易,可安装在黄光室;其次它有利于HVLP铜,因为不需要改变表面或去除铜。因此PCB设计师会喜欢它,这样可获得更一致的信号完整性。

 

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Wonder Wise等离子清洗设备

 

Johnson当制造商对工艺进行更改时,通常是由于一些有吸引力的优势。是人员短缺和由此产生的对自动化的需求触发了设备升级,还是自动化可实现的功能和工艺吸引了客户?

 

Ed_Carignan_2022 Ed Carignan我在这个行业工作了30多年,过去5年,人们专注零排放、绿色、零废弃物的方向发展。这是由很多因素驱动的,其中包括投资回报率和客户。可以看到采用基于非化学品等离子清洗的设备和技术。如想实现绿色环保工艺,它极具吸引力。

当使用加成法制造时,材料流失会更少,一定会在排放前进行处理。使用传统的计算人工和材料成本的方法,并不一定会有完美的ROI。这会影响公司对绿色化生产PCB的市场定位。很多公司都投身其中,对业界做出承诺,成为环保的行业,而不是对环境有害的行业。

 

Medina当谈论公司的市场定位时,绿色环保计划是优势之一,此外加成法也缩短了生产周期。大多数美国企业属于多品种、小批量的NPI领域;制造的关键在于完成订单并交付的速度有多快,这是盈利的重点。

当省去了一些步骤,并且能在更短的时间内处理PCB订单时,公司就会收益。但如何衡量投资回报率?有点困难,因为目前的优势并没有那么明显。但它确实给公司带来了好处。

 

Matties是的,就像增加产能一样,也是巨大的投资回报。

 

Medina没错。如果你能以更快的速度、更少的工序生产PCB,那么就可以接收更多的订单,对吗?

 

Matties对于现有工厂想要寻求零排放的技术,他们是选择采用新技术对其系统进行全面翻新,还是在机会出现时,分批分次实现?

 

Carignan现有的工厂有机会引入各种技术方案,使其接近零排放。幸运的是,许多升级可以是增量的。换句话说,针对不同的废弃物,实施不同的技术,而无需对整个废弃物处理区域进行大的改动。幸运的是,人们所追求的大部分零排放技术都可以在现场实施。

 

Matties增量升级的投资回报高到足以重新考虑投资策略吗?

 

Medina废弃物排放治理的投资,并不是因为能带来价值或成本节约,而是为了符合法规和要求。行业正在寻求如何通过废弃物治理来节省成本。

排放的污水越少,化学品的处理和使用就越少。关键是这样做只是因为合规,或者需要用更高效的设备进行替换。但这样做并不是为了降低成本,而是通过喷墨打印技术和其他技术来减少化学品消耗和废弃物处理。

 

Carignan在某些情况下,是客户想要这样做:“我们很想在整个制造业中找出提供绿色环保整体方案的合作伙伴,来保证我们的产品契合公司品牌所传播的理念。”

 

Matties更重要的是减少废弃物处理的负担,这样不仅可以节省投入成本,还可以节省管理费用。

 

Medina新建工厂,就像Ed所说,可以利用各种技术来减少浪费,并实现绿色环保运营。这正是东海岸的GreenSource Fabrication采用的策略。此外Schweitzer公司在爱达荷州建立了一家工厂,他们的目标是遵循GreenSource的做法。OEM对零排放和绿色环保越来越敏感;PCB行业会有越来越多的工厂愿意这样做。

 

由于篇幅原因,本文节选刊登,更多内容可点击这里查看,文章发表于《PCB007中国线上杂志》22年6月号,更多精彩原创内容,欢迎关注“PCB007中文线上杂志”公众号。

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