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关于PCB行业如何配合新兴机器人快速发展?

创建时间:2025-02-24 10:02

 

 

在2025年中国春节晚会上,中国制造的人形机器人上台表演了整齐划一的舞蹈,随后机器人成为人人都在关注的话题。PCB厂商也将迎来巨大的市场机遇。面对这一趋势,有以下六大方向供行业参考。

 

首先,聚焦于高密度互连(HDI)与柔性电路板(FPC)技术。

 

在机器人领域中,传感器和控制器对布线密度有更高的需求,这为HDI技术提供了广阔的市场空间。然而,FPC则要求其具备良好的耐折性和轻薄特性,以适应机器人柔性关节的弯曲需求。因此,通过技术创新,如开发新型埋阻/埋容技术来减少外置元件数量,提升控制板的集成度,是实现FPC大规模生产的关键;同时引入卷对卷(R2R)生产工艺,降低FPC制造成本,以适应越来越多的机器人用PCB大规模量产需求。

 

其次,强化高频高速PCB能力。

 

机器人在视觉处理和AI运算等方面需要进行高速数据传输,从而提升计算效率。因此,采用低介电常数板材可减少信号损耗,而背钻技术则能消除高速信号的反射。此外,大功率伺服电机驱动板也需要高热导率的基材,以便有效散热。通过嵌入式铜块设计,可以优化散热路径,减少热源面积并降低功耗。

 

第三,推动生产自动化与智能化升级。

 

通过引入六轴机器人完成AOI检测上下料,以及Delta机器人实现FPC分拣装盒,这些措施能够大幅提升制造效率,缩短交货周期。通过AGV+机器人的组合,可以构建高度灵活的产线,以适应机器人用PCB的小批量、多品种订单需求。此外,部署MES系统不仅可以实现订单全流程追踪,还结合AI算法进行排产,进一步优化决策支持,利用数字孪生技术模拟PCB生产参数,最大限度减少试错成本。

 

第四,开发专用PCB解决方案。

 

机器人核心模组配套主要包括主控板和电源管理板。主控板方面,采用20层以上的HDI板,不仅可以节省成本、提高可靠性和稳定性,而且可以集成GPU/FPGA芯片,使其支持边缘计算功能,为机器人带来更强的智能化能力。电源管理板方面,开发高电流承载设计,搭配厚铜与增强散热孔阵列,可以确保电源供应稳定可靠,满足机器人运行所需的功率需求。针对特种场景的适配,服务机器人正在开发抗菌涂层PCB,以适应医疗、餐饮等环境;而工业机器人则采用三防处理,包括防水、防尘、防摔,以满足IP67防护等级。

 

  • 深化跨行业协同创新。

 

  1. 与机器人厂商联合研发。PCB企业应深入参与到机器人研发的早期设计阶段,充分利用自身技术优势,提供Design for Robotics(DfR)服务,推动机器人专用PCB标准制定,共同推动机器人产业发展。
  2. 与高校共建实验室。高校和PCB企业可以联合成立实验室,围绕新型材料、工艺和检测方法开展研究,提升PCB的柔性性能和质量,加快产品迭代速度。
  3. 联合开发AI驱动的PCB缺陷检测系统。基于大数据分析,利用AI模型训练,结合智能识别算法,提升质检效率,缩短产品上市时间。

 

  • 响应绿色制造与可持续发展。

 

  1. 环保工艺升级。采用无铅焊料与无卤素基材,既满足欧盟RoHS 3.0法规,又有利于人体健康。
  2. 推广水基清洗工艺。相比传统VOCs溶剂,水基清洗不仅环保安全,还能减少碳排放。
  3. 建立废弃机器人PCB回收体系。对废弃机器人PCB进行回收处理,其中贵金属回收率超过95%,实现资源循环利用。

 

规划:

  1. 短期(2025-2026年):重点布局HDI/FPC产线,完成车规级认证,切入协作机器人供应链。
  2. 中期(2027-2028年):建设智能化示范工厂,实现机器人用PCB全流程自动化生产。
  3. 长期(2029年后):主导制定机器人PCB国际标准,成为全球核心供应商。