通过各类相关文章，我们已了解了改变制程以适应工业4.0、物联网（IOT）和智能制造要求的重要性，了解了通过改进通信、监控和分析，优化工艺及提高生产效率，确保电子制造自动化的重要性。我们都知道合适的系统在其中将发挥重要作用，但是我们是否确保已实施未来工厂所要求的必要制程？为了规划智能数字工厂的实际制造顺序，需要运用适当的传感器技术收集和评估所有必要的制程数据，并将这些数据汇总起来，以推动增值制程的改进。
智能解决方案所涉及的领域之一是回流焊设备和焊接制程。随着电子元器件和PCB越来越小、越来越复杂，回流焊设备和焊接制程越来越难以完成可靠性生产。这些复杂的组件要求每个单独的焊点都是精确的，并且在组装完成后不需要返工。在实践中，通常通过光学或基于测量的标准和公差来判断焊点的质量，但是，识别客观的和可对比的参数通常很困难，这恰恰是创新软件在焊接领域成功应用的关键所在，可以解决目前的难点痛点。
焊接制程中依赖高度先进的设备，以成功焊接各种形状和尺寸的组件。这就需要设备具备更大的灵活性、更高的自动化程度，以及生产过程中可自我优化的能力。有些公司已认识到这一需求，并正在设计智能系统，这类系统包含能够监测焊接系统各组成部分状况的智能传感器，并允许进行预防性维护，目的都是为了提高对生产状况的管理能力。
在焊接系统中，智能软件和计算能力变得越来越重要，尤其是在优化维护间隔、更精确的制程定时以及监控能源消耗方面（图1和图2）。
图1：智能解决方案正在影响制程，如Rehm Thermal Systems的Vicon软件
回流焊接设备目前主要在控制功能、能耗、可持续性和制造效率方面进行优化。它们可以与生产线监控系统连接，该系统可将数据转发给MES系统和ERP系统。回流焊接设备中采用的软件允许跟踪模型传送制程数据、系统状态、警报和其他信息。
这是一个重要功能，因为它避免错误的预计。由于PCB具有不同的厚度和元器件密度（所有这些都要求采用不同的温度曲线），通过优化每个新组件的温度曲线，使加热条件控制得当，可减少由于不恰当的焊接温度曲线造成的失效。
智能软件解决方案包含可靠的工艺控制系统并可在线监控设备。领先的回流焊接设备制造商对该技术进行了微调，开发了一个由监控工具和各种模块组成的闭环系统，每个模块都可完成各自的任务。模块从系统及监控中获取大量数据，基于此，主软件编译这些数据并对其进行评估，比如可为各种温度曲线指定的固定参数等。如此，智能系统在未来可满足按制程开发数据温度曲线的要求。表1比较了当前和未来纳入信息系统的选项。
表1：将回流焊接设备纳入信息系统（资料来源：Rehm Thermal Systems）
为了继续开发与回流焊接设备的数据交换功能，以实现基于计算机的控制过程算法，需要新的智能传感器和软件组成，它们能够通过数据基础设施建立众多的机械设备、电子系统要素，以及待生产的产品之间的通信连接。
该智能软件的一个实例是Rehm Thermal Systems公司的VisionX系列产品Procap。该工具可监控每个产品的热风回流和对流传导时对焊接稳定性的影响，通过使用温度比较测量跟踪焊接制程的变化，实现最佳制程可追溯性。该系统可检测设备中每个区单个PCB的具体传热性能，并通过Procap软件评估该信息。图3显示了PCB通过时Procap传感器的典型温度-时间曲线，图4显示了Procap的屏幕截图。
图3：PCB通过时Procap传感器的典型温度-时间曲线
可对连接到产品数据库的当前测量数据进行连续评估。然后，Procap将特定温度曲线和(或)产品的目标值保存为基准数据，并将当前收集的数据与该基准进行比较，从而得到特定的可用信息。在生产过程中，可对每种产品进行验证，证明所选程序适用于待回流焊接的PCB。通过获取单个传热数据，Procap系统可实现PCB与回流焊接设备的间接通信。
Procap软件还允许增加特定制程的可追溯性要求以及其他功能。在用户的ERP/MES系统中，可以根据精确的电路板识别码存储特定PCBA的焊接温度曲线，使质量部门能够在需要时分析和提取重要信息。在识别和测试PCBA可能的回流温度曲线时，它还增加了特定的工艺优化功能，通过提供可量化的热测量数据和光学IPC检查，以确定最佳焊接温度曲线选项。
将焊接系统与先进的软件和适用的智能传感器结合起来，不仅可以加强过程监控，而且在测量数据及与专家系统进行通信的基础上有助于预测故障并触发维护过程，做到实时分析、定量测量。
找到和利用未来的关键技术以实现智能制造对于制造业的长期成功至关重要。配有智能传感器和高级软件的回流焊接设备将智能监控设备的各组成部分，同时集成网络和数据收集功能后，这些设备在未来智能工厂中将如鱼得水。应用高度发达的系统和软件，电子制造商将智能优化生产率和盈利率。
作者：Joe Booth，Altus Group Ltd.,业务开发和市场营销经理
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