东崎温控器在PCB线路板设备的应用案例
2026-04-24
PCB设备是生产电路板的相关机器设备。
电路板设备包括很多种相应机器设备，一般需要：贴膜机、曝光机、蚀刻机、AOI、排板融合机、层压机、打靶机、铣边机、、沉铜线、电镀线、绿油磨板线、前后处理线、丝网印刷机、表面处理相应设备、裁边机、电测机、翘曲机。
1.1 项目背景
某电子制造企业专注于高密度多层 PCB 板（主要应用于 5G 通信设备、高端服务器）的研发与量产，年产能达 80 万平方米。核心生产设备为蚀刻机，设备运行稳定性直接影响产品精度与生产成本。随着市场对 PCB 板高密度、高精度的需求升级，传统设备的温控与能耗管理短板逐渐凸显，需通过技术升级解决核心痛点。
1.2 核心痛点
1.2.1 温控精度不足
痛点：蚀刻反应的速率和均匀度与槽液温度高度相关，温度偏高会导致蚀刻过快、线条边缘粗糙，甚至出现过蚀刻；温度偏低则蚀刻速率慢、效率低下，还会造成蚀刻不彻底。
1.2.2 解决方案
一、核心作用
1.精准控温，维持工艺稳定性
蚀刻反应的速率和均匀度与槽液温度高度相关，温度偏高会导致蚀刻过快、线条边缘粗糙，甚至出现过蚀刻；温度偏低则蚀刻速率慢、效率低下，还会造成蚀刻不彻底。
PID 温控器通过比例（P）、积分（I）、微分（D） 算法的闭环调节，实时采集槽液温度数据，与设定温度对比后，自动调整加热或冷却装置的输出功率，将温度波动控制在 ±0.1~±1℃的高精度范围内，确保每一片基板的蚀刻条件一致。
2.自适应调节，应对工况变化
蚀刻过程中，槽液会因持续的化学反应、基板的批量投入、环境温度波动等因素产生温度变化。PID 温控器的微分环节能预判温度变化趋势，积分环节则能消除长期运行后的温度静差，避免出现温度超调或滞后的问题，无需频繁人工干预。
3.保护设备与槽液
当温度超出安全阈值时，PID 温控器可触发报警或自动切断加热 / 冷却系统，防止槽液因高温变质、设备因过热损坏，同时也能避免低温导致槽液成分结晶失效。
二、 解决的实际问题
（1）解决蚀刻质量不一致的问题
没有精准温控时，同一批次基板可能出现蚀刻深度不均、线路变形、残胶残留等缺陷。PID 温控器的稳定控温能让蚀刻反应速率恒定，大幅提升产品良率。
（2）解决人工控温的低效与误差问题
传统人工调节加热 / 冷却装置的方式，不仅效率低，还容易因人为判断失误导致温度偏差。PID 温控器的自动化闭环控制，减少了人工成本，同时消除了人为操作误差。
（3）解决槽液浪费与设备损耗问题
温度异常会加速槽液老化，需要更频繁地更换槽液；同时，设备长期在非额定温度下运行，寿命会缩短。PID 温控器的稳定控温能延长槽液使用寿命和设备运行周期，降低生产成本。
1.2.3 清洗工序控温不准
痛点：温控器控温不准会直接破坏蚀刻机清洗工序的工艺稳定性，引发清洗效果失效、基材损伤、成本上升等一系列连锁问题。
在蚀刻机的清洗工序中，PID 温控器的核心作用是精准控制清洗液的温度，通过优化清洗液的活性，保障清洗效果的稳定性和一致性，同时解决清洗环节因温度波动带来的各类质量与效率问题
不同清洗液（如纯水、碱性剥离液、酸性中和液）有其最佳工作温度：
例如碱性光刻胶剥离液，温度通常需控制在 40–60℃，温度达标时能快速分解光刻胶的高分子结构，缩短清洗时间；
纯水清洗时，适度升温（如 30–40℃）可降低液体表面张力，增强对微小残渣的冲刷效果。
PID 温控器通过闭环调节，将清洗液温度波动控制在 ±0.5~±1℃，确保清洗液始终处于活性最优区间，避免因温度过低导致清洗不彻底，或温度过高造成能源浪费。
PID 温控器可设置温度安全阈值，一旦超温立即报警或切断加热系统，保护基材和设备。
2. 技术方案设计
2.1 方案核心思路
采用 “高精度温控 + 智能能耗监控” 一体化集成方案，通过温控器、三相电表与设备控制系统无缝对接，实现 “温度精准调控 - 能耗实时采集 ” 的全流程管理。
2.2 核心选型
1. AI208X系列温控仪表
核心功能：支持多种热电偶、热电阻信号类型；采用模糊 PID 控制算法且自整定无过冲
2. DS9L系列三相电表
核心功能：能耗分项统计、异常参数报警、数据远程上传
3. TP系列温控仪表
核心功能：多种输入信号类型可选，多种仪表型号可选，具有测量显示、控制输出、报警输出、变送输出、RS485 通讯等功能
4. TEY系列温控仪表
核心功能：自由重组通信寄存器地址，提高通信效率 周波控制输出预约启动、恒温定时、斜率控温功能
以上温控产品均通过UL认证
技术核心优势“TPID微分先知引擎”
具有自主知识产权的东崎“TPID微分先知引擎”的微分先行模糊PID算法，是智能温控模块的技术核心，以微分先行的模糊推理控制算法，具有响应速度快，抑制超调，控制稳定性高，适应对象广等特点。在此项目中东崎公司创新应用了传统PID与模糊算法结合，优化了二自由度算法结构，构建了“快速实时采集-高精度测量--模糊PID动态调节-快速输出响应”的闭环控制，在快速响应的应用中得到了较好的控制效果。
3. 应用实施效果
（显影机应用图片）
（烘烤箱应用图片）
（蚀刻机应用图片）
（蚀刻机应用图片）
3.1 合作客户介绍
某电路板设备有限公司：
是一家集研发、制造、销售、服务为一体的印制电路板（P.C.B）和光电产品（如TP、LCD等）自动化生产设备的供货商，是中国及世界最大的线路板设备供货商。是业内线路板设备行业的龙头企业，目前与我公司合作已有十多年，一直以来我公司配套供应AI208X系列温控表和DS9L系列电力仪表。
3.2 关键指标改善数据
| 评估指标 | 设备能耗 | 改造后状态 | 改善幅度 |
| 层压工序温控精度 | ±5℃ | ±0.2℃ | 提升 94% |
| 层压工序良率 | 89% | 98.5% | 提升 10.7% |
| 设备能耗 | - | - | 降低 12% |
3.3 分项效果说明
3.3.1 产品质量提升
热压过程温度波动从±5℃降至±0.2℃，测试（10万次）合格率提高23%
热压周期从180s缩短至150s，单日产能提升16.7%。设备调试时间从4小时/台降至1.5小时/台
3.3.2 成本优化
能耗成本：通过单设备能耗统计，优化生产排班（峰谷电价时段错峰生产），单台层压成型机年节约电费 9.2 万元，12 台激光钻孔机年节约电费 7.8 万元，整体年节约能耗成本 136.8 万元；
维护成本：故障排查效率提升，设备维修成本下降 35%，年减少停机损失约 50 万元。
3.3.3 管理效率提升
通过温度曲线大数据分析，推动良品率持续提升，实现工艺参数的数字化管理。
4. 总结与扩展应用
4.1 应用总结
通过在 PCB 层压成型机、激光钻孔机中集成高精度 PID 温控器与智能三相电表，成功解决了传统生产中温控精度不足、能耗监控缺失、运维效率低下的核心痛点，实现了 “提质、降本、增效” 的目标，为 PCB 高端制造提供了可靠的技术解决方案。
4.2 扩展应用场景
该集成方案可直接推广至以下生产设备：
适用于锂电池行业、挤出机行业、医疗设备 等对温度精度和能耗成本敏感的高端制造场景。
4.3 后续优化方向
新增 AI 算法优化：通过机器学习分析温度与能耗数据，实现温控参数自优化与能耗预测；
拓展物联网接入：支持 5G/LoRa 远程监控，实现设备状态实时预警与远程运维。
设备改造前后效果对比图：
改造前
改造后
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