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PCB007技术编辑Pete Starkey的一天

二月 02, 2017 | I-Connect007
PCB007技术编辑Pete Starkey的一天

Iconnect007的Pete Starkey通常都是在采访别人,最近当我和他一起在他的老家英格兰博斯沃思市场的时候,他出现在了麦克风的另一端。在徒步旅行和园艺工作之余,我们找了点时间聊聊Pete在PCB行业的丰富经历,以及多年以来他所目睹的制造过程的改变和惊喜。

 

Barry Matties: Pete,我们现在可以说正在你的老家。

Pete Starkey: 没错,在我的老家。

Matties: 那让我们从你在这个行业内的一些经历开始聊起吧。

Starkey: 你有多少时间呢?

Matties: 好吧,这条路大约还有三英里长,可以边走边聊。

Starkey: 好的。我以前在当地的技术学院和理工学院学习化学,并获得了应用化学的一级荣誉学位。在我的家乡考文垂,有一个叫做Courtaulds的化工和纺织集团,他们有个很大的研究机构,我在那里的研究部门工作,度过了非常快乐和相当富有成效的几年。

Matties:你在那里进行什么样的研究呢?

Starkey: 当时他们主要研究人造纤维的化学组成和制造工艺,但是他们的生产线中有一条是从事轮胎加固。当时他们大力发展纺织轮胎加固,并在这一块非常有名,但后来开始流行用钢丝加固轮胎。他们成立了一个合资公司为汽车轮胎生产钢帘线,对于相关的金属加工工艺,我做了很多实验和研究。虽然我很乐意在研究部门度过我的整个职业生涯,但他们觉得我应该去从事技术管理。

于是我就在一家制造钢帘线和相关金属加工工艺的工厂担任技术经理,但我并不觉得那是我想要待很久的地方。因此我就接受了考文垂一家叫PMD Chemicals的小公司的职位,事实上那家公司将很多大品牌引进了电子元器件和PCB行业,可能其中最著名的就是Shipley。

在Shipley开始独立销售前,他们曾经是Shipley的分销商。我在那里负责研发,并且参与流程开发和设备开发。曾有一段时间,我觉得那是每个人的目标都是为Shipley工作。后来

Shipley在考文垂开设了一个职位招聘一位技术服务工程师,我获得了这个职位,从那时起我才真正在英国进入了印刷电路板这个行业。

Matties: 那是那一年?

Starkey: 那是在70年代中旬,在英国我们大约有400家PCB公司,从最基础的夫妻老婆店到大的OEM工厂比如International Computers、Ferranti和British Aerospace。我很享受我作为技术服务人员的时光,但我发现我离家太久了。所以我找了一个离家近些的在英格兰中部的PCB公司担任技术经理,直到我被另一家供应商公司邀请继续上路,那个时候这家公司叫做Dynachem,后来变成了Thiokol,后来又变成了Morton,后来被并入Shipley所在的集团,再后来又被并入Dow所在的集团。

我在那个职位上干了一段时间,然后被邀请加入MacDermid担任技术销售工作,尽管在那个时候技术销售更像是技术服务。如果你想要卖产品,你不是按价格去卖,而是要看你是否能让它工作并且提供技术支持。作为一名服务人员我有着非常好的声誉。我能够让东西工作也能修好坏掉的东西,无论它们是否和代表的产品线相关。在那个时期,如果你是个不错的技术服务人员,如果一个星期过去了你却没有被给予一个技术经理的职位,那那个星期简直糟透了。你需要拒绝很多、很多、很多的工作机会。但当时我加入了一%Bkey: 说实话没有什么事情让我感到特别震惊,但我记得在70年代末80年代初的时候,那时我还在Forward Circuits担任技术总监,有人拿了一块有问题的电路板给我,对我说:”你能帮我把它拆开然后给我一点意见吗?”我看了看就把它拆开了,那块电路板做得并不是很理想,基板材料也不是很好,制作工艺也并非那么精良。我就问那个人这块电路板是哪来的。他说来自台湾。我说:“你开玩笑吧?那一切就合理了。”我想这大概就是最令我震惊的事情。这个情况可能和英国的摩托车工业类似。我们曾是摩托车工业的全球领导者,无人能够企及。当日本的Honda, Suzuki, Yamaha, 和Kawasaki开始制造小型摩托车的时候,英国摩托车工业就看着他们说:“不能对我们构成威胁。“他们继续按部就班。他们大多依靠多年前的设备和投资继续生产。这个行业的普遍态度是:”我们一直都是这样过来的,将来也会继续保持下去。“但实际上这是一种自负。这个行业充满了这种自负,除了目前英国硕果仅存的制造商Triumph,他们的大多技术都借鉴了Suzuki和Kawasaki。英国的电路板行业也走了相同的道路,我觉得人们热爱风险资本,像Viasystems,将欧洲范围内领先的公司都收购了,这却并未 给我们带来什么好处。然而这算不算让我震惊的事呢?我想这应该是在我意料之中的。

Matties: 很多人并没有预见到。

Starkey: 这个行业曾在英国排名400多位,然而现在它变成了即使你很用心地找也只能找到30家公司的行业。而你在德国却能找到好几百家这样的公司。这就是这个行业在英国的走向。那些能够留下来的人,都是一些有远见的人,他们并不像大多数人那样自负,他们持续投资,持续发展,持续保持专业。他们是非常专业的公司,他们服务于那些由于种种原因对质量和服务要求既安全又保密的行业,这些行业更倾向于与当地可靠的供应商做生意,而不是从国外购买材料。

Matties: 没错,我认为在美国也存在同样的情况。从技术的角度来说,你觉得现在的科技发展速度和水平与你预想的一样吗?

Starkey: 非常诚实地说,我认为技术方面唯一显著的变化是HDI时代的开始,微孔时代的开始。在我从事制造的那些年,所有的通孔、盲孔和埋孔都是由机械钻孔而成的。这是从90年代开始的变革,起源于日本。我能回忆起由我们的贸易部门发起的多次科技任务,探索”Microvia”的神奇世界,据说那是一个离日本很近的小岛。

再次强调,许多技术是进步是又OEM驱动的,而不是由自由市场驱动的。我觉得当我还在英国电路板行业的时候,重大的转变都由OEM厂商走向自由市场,因为OEM才是技术所在。对于OEM厂商来说,每个人都可以制定自己的规则和标准,但那往往会导致代价很高的操作。所以人们就单独的为这些OEM开设和提供制造服务,因为这样会更具成本效益。因而,需要标准化来让他们能够为一般市场提供相同的产品,或是满足相同标准的相同的服务。这个行业不得不开始采用标准,我早期职责的一部分就是在当时建立英国标准的评价体系,后来扩展到欧洲和全球可接受的标准评价体系。这是发生在我从业生涯的早期。

最早一代的技术——也就是我们接受的镀通孔和多层技术——来自OEM工厂。微孔技术大部分来自日本的OEM工厂。主要的技术变革是激光钻孔而不是机械钻孔。

Matties:  刚看到好像是Schmoll,能把钻孔尺寸做到头发丝的一半大。是Schmoll吗?

Starkey: 是的,那是Michael Weinhold在EIPC大会上的发言的一部分。因为Michael在远东有一个非常好的关系网络并且在日本度过了好多年,也很重视参加JPCA展。我们以前用机械进行钻孔,孔径在0.6, 0.5, 0.4, 0.3毫米,0.1毫米大致上就是一个极限。后来激光钻孔技术使机械钻孔黯然失色。激光钻孔有点像炸出一个孔,而机械钻孔则是从你希望的地方把材料切割掉。他看到了机械钻孔的样品,以及30微米趋近20微米的钻头——拥有机器是一回事,而拥有能够在机器上使用的工具是另一回事——这再次拉开了新一代的技术的序幕。

Matties: 就是这么回事,有电路板技术,也有实质性的电路板制造技术、我们用来生产电路板的设备。现在我们进入了喷墨和喷涂的时代。生产工艺有没有如你所料的发生变化呢?

Starkey: 老实说,设计师们倾向于在一个封闭的环境中工作,并且他们只是自己推测一些关于制造工艺方面的事情。他们读了一张材料数据表,然后给自己设定一些设计规则,但并不能深层次理解那些在制造工艺另一端的可怜的人们。接着,到了生产线的下一个阶段,PCB制造商也并不了解在装配工厂会发生些什么,而装备人员又不知道PCB行业标准中材料和加工的局限在哪里。包括我在内的好多人在过去的很多年尽了很大的努力来鼓励设计师们去理解制造工艺。

我花了很多很多年制造那些——如果你眆名为Forward Circuits初创公司,就在英格兰中部这边。我猜我可能在工资榜单上位列12名。我和他们一起度过了很长时间,直到他们成为英国最著名的技术公司之一。

Matties: 你在那里待了超过15年?

Starkey:是的,我在那里待了超过15年,从技术及质量经理开始,然后晋升为技术总监,并且担任了7年的管理总监。我离开后不久,Viasystems的人进来了,并且接管了欧洲PCB产业的最顶端。

Matties: 你是在什么样的情况下离开的?

Starkey: 因为在我无法企及的公司层面进行了一些重组,到了一个我不该再继续担任技术总监/管理总监的阶段。公司对我进行了补偿,并且花钱让我不要继续踏足英国的这个行业。所以我就借此机会作为一名技术顾问去了尽可能远的地方。我在欧洲、印度、南非和美国都度过了一些快乐的时光,基本上一路走一路就和过去和解了。在某种程度上,我能成为技术编辑,主要是因为在我之前的几份工作中我能够写不错的技术报告。这是我在过去大约15年的时间里唯一真正有薪酬的职业。

Matties: 在过去的那么多时间你目睹了这个行业诸多的变化,就这些变化而言,那些使你感到最为震惊?

StarB过实际的材料性能和加工能力的话——可能并不应该被制造的东西。我想是材料和加工以及技术服务的背景帮助了我。对于制造技术,很多金属加工工艺正在渐进地发展,但是并没有根本的改进。

对于成像技术,原始的印刷电路是丝网印刷的,然后引进了光刻胶,但那是液体光刻胶,虽然发挥了很好的作用但是使用起来非常麻烦。然后杜邦发明了干膜光致抗蚀剂的概念,那是一种彻底的改变,因为它意味着只需要一个非常简单的程序你就可以用干膜抗蚀剂精确的成像。干膜再一次取得了渐进的发展。液体抗蚀剂被再次引进,并且液体抗蚀剂被使用在细线内层中时表现得十分出色。

用光刻胶进行成像的实质性技术向前迈进了,然而最初的时候都是使用图形接触印刷。光刻胶的模板是一个人在绘图板前用一张描图纸、一些胶带和一些象征着轨道和配圈的符号制作而成的。然后制图师会将它调节到合适的尺寸,制造出一个可以用来成像的光刻胶模板。这后来发展成用CAD系统进行设计,然后将CAD的输出用光电绘图仪进行制图,这能够带来非常精准的成像但是速度非常慢。接着出现了激光光电绘图仪,它不再一点一点地绘制图像,而是能像光栅扫描图像那样绘制整个图像,由此又成为了新一代的绘图工具。

同样的,对于PCB制造过程的前端,如果你不想任凭绘图师摆布,你也可以直接接收CAD数据。你可以准备自己的预生产工具,然后直接根据CAD用你的激光绘图仪绘图。接下来你可能要问:“为什么使用模板呢?”如果你既有数据又有绘图仪,为什么不呢?然后会有Orbotech这样的公司带着直接成像系统找上门来,拿出模板。那是直接用于工作的电子成像,但并不是直接成像,因为你仍然需要使用光致抗蚀剂。你依然需要镀整个表面,用激光成像系统选择性的曝光你想要曝光的地方,但是你仍然需要进行加工来去除不需要的部分。

与此同时,还有一个电子直接成像系统,那是一个真正的直接成像系统,就是我们说的喷墨系统。人们用喷墨系统尽情发挥,而我也和喷墨系统打了20多年的交到。如果你仅仅只是用肉眼看,那么在一张纸上绘制好看的图像会相对容易些,并且你对于那些轻微的瑕疵不会那么挑剔。肉眼补偿了那些轻微的瑕疵,但蚀刻机并非如此,所以PCB制作工艺要比图像处理要求高得多。大多数的喷墨系统是由图形成像系统发展而来的,但它们并非终极解决方案,因为你用喷墨系统获得的分辨率和清晰度不及你用光刻胶和LDI系统获得的分辨率和清晰度。如果你仔细观察喷墨图像的边缘轮廓,它并没有用光刻胶获得的锐度高。

我觉得我们到了一个正在推动PCB技术限制的阶段,但还有一定差距。如果我们看一看半导体行业在成像技术方面做的那些,就会觉得两者之间正在不断趋近,然而我认为两只之间还是存在需要很长很长时间才能弥补的技术差距。真的,当你注意近些年来嵌入式组建所取得的一些发展,你就会发现在某种程度上正在进行技术结合。然后你就会在责任和义务方面有一些顾虑。如果PCB制造商只是制造裸板,那么他就可以进行制造、检测和按标准测试。他可以就此结束然后剩下的就是别人的责任和需要关心的事了。如果他需要介入含芯片的裸板制作过程中间阶段,那么谁来为装配完成交付后保证芯片的功能完善这件事负责呢?这类的顾虑有很多。

老实说,如果你看看20多年前被认为是消费类电子产品的那些东西,那些都是为粗糙的设备生产的粗糙的印刷电路板。而如果你看看现在的消费类电子产品,并且如果你认为移动电话之类的东西也该被归为消费类电子产品,从技术上看,它们只是存在于智能电话中的互联技术。这令人印象深刻,但同时也很可怕。凭借现有的材料、图形处理技术和金属加工工艺,你还能将技术推动至多远呢?

Matties: 我想我们很快就能了解了,因为消费者们毫无疑问正在要求越来越多的东西。

Starkey: 现在的芯片上有这么多的互联和这么多的功能,但是你仍然需要将那些单独的硅元件连结起来。尽管你从芯片自身得到了越来越多的整合,你仍然会需要某种新形式的PCB作为互联系统。

Matties: 你会给当下的印刷电路板制造商一些什么样的忠告呢?

Starkey: 很难找到一个严肃的答案。我倒是能给一些歪点子。也许对制造商来说最好的事情莫过于能找人买下他的公司,那他就能靠收益过上舒适安逸的生活。

Matties: 听上去像是个严肃的答案(笑)。

Starkey: 但是愿意收购那些不那么成功的PCB公司的人越来越少了。很多公司关门了。一些公司被接管并合并成集团,但更多已经不存在了,因为他们不能跟上市场的脚步也无法获得投资。

Matties: 对于那些找不到收购者,或者只是单纯的热爱电路板行业的人,你有什么样的建议呢?

Starkey: 他们的未来是要去寻找可以沟通的客户,可以满足的客户,并且这个客户要能为他们提供的良好的制造服务支付客观的报酬,因为PCB制造商们并不制造最终产品。他仅仅只是提供制造服务。如果他能找到一个合适的客户,那么在大多数情况下,它就能够存活下来,就像现在依然存在于英国和欧洲的那些制造商那样。他们找到了合适的客户。他们发展或发明了能够满足客户技术需求的技术。他们给予客户期待中的服务和支持,并且客户为他们的服务支付酬劳。这就是他们的未来。单纯的在欧洲和北美制造大量的PCB是没有前途的,因为在别处还有很多公司,他们被大规模投资,并且能够从事具有规模效益和成本效益的生产制造。

Matties: 还有什么别的你想要同大家分享的吗?

Starkey: Barry,今天接下来的时间我们可以散散步,我像我们已经聊了够多了,我已经觉得有些无聊了。

Matties: Pete,我非常感谢你对这个行业付出的时间和服务。毫无疑问,你能成为我们团队中的一员真实太好了。我们都非常爱你。

Starkey: 你太客气了,Barry。非常感谢你。

Matties: 谢谢, Pete

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