В 2022 году у меня была возможность посетить выставку IPC APEX EXPO 2022, где я, пообщавшись со многими специалистами в электронной промышленности, убедился, что четвертое поколение промышленной революции живет и процветает в отрасли.
Учитывая то множество технологий, которые можно использовать для повышения автоматизации, я не мог не задуматься о том, как они способны повлиять на мокрые процессы производства печатных плат. Я также задаюсь вопросом о других формах автоматизации, которые мы можем вскоре увидеть, и о том, что эти разработки означают для отрасли.
Обработка материалов
Одной из основных областей, где мы видим активное внедрение автоматизации, является обработка материалов. Новейшие разработки в области оборудования для производства печатных плат представляют собой комплексы с интегрированными системами робототехники для загрузки или выгрузки материала (рисунок). Производители печатных плат давно ждали эту технологию, обладающую многочисленными преимуществами. В частности, с внедрением робототехники в мокрые процессы изготовления печатных плат следует ожидать существенного повышения производительности. Но есть и другие преимущества. С таким загрузчиком, как на рисунке, панели также менее подвержены повреждению. Хотя загрузка панели в машину может показаться простой задачей, данный процесс не исключает серьезных ошибок. Если при загрузке панелей работник недостаточно осторожен, можно повредить их углы и края. Даже если оператор лишь слегка повредит края панели, это может привести к гораздо более серьезным проблемам в будущем. Так, казалось бы, небольшой первоначальный дефект может не только стать причиной отбраковки конечного продукта, но и привести к тому, что панель застрянет внутри машины и остановит производство.
Следует также отметить, что эта проблема становится еще более серьезной, когда вы пытаетесь получить более тонкие слои печатной платы. Поскольку тонкие материалы легче повредить, с ними нужно обращаться с особой осторожностью. Некоторые производители печатных плат, работающие с тонкослойными панелями, вынуждены специально обучать сотрудников, занятых загрузкой материала, чтобы минимизировать риск повреждений. Таким образом, благодаря внедрению робототехники в этот этап изготовления печатных плат устраняется много негативных факторов,
что позволяет поддерживать стабильное производство в простом и не требующем усилий процессе — даже для сверхтонких материалов.
"Умные" связи
Еще одно достижение в области автоматизации — возможность управлять производственным процессом с наших интеллектуальных устройств.
Загрузчиками, подобными показанному на рисунке, можно легко управлять с ноутбука или любого устройства с сенсорным экраном. Интеллектуальные решения не ограничиваются только загрузкой робототехники. В последнее время мы видим реализацию взаимодействия интеллектуальных устройств с оборудованием для мокрых процессов, что позволяет сотруднику оперативно вносить изменения в технологический процесс в любом месте.
Эта новая свобода эффективного управления всем процессом с интеллектуального устройства открывает и новые возможности. Не требуя, чтобы кто-то постоянно контролировал и управлял машиной сейчас, работники могут затем переключить свое внимание на специализированные задачи, такие как проверка условий травления, калибровка зондов или выполнение проверок технического обслуживания. Это предоставит производителям печатных плат больше времени и ресурсов для решения важных, но часто упускаемых из виду вопросов.
Например, человек, который обычно загружает панели в течение всего дня, может внедрить согласованную программу профилактического обслуживания. Перераспределение времени и ресурсов на решение подобных задач было бы отличным способом поддерживать устойчивый темп процесса производства печатных плат с меньшим количеством внезапных осложнений.
Где все это объединяется
С дальнейшим развитием систем автоматизации появится еще много необычных разработок. Теперь, когда робототехника и интеллектуальные устройства все больше интегрируются в оборудование для обработки печатных плат, я думаю, что будущее, безусловно, обещает сделать их бесшовно взаимосвязанными. Мне кажется, вполне вероятно, что эта технология станет полностью интегрированной с оборудованием для мокрых процессов. Возможно, дело даже дойдет до того, что целые линии обработки станут автономными. Однако для достижения подобных целей, похоже, есть еще одна область, требующая дальнейшего развития, и где наука о данных встречается с технологическими процессами обработки.
Если вы обратите внимание на доступные сегодня технологии, то увидите, что инфраструктура для создания автономных линий мокрого производства практически завершена. Давайте посмотрим на имеющиеся в нашем распоряжении технологические решения для мокрых процессов:
- Робототехника: для погрузки и перемещения материалов, обычно производимых ручным трудом.
- Интеллектуальные связи: для управления технологическим оборудованием или получения обновлений в любое время и в любом месте.
- Регистрация данных в режиме реального времени: для наблюдения за динамикой каждой системы по отношению к конечному продукту (данные, собранные при контроле оборудования и проверках качества).
Кажется, для получения автономного процесса всего лишь нужно просто собрать вместе эти элементы, чтобы сформировать единую систему для производства печатной платы от начала до конца. Единственное, что осталось сделать, — использовать регистрацию данных для обеспечения обратной связи в системе, в том числе с помощью интеллектуальных решений в качестве универсального контроллера. Отсюда вполне возможно, что какая-то форма машинного обучения может быть реализована для динамического взаимодействия с системой и внесения необходимых изменений в процесс или принятие решений, не требуя чьего-либо участия. С автономными линиями производства печатных плат мы, безусловно, увидим значительный рост в индустрии, поскольку они станут более доступными. Если технологии сохранят свою нынешнюю тенденцию, мы можем увидеть, как это станет реальностью раньше, чем мы ожидали.
Автор: Кристофер Бонселл (Christopher Bonsell)
Статья опубликована в журнале Технологии в электронной промышленности, № 4’2022