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引领数字革命 FUJI的最新技术趋势
  2024-01-16      113

1.前言

作为半导体后工序产业链中的工厂自动化品牌,FUJI积极致力于面向未来的技术创新。物联网(IoT)技术正在彻底改变我们的生活和产业。物联网可以让设备相互连接并收集和控制数据,从而带来新的价值和可能性。但仅此还不足以构建未来所需的系统。

我们关注从物联网到万物互联(IoE)的演变。万物互联是将万物都结合起来,这不仅包含设备,还包括人、流程、数据等各种要素。通过这些要素的互联互动,从而打造出更先进的系统。IoE与我们的未来息息相关,与CASE(互联、自主、共享、电动)概念相协调,以探索新的可能性。

车载电路板和基站电路板作为IoE的一部分,对未来的发展来说至关重要。自动驾驶汽车和提供高速、稳定通信的基站将在IoE的发展中发挥重要作用。这些要素的协作将使社会、工厂变得更加智能化,并构筑一条通往未来的纽带。

  

万物互联的社会

2.工厂制程的下一个阶段

2.1 FSF(Fuji Smart Factory)的概要

本公司于2017年推出了FSF,并与前后工序设备的相关公司成立了FSF联盟,以共同解决用户的问题。其概要如下所示。

・FSF 1.0通过M2M联动和上位系统联动,连接工厂内的部分设备和系统以解决存在的问题。

・FSF 2.0的目标不只是生产线的自动化,还包括仓库等准备区的作业和搬运的自动化。

・FSF 3.0的目标是打造永不停歇的工厂,将工厂中的5M+1E数据自动汇总到统一的数据平台,分析效率、品质与基准之间的差距并自主反馈。

  

FSF 2.0的概要

2.2 FSF 2.0的现状

①贴装工序的效率化

本公司正在努力提高生产准备区的效率,例如料卷从自动化仓库出库和供料器位置导航。通过这一举措,实现了器材的准确导航,从而提高了准备工序的作业效率。  

用自主移动机器人(AMR)来搬运器材和供料器,使器材供应做到了既快速又准确。这确保了生产的顺利进行。

在贴片机这里,智能加载车负责自动更换供料器,即使生产线在运行也能快速更换供料器。生产率由此而得到提升。

  

用智能加载车供料

②加强生产线的联动

FSF Mobile Conductor软件可以将机器上发生的异常或警告发送到操作员的移动终端,促使操作员及早进行处置。这些通知将显示在智能手表和手持终端等电子设备上,以提示操作员及时应对。另外,还提供转发功能。如果工作人员难以响应或警告持续存在,则可以将信息转发给管理人员。还能与其他系统联动,向智能设备发送作业向导通知。FSF Mobile Conductor的引进减少了工作延误,有助于提高生产线的OEE。

  

通知FSF Mobile Conductor

FSF 2.0的发展是工厂制程向前迈出的的重要一步。通过这些创新技术和举措,制造业将可以更高效地提供高品质的产品。这为此迈出了坚实的一步。

2.2 FSF 3.0的展望

FSF 3.0将自主化和智能化作为更进一步的目标。它旨在通过整合数据汇总、分析、预测、自主控制和自我诊断等要素来优化制程。

①可视化

将提供实时显示贴装生产线的状态、生产进度以及实际与计划之间的差距的功能。这样就可以远程监控运行状况,并做出合理的决策。

②智能化

设备具有智能功能,可以实时了解自身的状态,感知变化并催促操作员及时采取措施。我们在努力建设能灵活适应不断变化的生产环境以提高制程稳定性的机制。

③自律化

还将推进自主控制,提高设备在无需人为干预的情况下就能自动找出操作步骤和判断标准并执行的能力。这将不断优化生产线,从而提高生产率和品质。

FSF 3.0的引进将带来很多好处,包括减轻操作员的负担、零经验即可操作、防止出错、节省劳动力以及OEE的最大化。这不仅有助于提高生产现场的效率,也有助于增强整个行业的竞争力。

3.车载电路板的应对计划

3.1 应对高密度

随着车载电路板的发展,应对高密度贴装已变得理所当然。电子元件贴片机NXTR采用全新的高精度模式,可综合考虑元件吸取中心、吸嘴的加工精度偏差等要素来确保高密度贴装的精度。这种高精度模式支持±15um的贴装精度,在应对当今复杂的电路板设计时也能达到很高的可靠性。此外,还采用了为了满足高速运行的分析技术和高刚性设计技术,使生产率实现稳定。

  

高精度伺服控制

3.2 解决品质问题

为了确保车载电路板的高品质,引进了异物检测功能(Mark and Parts Inspection,以下简称MPI功能)。MPI功能会仔细检查电路板贴装后的状态,只允许状态合格的电路板流向下一道工序。这种先进的检测功能不仅可防止不良电路板流出,还可以减少物料浪费和返修工时。

具体来说,MPI功能可在贴片机内完成贴装和检测,因此可以在不离开这道生产工序的情况下检测电路板上是否存在异物。这是MPI功能的一大优势。例如,这样就可以在贴装BGA和屏蔽罩之前,检查贴装区域内是否有异物,从而防止不良电路板的产生。不仅提高了品质,还有助于降低产品成本、提高生产效率。MPI功能已成为提高电路板贴装可靠性的重要元素。

  

异物检测功能(MPI)

3.3 对应大型接插件

在车载电路板上贴装大型接插件的需求日益增长。为满足这一需求,NXTR支持高度上限为50mm的元件贴装。

贴装高度调整(Placement Height Adjustment,以下简称为PHA)功能从元件接触电路板的瞬间开始进行控制,将贴装压力调整为恒定的压力值,以确保品质的稳定。这确保了在贴装大型接插件时,能对元件高度和接触条件进行很好地管理,从而实现高贴装品质。

此外,还借助侧光相机来贴装接插件。有些接插件会遮挡来自相机的某一侧的光线。新开发的广角侧光照相机通过改进拍摄技术从而提高了PIN针识别率。

贴装大型接插件时,通过这些技术的组合可确保高品质贴装。

  

PIN针很难被识别的接插件 

4.先进的基站电路板贴装技术 

基站和服务器电路板的特点是不仅元件数量多,还需要贴装大而重的元件。为此,我们推出了AIMEXR,它是AIMEX系列的原有机型的进化版。

4.1 对应大型电路板

AIMEXR大幅放宽了电路板的上翘限制,能够对应最多上翘7mm的电路板。以前,允许的电路板最大上翘高度为2mm,但这一限制已被打破,现在可以贴装上翘更严重的大型电路板。PHA功能在其中起了很大作用。由于传感器能实时感应电路板上表面的高度;所以既能防止因电路板上翘而过度压元件,又能防止因电路下翘而在空中就释放元件。

另外,还采用了新的校正技术,由此可确保电路板整体保持统一的高精度。这不仅提高了品质的稳定性,还大大增强了处理大型电路板的可靠性。

  

根据翘曲程度补正贴装高度

4.2 对应庞大的元件数量

基站电路板因其复杂性而需使用大量元件。为了解决这个问题,我们在AIMEXR身上做了几项重要的改进。

首先,通过使用轻质高刚性材料来提高机械手的速度。这有助于提高贴装效率和生产率。另外,将线性马达引进到了X轴,由此可以快速、准确地贴装元件,从而提高效率。

还采用了可以根据元件高度自动调节工作头高度的结构,从而优化了贴装动作并缩短了周期时间。

此外,虽然存在生产启动时间会增加的担忧,但AIMEXR正在积极解决与生产准备时间相关的课题,例如元件数量增加时的元件数据编辑等。通过前面提到的手段,我们做到了应对庞大的元件数量,还确立了高品质、高效率的制程。

  

优化工作头高度

AIMEXR可满足不断发展的基站电路板的需求,通过先进的贴装技术帮助工厂提高生产率。

5.未来的展望

本公司将继续为万物互联的发展和制造业的进步贡献自己的一份力量,并创造新的价值。先进贴装技术的发展不仅会提高工厂的生产率,还对工业的未来发展起到重要作用。我们将通过技术创新开辟新的制造领域,与客户共同打造美好的未来。

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