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科技專案成果

整廠整線監控 PCB產業化身智慧工廠
發佈日期:2023-11-07
單位:財團法人工業技術研究院
案例年度:2022
簡介:
在經濟部技術司科技專案支持下,工研院針對我國重點領域印刷電路板(PCB)產業,進行整廠整線的數位轉型,提供設備即時監控、優化製程參數,有效提升良率,協助PCB廠切入高階印刷電路板的供應鏈。

特色:

工研院 ▶ 帶動PCB產業邁向數位轉型

* 技術特色 
推動PCB產業進行整廠整線的智慧化轉型,提供設備即時監控、優化製程參數,結合AR、VR穿戴裝置與MR混合實境,提升少量多樣生產能力。

* 產業擴散  
與系統整合(SI)廠商聯策科技應用於3家以上PCB板廠、共7條生產線建置,創造產值近1億元。

邁入工業4.0時代,「智慧製造」成了熱門趨勢。在經濟部技術司科技專案支持下,工研院針對我國重點領域印刷電路板(PCB)產業,進行整廠整線的數位轉型,提供設備即時監控、優化製程參數,有效提升良率,協助PCB廠切入高階印刷電路板的供應鏈。

所有電子產品必備的基底板材PCB板,有「電子產品之母」的稱號,臺灣PCB廠的市占率更是全球第一。工研院機械所組長黃萌祺指出,我國智慧製造在政府大力支持下,已推行超過10年,從半導體產業開始,第二波則往PCB產業擴散。

過去的智慧製造技術,大多針對工廠裡的單站製程進行改善,但PCB產業多達十幾道製程,製程間的生產資訊缺少串聯,難以發揮整體效益。這次工研院最主要的突破,在於進行整廠整線的即時監控,藉由在設備安裝感測器,蒐集PCB製程參數,不僅隨時掌握設備生產狀況,更找出影響良率的關鍵因素,提供製程參數的優化分析。

安裝感測器 設備無痛升級

比如隨著終端產品越來越精密,PCB板的線寬也被要求越來越細,工研院從PCB製程蒐集共144項參數,透過關鍵因子分析,最終找出15~20項和良率最有直接關係的參數,如蝕刻液管壓、流速、流體溫度等,藉由改善這些核心因子,成功將PCB板的線寬誤差從±20%,縮小至±10%。

黃萌祺指出,有些廠商設備過於老舊,機齡甚至超過10年,缺乏即時監控參數的能力,但工研院透過安裝感測器的方式,而非將設備全數換新,「讓廠商用較少的成本達到設備升級,邁向智慧轉型。」

此外,過去PCB產業的機台設備,缺乏標準化的公版數據與資訊模型,所蒐集的數據格式不一,導致數位轉型不易。2021年~2022年工研院攜手國內PCB產業自發性成立的智慧自動化系統整合聯盟(iASIA),透過建立設備資訊的公版模型,針對不同廠牌同類型設備進行資訊串流,快速提供製程優化參數建議,打造資訊串接的共享經濟框架,強化軟體開發商及設備商整合服務能量。
 

結合AR、VR穿戴裝置與MR混合實境,當工廠人員巡檢時,設備資訊即時投影在生產線上。

▲ 結合AR、VR穿戴裝置與MR混合實境,當工廠人員巡檢時,設備資訊即時投影在生產線上。
 

AR遠端維運 打破空間限制

除了整廠整線監控,工研院也結合擴增實境(AR)、虛擬實境(VR)穿戴裝置與混合實境(MR),運用在設備的遠端維運上,設備均可透過物聯網機制即時呈現運作狀態。設備商不需進廠,即可在遠端協助現場人員依照畫面指示,排除機台問題。另當終端客戶有機密需求,不希望外部人員直接進廠,尤其適合。

2022年工研院攜手系統整合(SI)廠商聯策科技進行推廣,已將這項技術應用於我國3家以上PCB板廠等投入7條生產線建置,創造產值近新臺幣1億元。透過強化智慧製造的能力,大幅提高PCB廠的製程良率並縮小誤差,有助臺灣PCB產業進軍高階的印刷電路板與高頻電路板供應鏈。
 


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