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如何提高挠性电路制造商的生产力

二月 14, 2019 | I-Connect007
如何提高挠性电路制造商的生产力

近日,I-Connect007的Barry Matties和Nolan Johnson采访了ESI的Shane Noel以及行业资深人士Mike Jennings,共同探讨了ESI新上市的CapStone激光系统。该产品的主要特色是可使挠性电路生产商的产量翻番。挠性电路市场不断发展,对于那些想要投资转入这一领域的制造商,Mike还分享了一些有关建议。

Barry Matties: Shane,可以先向我们介绍一下ESI公司吗?

Shane Noel:ESI是俄勒冈州成立时间最久的技术型公司之一,成立于20世纪40年代。最初,ESI主营军用和电子产品领域的测试测量业务。从上个世纪90年代末起,ESI开始转向挠性电路市场,研发出了面向挠性电路市场的激光钻孔产品。现在挠性电路业务已成为ESI的核心业务,但我们仍提供测试测量服务,我们也正逐步研发其他激光加工产品,例如HDI。

Matties:你的职责是产品营销经理吗?

Noel:是的。我担任挠性电路业务的产品营销经理。之前我负责管理挠性电路业务应用工程方面的工作,自然而然地我开始负责产品营销与管理。现在,我在首席产品经理Patrick Riechel手下工作。

Matties:我们最近收到了你们的通讯稿,宣布你们的CapStone新产品已经问世。不妨为我们简要介绍一下这项技术的概况吧。

Noel:CapStone以我们的挠性电路加工能力为基础并加以扩展。大约6年前,我们发布了5335系统,现在5335系统已经成为了挠性电路激光加工技术的黄金法则。CapStone利用了其中的一些技术并加以扩展,具备了更高的产量和生产优势,可使我们主要的客户群实现(其中包括世界十大挠性电路制造商)大批量生产。

我们的目标是较之前产品可以将产量提高一倍,从而给客户提供更好的拥有成本,同时提高良率和可靠性。我们还和一家世界顶尖激光器制造商合作开发上市了一种独一无二的激光发动机,这种机器可以利用我们在光束定位领域的专业技术能力,实现针对工作面的产量,这是很多以前的技术无法实现的。

Matties:在你们的通讯稿中谈到了该系统将速度提高了一倍。这是一项很了不起的成就,同时产品的价格也十分有竞争力,占用空间更小,产量却增加了。

Noel:是的。如果把产量增加一倍,那车间里大型机器的数量就要减少一些。在建造工厂的过程中,他们发现接到大订单时,需要安装大量的激光系统,这些机器填满了工厂,所以他们不得不再建造另一家工厂。这个问题一直困扰着很多客户。

Matties:这确实是一个瓶颈。

Noel:的确如此,因为你必须维护每个车间内的所有设备、所有系统,以及每个系统中的所有部件。就像你刚才所说,我们之前的旧系统已经是行业第一了,而新系统的产量是旧系统的2倍。我们之所以能做到这一点靠的可不是把激光头的数量增加一倍,这都得益于我们的光束传输技术。

Matties:我们之前谈到了数字工厂,也就是工厂的数据部分。你们的设备是如何整合这方面的策略的?

Noel:这是一个好问题。和行业中很多其他公司一样,我们正在研究如何提高系统的自动化程度,并添加更多诊断工具来更好地监控系统的正常运行情况。我们有一些可以整合到软件中的想法,例如让数据以更简易的方式导入工具中。目前使用的方式是用离线CAD/CAM系统接收客户的数据,然后将其转换成我们的工具可以使用的格式。我们目前在和中国台湾的一家公司合作,力求能够实现将客户的数据直接导入到我们的工具中,这样一来就不需要转换步骤了。

此外,我们还在研究如何实现与工具的远程实时通讯,这样就可以即时了解系统的使用状况,更好地预测何时应该对系统实施维修保养。

Matties:这是一个很棒的目标。你在这个行业中有多年的工作经验,期间有很多ESI设备上市。这个领域设备的更新情况如何?有没有可能一些客户并不想购买这个新产品,但却想配备其中的一些优势功能?

Noel:你提出的这个问题非常好。我们上一代系统中有些工具需要较频繁的保养干预,在新的系统中,我们根据客户反馈研发出了一些功能,包括比先前的系统能够更好地保护光路。新工具在设计的时候就改善了光路保护功能,我们将这一功能植入了旧工具中。客户可以只购买这一功能。你可以翻新旧系统,也可以购买添加了新光路的旧款工具。所有的软件功能、自动化功能都可以植入旧款工具当中。而且在我们的发展路线图中,我们正在计划提升准确性并将提升后的功能添加到旧款工具中。

Matties:Mike,你从事行业这一领域的工作已经很多年了吧。

Mike Jennings:今年是我在PCB领域工作的第43年。

Matties:哇,恭喜你啊!你见证了这个行业发生的巨变。在你看来,这个领域中最重要的变化有哪些?

Jennings:挠性电路领域一直都在变化。几年前,挠性领域主要应用于军事、航空、小批量生产、电缆更换、加热器等基础水平的技术领域。现在,挠性电路已经成了我们常用设备的基础要素。手机或平板电脑,里面有好几层用不同材料制成的挠性电路。

我们现在面临的最大变化就是材料本身的变化。5G移动电话即将面世,随着手机数据速度的不断增加,很多15年前就已经存在的材料(例如LCP),多年来一直无人问津,现在终于找到了他们的用武之地。特征大小、整体材料改变、更高端更先进的材料以及这背后的成本动因,都是发生巨大变化的因素。新问世的材料可能具备所有理想的电气特性,但除非它的成本范围是OEM愿意接受的,否则毫无前景可言。

就像是一个三条腿的凳子,这三条腿分别是制造商、设备供应商和材料生产商。这三条腿必须要保持一样的长度,否则你不可能安稳地坐上去。

Matties:你说到了一个很关键的问题。越来越多的领域开始应用挠性电路。对于那些想要转向挠性电路领域并考虑购买这类设备的制造商而言,你有什么建议?

Jennings:首先要做的就是去了解该领域的基本原理。你必须要首先了解裸板PCB制造的基础知识。如果你是裸板生产商并且正在考虑进入挠性电路领域,你一定要在现有领域保持一定的竞争力。你必须具备良好的工艺控制能力、工艺监督能力,因为你将会在生产过程中遇见一系列完全不同的问题,而且材料的尺寸稳定性比你之前遇到的材料要差很多,出现的层压难题也可能是你从未遇到过的。所以要先弄清楚该领域的基础知识。

很多情况下,我们发现问题之所以会增加是因为人们一开始就没有掌握基础知识:员工没有接受过培训、员工没有接受过综合培训、操作步骤或操作员不断更换、设备频繁变化、没有掌握设备的基本原理、不具备高质量压缩空气、真空程度不够。关于真空移除碎屑和真空压缩空气,在不具备充分基础知识的前提下,你涉及到的挠性电路工艺流程越多,遇到的危险就会越多。

Matties:Shane,你原本负责设备应用工作。面对新的职责,你都有哪些经验可以借鉴?

Noel:在产品管理方面,你会发现自己对所有事情都略知一二,却无法做到精通任何一个领域。所以客户来问问题的时候,他们不得不面向整个团队提出自己的问题。我能够在某种程度上缩短整个流程。在挠性电路制造和激光工艺方面,我虽说不上是无所不知,但比大多数人知道的多。客户可能会抱怨说:“我发现了一个空洞,或者是误钻出一个孔,我认为是你们的系统出了问题。”我会检查整个工艺流程和他们钻孔的方式,尽快找出导致终端故障的原因,简化这个问题。

帮助客户解决他们提出的问题,或者帮助那些反映客户投诉的销售员去解决问题并迅速做出回应、帮客户恢复正常运行,做到这一点就可以有很大优势。了解工具的技术性能,这样当我们遇到潜在客户不是将工具应用于挠性电路,或是需要我们的其他工具、或者要完成一个研究项目时,我们可以让应用团队专注于挠性电路方面的工作,为更多特殊应用找到有针对性的团队,帮助他们解决问题,从而提高我们应用团队在研发挠性电路工作时的效率。

此外,能够了解客户或用户与工具的常用交互方式。我们的工具有很多非常高级的功能,公司的普通操作员见不到,甚至想不到要去使用这种功能。如果普通操作员认为GUI是一个问题或者存在很多缺点,你也不必花精力去做出改善。把精力花在真正重要的事情上才是最重要的。

Nolan Johnson:Shane,我也想就此向你请教一个问题。你能否为我们详细介绍CapStone是如何通过光束定位器、光路和激光器将产量提高一倍的?

Noel:我先从之前的产品5335讲起。这款产品使用的激光器是21世纪早中期研发出来的,所以是第二代或第三代UV激光技术。这款产品非常可靠,运行良好,只是重复率很低。现在很多激光器制造商都在生产重复率较高的激光器和可靠性更强的激光器。有了这种新产品,我们想到市场中看一看新型激光器能为我们提供什么。

与我们合作的都是大型激光器制造商。我们先从他们的标准产品入手,一起对产品做出调整让其适配我们的工具。虽然标准产品的重复率范围较广而且可以针对一个重复频率做出优化,但我们选择了单个重复率并在此重复率下优化了激光器和系统性能,从而得到了该重复率下针对挠性电路加工的最佳激光特性,同时还延长了激光器的使用寿命,因为激光器不会随位置的不同而出现波动。

促使我们这样做的原因也是由于我们想要使用光束转向技术——也就是你们所熟悉的AOD——我们在5335中使用了这种技术,目前可在RF频率下运行,基本上属于一种可以控制光束的非机械方式。如果不会受到机械移动的影响,就可以用光速或者脉冲速度控制光束。

而且,激光器的特征还包括它的传送到工件表面的脉冲形状和脉冲能量,我们可以利用这些特征来处理一些较薄的材料组合和新研发出的材料组合。这是需要研究新激光技术的另一个原因。

Jennings:我们在22年前发布了我们的第一款激光钻头,随着技术的发展变化,现在我们已经研发出了第六代、第七代的激光钻头。这些年来,唯一不变的就是光束定位、激光能量和重复率这三个领域的不断进步。如果光束定位器比激光器的速度快,新一代激光器就会被研发出来超过光束定位技术。所以这两个领域在过去的20年中不断革新进步、不断发展。

Matties:你们的通讯稿中提到该系统可节省高达30%的开支。这一数字是如何计算得出的?节省的开支来自于哪个方面?

Noel: 这是一个好问题。节省的部分来自该系统为客户提供的经济价值。你可以想像,性能更好的系统可以为市场提供更高的价值。所以尽管Capstone系统比基础的5335系统标价高一些,但你要考虑到新系统的产量提高了一倍,而且使用Capstone产品可以让每块在制板的激光钻孔成本降低30%。

Shane Noel:ESI 挠性电路业务产品营销经理

Mike Jennings:挠性电路行业资深人士

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标签:
#生产力  #ESI  #激光 

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