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智茂科技深耕自动PCB分板机,助电子厂打造智能制造产线

智茂科技深耕自动PCB分板机,助电子厂打造智能制造产线

所谓印刷电路板(PCB)分板,对许多电子组装厂都是重要工序,旨在提高表面黏着技术(SMT)产线的生产效率。具体来说,PCB经常会被设计为一块大板,称为「连板」或「拼板」,然后透过「分板」程序、将大板切割为多个小板,最终再进入产品组装阶段。

早期许多厂商都利用手动、V-CUT或冲压等方式执行分板,碍于应力较大,易造成板上零件受损或接触性劣化,连带影响3C电子产品耐用度。近10多年来,多数工厂基于人力不足,加上消费者更加讲究品质,迫使业主必须不断增进切割精度,因而导入自动分板制程设备,以提高PCB可靠度。

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智茂科技总经理董文荣强调,为地球尽一分力量,是智茂研发团队的另一重要使命,将透过紧凑设计、节能零组件、智能制造的实践,来达到节能减碳。明云青

随着自动分板机市场加温,也让智茂电脑科技的营运绩效增色许多。主要是因为,智茂拥有近30款不同类型的分板机款式,定制化程度高、最能契合各个制造领域的生产需求,加上随着技术能量与时俱进,驱使分板切割精度、抗振动、抗粉尘等能力不断提升,也让智茂稳居台湾自动分板机市占率冠军,在对岸市场也居于领先地位,甚至目前已逐步将销售触角延伸至越南、印度、墨西哥与巴西等国。

因应移动设备崛起,聚焦研发自动分板机

智茂总经理董文荣指出,公司创立于1993年,初期以经营广播教学网络系统为主、产业自动化设备为辅。时至1996年,鉴于广播教学网络系统需求显着下滑,决定全面转向自动化市场,凭藉电子电机、程序设计与视觉自动化等技术根底,再补强机械方面的人才资本,积极投入电子厂SMT、PCB设备,发展一系列自动印刷设备,希望打破原本由进口设备寡占的局面。

「一开始不论研磨、钻孔、量测…等设备,智茂什麽都做、也未设定重点,导致研发布局上有些纷杂,」董文荣说,10多年前智茂做出重大决定,专注从事PCB分板机的生产销售。起初从Off-line离线分板机切入;直至2008年时因应移动设备市场蓬勃兴起,顺势专攻In-line在线全自动分板机,并强调能依照客户制程需求,提供最合适方案。

透过自动分板机,从空的电路板送入、到最终成品板产出,一整条线不需人力介入,再搭配不断精进的MES自动化连线功能,使客户得以朝着智能工厂、关灯工厂等目标大步前行;因效益显着,加上与其他制程设备相比相对便宜,让自动分板机的销量稳定攀高。迄至目前,分板机业务已占智茂逾九成营业比重。

综观全球,有能力生产自动分板机的业者约莫百家,从前只会做离线分板机的大量业者渐被市场淘汰。董文荣指出,以台湾而论,可生产自动分板机的厂商仅3、4家;也许有人好奇,台湾产制工具机的实力强劲,为何分板机供应商这麽少?此乃因为,自动分板机涉及诸多整合难题,不仅具备自动化、智能化元素,还必须兼顾品质可靠、交货迅速、价格合理等目标达成,门槛其实不低。

智茂具备机械设计、软件设计、视觉自动化设计、业务接单、客户服务一条龙实力,在经营体质上,可适应少量多样、快速应变的生产模式,故能将分板机做精做深。

采模块化紧凑设计,致力缩短交期

前面提到,智茂已发展出近30款分板机,总结来说可归类三大主轴,分别是移动设备、笔记本电脑 / 服务器、车用电子;因三类产品的零件厚薄不一、电路结构不同,故适用不同切割模式。以手机、平板、穿戴装置等移动设备来说,因零件薄、板子小,适合利用Tray盘做上板与收板动作,所以智茂针对此制程特性,发展出能从于上部切削的自动分板机,亦针对分板之前(上板)、之后(翻板 / 收板),分别开发对应的上板机(Loader)、翻板机 / 收板机(Turnover / Unloader)。

反观笔记本电脑 / 服务器、车用电子等产品,前者板子尺寸大,后者板子虽不大但零件很高,反倒都适合从下部切削,因此不管在分板机或前后辅助设备的设计上,便与前述内容多所歧异。总之智茂可依据其专业经验,为客户提供最佳的整线搭配组合。

董文荣说,电子工厂从头到尾各项制程设备,并非出自单一供应来源,彼此未必采用相同传输协议、意即大家讲的语言不同,因此各个设备适合走纵向沟通模式,从上位的MES系统来获取当下生产指令。换言之所有制程设备皆需具备与MES通讯的能力,分板机也不例外。

智茂的自动分板机已备妥PC-Based、Web Server或PLC等不同连线窗口,能听得懂各种MES惯用的语言,因此可在执行分板作业前,向MES询问前段工序的参数,以便做出因应调整;也可在分板后执行视觉检测,再将结果回报给MES。此外透过分板机的联网功能,也能撷取加工过的产品序列号,让用户在扫描二维条码后,即可立即获取精准的生产履历。

谈到视觉检测,智茂可支持多种模式,一是将检测功能内建于分板机,好处是较具成本优势,但既做分板又做检测,难免稍微拖长Cycle Time;另一是部署外部检测机,甚至可透过双台串联模式,将Cycle Time降至最低,惟成本较高。无论如何,智茂会依据客户前段SMT贴片制程的速度快慢,给出最佳的视觉检测配置建议;例如贴片的Cycle Time一般介于10~15秒,越接近15秒代表速度越慢,相对没有加速分板的必要,就适合走内建的检测模式。

董文荣表示,展望今后,智茂尚有许多要努力达成的目标。譬如在设计阶段,尽可能采用模块化紧凑结构,连带后续的备料、生产也都采取模块化模式。影响所及,智茂从接单到出货的周期,已从早期两个月、降至去年(2021)的30天,预计今年内再压缩至3周。

此外智茂利用部分AI技术发展出「智能编程」功能,让工程师只要利用CCD取像,即可结合系统分析,自动生成切割路径与切割路径程序,不需像从前般辛苦撰写程序;除可将编程作业时间从1小时减至5分钟,也能把人为失误降至最低。目前智茂已将此功能推向市场,期望让更多用户受益。

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