Productronica展会期间，我在Schmid集团宽敞舒适的展台上见到了他们的首席战略官(CSO)Rüdiger Lange。我们讨论了当前的固定设备市场和Schmid公司未来的发展方向，并观看了他们的一些新技术的演示。
Patty Goldman：Rüdiger，可以先介绍一下您及Schmid集团吗？
Rüdiger Lange：我加入Schmid已经18个月了，主要负责集团的销售和市场。我从事高科技设备业务有20年了，早期在飞利浦电子公司工作，涉及OLED显示器、平板显示器业务，然后进入半导体技术、SMT技术、电镀和半导体工艺技术领域。Schmid的核心业务——湿制程设备是我非常熟悉的领域。
自20世纪60年代以来，Schmid一直专注电子业务领域。该公司已有150多年的历史，早期主要为铸造厂和木材厂制造生产设备。在20世纪60年代，我们开始提供PCB的表面处理解决方案，包括清洗、清洁、刷涂，然后很快转入PCB的化学工艺。这些仍然是Schmid今天的主要业务。我们是化学技术方面的专家，精通显影、蚀刻等各种PCB或基板的化学表面处理，我们也把这些专业知识运用到其他应用和市场中。我们还为Schmid的另一核心市场PV（光伏）提供化学工艺系统。最近的两个市场是电池和自动化，自动化对Schmid而言已经成为一项成功的业务，依靠工厂自动化的新型智能PCB制造，正在成为Schmid的发展动力。Schmid集团的电子市场收入占比为40％，因此，Productronica展会对我们来说非常重要。
Goldman：好的，能否介绍一下Schmid在PCB设备方面的新动态。
Lange：我们在电子行业拼搏了很多年，并且看到这个行业发生了很多变化。通过与我们的客户一起仔细审核发展路线，过去几年我们一直紧跟高端PCB的发展趋势，即PCB上的特征尺寸会低至10微米。我们一直在研发实验室中致力于这类电路板的工艺。我们看到来自正在制造高级HDI、SAP（半加成制程）和mSAP在制板的客户提出了更多要求，因此我们研发和工程的重点是如何为这个市场的未来发展提供服务。
我们确信这是电子市场正在发展的方向。这意味着更高的集成度并会将嵌入式元件集成入PCB中，而且有几件事情在这里起着关键作用。正如我之前所提到的，最重要的是线宽和间距正在缩小，这对工艺技术影响很大。它对工艺清洁度提出了新的要求，并且会遇到良率问题。根据复杂性的不同，传统的PCB在制板每块在100美元~400美元之间。如果PCB中集成了元件，价格可能就会翻数倍。您可以想象，如果我们有一个集成了元件的电路板，每块板的价格为3,000美元~5,000美元，如果在生产过程中遭到损坏，显然会对生产成本造成重大影响。
Goldman：不仅如此，还不可能修复。
Lange：对，集成的元件也报废了。我们如何解决客户未来几年会面临的此类问题？我们的研发人员一直致力于寻求真正的新思路。我们提出了一些解决方案，其中一些是逐步发展的，而有一些则是革命性的，在展台上我们展示了一些选择出来的方案，也收到了非常积极的反馈。我们已经掌握了一种技术趋势，我认为这种趋势将首先出现在高端市场，而后也将延续到低端消费类产品。
Goldman：你们的传送设备有什么新进展吗？
Lange：我们在这里展示的是第二代垂直电镀设备，称为InfinityLine V +，我们还展示了用于水平加工的传送设备。我们改进了滚筒传送系统，该系统针对超薄基板进行了优化，这意味着我们可以处理厚度达到25微米的产品。没有滑动，没有摩擦，不会有任何东西在基板表面上滑动或摩擦并产生颗粒（这些都可能会对良率造成负面影响）。与第一代水平式系统相比，我们还优化了占地面积并降低了运营成本。但是，成本并不是客户考量的唯一参数。客户正在选择最好的技术，但价格必须合理。每个客户都愿意为优质设备多花点钱，但它必须合理。
图1：Schmid的垂直电镀生产线InfinityLine V +
Goldman：嗯，它必须有所回报或不错的投资回报率。
Lange：拥有成本和投资回报是客户决定购买固定设备时最重要的衡量标准之一。我们是一家创新型公司，我们将新技术推向市场，而且瞄准高端市场。在此展示的水平加工系统中，我们采用了最新最好的滚筒传送和喷洒系统。
通过分离机器的操作员和维护面，我们已经大大提高了设备的可维护性。在这个新系列中，所有维护都是在机器背后完成的。易于操作，而且设置是完全模块化的。通过选择新的模块化控制和软件架构，以保证是符合工业4.0的机器。模块之间的唯一连接是网络和电源，仅此而已。与之前的设计相比，这是一个巨大的变化，网络和电源通过中央机柜分配到机器。这种真正的模块化方式在现场设置起来要容易得多，对于客户来说维护速度快，同时也明确了投资回报。将停机时间从2％减少到1％，明显节约了成本。
Goldman：很有意义。你之前提到了垂直设备……
Lange：第一代垂直电镀设备是6年前设计的，很多高端市场客户都在使用。目前，这些机器中约有30台正在生产，但需要更好的工艺控制，并需要降低化学药品的消耗。在今年的Productronica展会上，我们展示了新一代垂直电镀设备InfinityLine V +。这种新设计的目标是在在制板上实现更小的特征尺寸，并且最重要的主题之一是减少机器中的颗粒。我们已经开发出一种新的传送系统，但我们仍然保留着久经考验的夹架，用于悬挂在制板。我们知道皮带会产生摩擦和颗粒，所以我们采用一个外部驱动的滚筒系统，代替了原有的皮带驱动传送系统。在制板表面上方不再有移动的部件，因此可以完全保持清洁。
正如我所说的，我们的目标是减少机器中的颗粒数量。或者，也可以为正在推行高端在制板技术的洁净室配备安置这种机器。线宽和间距的尺寸正在缩小，如果我们正在研究垂直电镀生产线制造的PCB，我们今天要谈的是10微米，在不久的将来会达到5微米或更低。如果您参观了Productronica展会的B1厅，您会发现半导体技术通常可达到纳米级，低端半导体工艺会上升到微米级。这就是这两个行业接轨的地方：典型的半导体工艺超出了一般的规范要求，成本太高，而传统的低成本PCB工艺则无法达到规格要求。我们正在做的是拓宽PCB行业工具的工作范围，使之可用于半导体加工领域。我们正在进军有集成元件的电路板市场，这种板要求更小的间距和更高的精度。
这意味着该机器必须适合在更清洁的环境中运行。它必须无颗粒，这也是您看到的在此使用夹架的意义。这是我们的新版夹架，在基板表面上方没有任何移动部件。任何移动都在基板表面下方。产生的颗粒将落到机器的底部并被过滤掉。在我们的机器外，我们正在使用半导体行业所熟知的FOUP（前开口通用吊舱）来运输这种新的夹架。这是一个密封的运输容器，最多可以容纳15个夹架。该容器是一个干净的无颗粒环境，可提高工厂的良率。我们可以在这个容器里存放基板，在工厂里传送，运输时甚至可以经过可能不太洁净的工厂区域，然后进入下一个制程。
图2：InvinityLine V +采用创新的夹架，可实现PCB和基板的无接触安全垂直传送
Goldman：颗粒是从哪里来的？
Lange：颗粒一般是由可能有的任何移动部件产生的，但不是电路板自身。当然，如果您正在显影、蚀刻和剥离光致抗蚀剂，可通过过滤机器中的化学物质来去除薄片和颗粒。
Goldman：所以问题来自磨损。
Lange：在机器和自动化中的磨损。在展会上你会看到相当多的传统自动化。大多数系统基于工业机器人系统，具有各种轴承和电机，这些系统都会产生颗粒。传统的机器人系统从顶部抓取基板，并且在制板表面上方有许多移动部件。通过我们的通用装板机，我们解决了这个问题。
Goldman：这是我们以前从不担心的事情。
Lange：直到现在，它还并不是那么重要，是基板的价值和结构的大小推动了这种规范。我们从半导体制造业获悉，产量是每个工厂成功的决定性因素，对于每个公司来说都是如此。而这也是我们在此所做的努力。垂直生产线只是成功的一部分，我们相信未来的工厂将是全自动化的工厂。市场正在谈论工业4.0，它不仅仅是机器人和自动化，而且还与机器之间的沟通有关，这意味着要创建智能工厂。
在Schmid工厂的虚拟现实动画中，您会被传送到这样一个智能工厂——您可以看到我们如何使用自动化来装载/卸载机器，内部物流将材料从仓库带到机器以便及时进行加工。工艺配方由客户的MES系统控制，这样，您就真正拥有了优化的工厂，可以提高机器的可用性。在需要时就可以将材料放进机器，并且还可以让您高效地处理较小批量的生产。
今天的制造业将有所改变。今天，我们可以将板子叠放在一起，这样我们就可以轻松地在一个堆栈上安装150~200块PCB。如果发展到更高端的PCB，您就不能堆叠处理了，您需要将PCB单片化，一次处理一块。您可以通过夹架的方式将它们运输到悬挂的位置，并且不会再次触碰它们，也可以将它们放在单个的在制板托盘中。这意味着您可以运输30~50个基板，而不是将150个基板堆叠在一起，这意味着工厂的运输和物流将显著增加。可以通过投入更多人力用车运送产品来实现，也可以通过使用内部物流系统来处理工厂内增加的货物流量来解决。
图3：水平显影模块中的喷雾管
Goldman：你们必须为这一变化做好准备。这会是什么样子呢？听起来非常有趣。
Lange：是的，我们已经准备好应对这一改变。我们已经准备好适用于工业4.0的机器，并将它们与内部物流传运系统连接起来。在我们的研发实验室中，我们正在研究下一代加工工具，将在一两年后推出这些工具。
我们的观点是，PCB制造从众所周知的减成法变成半加成工艺。并且开始使用真空加工，包括真空沉积和真空蚀刻。您可以想象，对于具有精细走线和间距的PCB，表面形态将变得非常重要。表面粗糙度正在降低到50纳米或更低，湿制程工艺已经无法满足要求，所以我们正在研究对这些基板的真空加工。
Goldman：感谢您对未来的预见。还有什么想法和大家最后分享一下吗？
Lange：我认为这次展会证实了电子行业生产过程正在发生从减成加工到半加成加工的重大变化，而我们正在为这些加工提供解决方案。Schmid正在开发将在未来几年进入市场的新创新工艺。未来几个月内，将会有客户、技术领导者一起推进这一举措。我们正在讨论关于建立一个集成的自动化工厂。有很多感兴趣的领域，而我认为电子行业的发展方向已确定。我相信它会遵循在半导体行业所看到的类似发展，改善工厂，使之达到最高的产量和最低的成本。
Goldman：Rüdiger，非常感谢您接受我们的采访，与读者分享你的观点。
Lange：Patty，也谢谢您给我机会。
