工業4.0 CFX 介紹

davidou 2023 年 05 月 09 日

在工業4.0 下各種廠牌的機器必須要「說」同一種語言，才有辦法讓它們彼此分享各自的資料讓對方看得懂，所以IPC這個國際性的協會就發布了網際網路工廠資料交換(CFX)標準IPC-2591，該標準是用於設備通訊的隨插即用標準。且之後IPC又發佈了表面黏著(SMT)設備通訊標準IPC-HERMES-9852

Hermes標準（IPC-HERMES-9852）可實現先進的機器間通訊協定，而IPC-CFX (IPC-2591) 則提供了標準化的垂直機器連接。這兩項標準仿佛是為印刷電路板貼片生產缐量身打造一般，因而在工廠中快速得到應用。

上圖是一個標準產線的流程，可以看到有SPI、Mounter(SMT貼片機)、AOI(自動光學檢查)、Reflow(回流焊接)等機台

順序為

錫膏印刷機solder paste printing(SPP)- 把錫膏印刷在PCB電路板上
錫膏檢查機Solder Paste Inspection(SPI)-透過光學儀器檢查是否錫膏有印好
貼片機Surface-Mount Technology(SMT)-把電子元件快速的焊接在電路板上。通常一條產線可能會有1~4台一起運作加快速度
目視檢查或是直接AOI– 檢查看看有沒有焊接好，可以透過人工目視或是直接機器光學看(AOI)(可能會省略此步驟)
回流焊接Reflow-再次加熱讓錫膏能融化把元件焊接好，也稱之為烤箱
AOI- 一樣檢查看看是否有瑕疵
人工檢查- 完成後看是否需要人工隨機檢查看看是否都有正常可以出貨

下面是依些常見的英文縮寫說明

GUID	全球唯一標識符
ID	I標識符
IP	Internet Protocol互聯網協議
ISO / OSI	國際標準化組織/開放系統互聯
M2M	Machine-to-Machine 機器對機器
MES	Manufacturing Execution System製造執行系統
PCB	Printed Circuit Board 印刷電路板
SMEMA	Surface Mount Equipment Manufacturers Association表面貼裝設備製造商協會

SMT	Surface-Mount Technology就是貼片機，一種將電子零件焊接於電路板表面的技術。
SPI	Solder Paste Inspection就是焊膏檢查機
TCP	Transmission Control Protocol
XML	Extensible Markup Language

(圖片來源：EETimes China)

IPC 有公布了CFX的一些參考範例json格式，可以參閱他們的文件http://www.connectedfactoryexchange.com/CFXDemo/sdk/html/cfb57aac-b696-4c6c-b94b-f034b37daf26.htm

這邊也有CFX機台讀取的影片可以參考

錫膏印刷機solder paste printing(SPP)

將錫膏(solder paste)印刷於電路板再經過迴焊爐(reflow oven)將電子零件焊接於電路板上

錫膏印刷機（SPI）是一種用於表面黏著技術（SMT）製程中的生產設備，用於將錫膏印刷到印刷電路板（PCB）上的設備。SPI能夠測量和檢查印刷過程中的各種參數，包括印刷壓力、錫膏厚度、印刷速度等，以保證印刷的品質符合要求。

SPI通常由機架、印刷平台、壓力加強系統、銷子系統、掃描系統、影像系統、軟件系統等多個部分組成。印刷時，印刷平台會將PCB定位固定，壓力加強系統會施加一定的壓力，使得錫膏能夠均勻地印刷到PCB上。銷子系統負責提供錫膏，掃描系統和影像系統能夠對印刷過程進行實時監控和檢測，並反饋到軟件系統中進行分析和處理。

錫膏一旦印刷位置偏移太多就無法起到零件焊接的目的，錫膏量的多寡則可能造成焊錫短路(short)或是空焊(non-wetting)等缺失。

通過使用SPI，製造商可以獲得關於印刷品質的實時反饋，以便在製造過程中進行調整和改進，從而提高生產效率和產品質量。