电气工程师创造了一些世界上最复杂的技术。然而，尽管电子元件变得更小、更强大、更节能，但制造这些元件的一些过程仍然相当原始。
我们的许多读者都强调了在电子制造中变革内部PCB组装和其他低技术工艺的必要性。雷竞技最新app
我们收集了该领域的一些专家的观点来讨论这些过程是否真的可以自动化，以及为什么其中一些可能会保持原样。我们希望阐明为什么一些EE手工实践存在了这么长时间，同时也涉及到未来更大的自动化的可能性。
实践过程:过时还是必不可少?
工程师通常手动组装原型，尽管手动组装需要时间和精力，以抵消外包一小批产品的成本。然而，在更大的范围内，政府和私人机构将他们的设计交给第三方公司制造和组装是可行的。
纸质旅行者vs.数字追溯
当大多数人想到自动化工厂会发生什么时，他们可能会想到，嗯，自动化。但是Tempo Automation的制造副总裁Ryan Saul解释说，情况并非总是如此。
节奏自动化这家总部位雷竞技最新app于旧金山的电子产品制造商正试图通过使用软件自动化来加快制造原型所需的时间，来解决制造业中一些技术含量较低的痛点。
Tempo自动化公司的自动化设备。截图由节奏自动化
在讨论中工业控制系统中的网络弹性，索尔强调，例如，一些生产设施仍然使用纸旅行者。
“我想说，电子制造业在很多方面都是令雷竞技最新app人印象深刻和最先进的。我还想说，它是过时的，在许多设施中没有被现代软件改变，”索尔说。
“你可能会去制造医疗设备或可穿戴设备的机构发现——尽管这部分将在最先进的医院和医疗计划中运行——为了生产它，他们仍然在使用纸质旅行器。”
纸旅行者基本上是一张纸，工程师在纸上写下关于给定产品或原型的信息，以跟踪其制造进度，并概述完成PCB所需的步骤。
在Tempo自动化公司，Saul和他的同事们引入了一种新的策略，消除了对纸质旅行者的需求。工程师可以使用软件来跟踪产品在制造过程中的进展情况。这种新策略是基于数字可追溯和控制来料和过程制造。
Tempo Automation使用一个软件系统来跟踪制造过程的每个步骤。图片由节奏自动化
索尔解释说:“一旦我们开始，我们的每个板都由一个序列号控制，并在每次操作中被单独跟踪。”
“所以，我现在可以显示我们今天运行的所有作业的状态，它会告诉我有多少作业通过了短信——我指的不是作业，而是序列号。”
戈伯文件及其替换
另一个在电子制造中建立的过程是使用格伯文件。雷竞技最新app格伯文件中的标准坐标首次引入是在阿波罗宇宙飞船时代的末期，从那时起，它们只更新过几次。
Mark Hughes, PCB组装公司的研究员和内容作者先进的装配(同时也是All About Circuits的定期贡献者)，他认为Ge雷竞技注册rber文件存在这么久是有原因的。
休斯解释说:“你只有很多种方法可以创建一个电脑文件，说明‘这块板是2英寸宽，3英寸长’，或者‘这块铜垫是一个20毫米乘40毫米的矩形’，所以Gerber文件格式已经存在了几十年。”
Autodesk EAGLE控制面板中的Gerber文件。图片由欧特克
“然而，它是随着时间的推移而演变的。在20世纪90年代后期，扩展的Gerber格式取代了原始格式，然后扩展的Gerber被Gerber X1和X2所取代。这些文件格式包含与原始文件相同的数字信息，但添加了额外的信息。”
十多年前，引入了一些替代标准，包括OBD + +和IPC-DPMX (ipc - 2581)．这两种通用标准都用于在PCB设计人员和制造或PCB组装设施之间传递信息。
目前的行业趋势是2004年首次引入的IPC-DPMX (IPC-2581)标准。
全自动装配是否可行?
虽然在电子制造业实现完全自动化听起来是一个理想的最终目标，但就目前而言雷竞技最新app，这似乎是一种相当不可能的可能性。一些工程师评论了为什么他们认为制造过程的完全自动化在某些情况下是可行的，而在另一些情况下是不现实的。
PCB打印机:下一个大事件还是“制造业的简易烤箱”?
人们不时地讨论PCB打印机最终取代当前制造工艺的可能性。休斯认为这种情况短期内不会发生。
“台式机目前是制造业的简易烤箱，”他说。
“有一些高质量的台式PCB打印机(仅限于双层PCB)和台式拾取放置机。然而，这些机器造价数十万美元，生产的电路板质量相对较低。”
目前，从第三方制造工厂订购预制和组装的PCB比购买PCB打印机更便宜、更快、更容易。一些PCB组装公司，包括Advanced assembly，可以以相当合理的价格交付电路板——有时在一天之内。
机器的优点
虽然电子产品制造过程的完全自动化在不久的将来似乎不太可能，但仍有一些过程中，机器是必不可少的。
这方面的一个例子是层压，这是指手工将铜、铁芯和预浸料夹在一起并对齐的过程。然后，这些PCB层被放置在加热的水压机中，在这里，数吨的压力将它们永久地挤压在一起。
先进的组装设施在奥罗拉，CO.，截图使用的courtesy of先进的装配
Hughes评论道:“有些过程机器做得很好，有些过程人类做得很好。
“通常情况下，很难想出一个准确、可靠、低技术的解决方案来解决一个高技术流程。例如，挑选和放置过程，锡膏印刷，钻孔和路由。人类无论在速度还是质量上都不可能接近机器的性能。”
原型和对细节的关注
在PCB组装公司工作的工程师，许多流程现在是自动化的，仍然手工做一些事情。例如，他们检查pcb中计算机视觉模型无法检测到的缺陷，确定机器识别的特定错误的重要性，并手工修复这些错误。
在Advanced Assembly与Hughes合作的Sebastian Weber认为，有些过程很难大规模自动化，特别是那些涉及精确手工工作的过程。
韦伯表示:“在低产量、快速转弯的领域，特别是原型行业，所有的一切都很难实现自动化。
“这只是因为在早期阶段经常会发生大量的变化。我们经常看到客户需要大量的返工(跳线、电线、死bug、切割痕迹等)，这通常发生在小批量构建中，因为在发现设计问题之前，电路板是批量购买的。这些过程都是手工操作，很难大规模复制/自动化。”
传统装配工艺(上)与先进装配的第一件PCB制造工艺(下)。图片由先进的装配
韦伯认为，一些手工过程涉及太多的范围和变量，因此需要使用逻辑或计算分析来解释这些因素。虽然从理论上讲，人们可以绘制出所有涉及的变量，并随后设计出完成这些过程的技术，但这通常太昂贵和耗时。
Weber补充道:“在这一点上，人们需要客观地判断成本是否值得，因为机器设置时间通常比实际过程花费的时间更长，这并不能提供任何真正的ROI。”
“不要误解我的意思;高级装配一直使用定制软件，以帮助自动化数字数据流整个装配过程，减少安装时间，同时仍然保持质量14年以上。然而，在这样做的过程中，我们发现有些过程不一定能从完全自动化中获益。正如大多数事情一样，适度是关键。”
自动化制造的未来
尽管每天都在开发新的计算工具来实现人工任务的自动化，但EE制造过程的全自动化似乎仍是一种遥远的可能性。
即使自动化这些低技术含量的过程在技术上是可行的，它们也可能需要昂贵的设备和巨大的努力，最终使它们变得不方便或不可行。然而，这在未来可能会改变，特别是如果高性能计算工具和PCB打印机变得更便宜。
