据德国电气工程师协会(VDE)的IKT 2020调查报告：许多市场未来50%以上的新产品都涉及到信息和通讯技术。对于一些传统领域的、中小型的、产品结构化的企业来讲，例如对于机床设备制造领域中的企业来讲，其电子元器件的研发和生产越来越多地要依靠其掌握的专业技术知识和技能，也会遇到越来越大的成本费用障碍。这就迫使他们不得不把全部的、或者部分的生产任务委托给专业技术服务公司来完成，以便能够集中全力开发自己的核心产品。

更高的质量和供货能力要求

具有电子产品自主研发和生产能力的企业都知道业内当前的要求：电子元器件的功能要越来越多，性能要越来越强大，但体积却要越来越小。对电子产品的质量、生产制造工艺和快速供货的要求也在不断提高，同时电子产品生产过程中成本费用的压力也越来越大。电子产品生产厂期望元器件生产厂能够在提供高性能要求、高质量的产品时给予最低的优惠价格，例如生产带有BGA(球脚数组矩阵)封装的多层印刷电路板。为了能够得到价廉物美的电子产品，就要通过最新的先进生产制造工艺技术(例如选择性锡焊技术)以及最有利的采购价格来实现，并且也要在生产制造过程中保证无缺陷的封装。

许多生产厂商已经在使用HDI(高密度互联)技术，以便进一步提高布线和封装密度。高质量的多层电路板对生产制造提出了很高的要求，因为它需要像Fuji-NXT-Linien那样的高精密性生产设备，需要丰富的专业技术知识和经验，以保障生产的产品能够符合严格的公差要求。例如，球脚数组矩阵封装的结点可高达1500个，典型的主板就可能有1700个表面安装的元器件(SMD，表面贴片器件)，有着像0201那样小的元器件和25µm的元器件封装定位公差。另外，每一个组件中的元器件数量也大幅度增加，从而使一条生产型的元器件准备工位可以多达300个，实现SMD封装的大批量生产(图1)。

图1  高端SMD（表面贴片器件）晶体管自动加工设备（多模块结构型）能够实现SMD封装的大批量生产

越来越复杂的主板还在不断更新换代，在这种情况下，电路板的生产厂商理所当然希望能够尽快地生产这类产品并投放市场。尤其是在一种新产品上市的时候，投放市场的速度对OEM生产厂的效益有着决定性的作用：企业的整个生产经营过程都要协调一致，从快速的元器件采购到第一件样品的试制。就连生产的启动阶段也多少有了变化：例如设计时间的缩短和元器件封装表。可以说：无缺陷生产制造需要产品研发和产品生产双方密切的合作，因为他们任何一方在主板BGA封装中的失误都要使企业支付昂贵的学费，甚至会击垮一个企业。

像Ihlemann公司这样的生产制造技术服务企业，在新技术的投资方面比大多数OEM生产厂更有优势，例如在X射线检测技术或者选择性锡焊设备等方面的投资;因为生产制造技术服务企业的设备负荷更高，其生产成本可以分摊到多个生产合同上。

当电子线路板的两侧都有SMD晶体管、同时也有布线连接的THT(通孔插装技术)元器件时，选择性锡焊设备是最佳的选择。因为传统的再流焊技术，SMD晶体管焊接技术在通孔布线锡焊中都无法使用;需要把元器件粘贴的背面进行流焊。这会使电子元器件的定位精度不足，从而有可能带来其他锡焊缺陷，例如锡桥。因此，布线连接的电子元器件常常都是手工焊接的;而这种手工锡焊又带来了精度不高、没有可追溯性的缺点。

自动化的选择性焊接技术则是最佳的替代解决方案，因为它能够编写每一个锡焊点的焊接程序，并有选择地控制锡焊时间和焊锡用量。这样，就保证了大批量生产过程中有着很高的焊接质量、很高的工艺可靠性和可追溯性(图2)。

图2  利用自动化的选择性锡焊技术，可以编写各个焊点的焊接控制程序，从而保证了大批量生产过程中的高质量、生产过程的高可靠性和可追溯性

零缺陷对质量检验提出了更高要求

质量检验是Ihlemann公司零缺陷战略中的一个重要组成部分。其目的是：尽可能100%地对电路板进行检验，以便排查出生产制造过程中的质量问题。在质量检验过程中，采用了多种不同的质量检验技术。为了能够在电路板元器件封装之前就及时发现电路板印刷过程中的错误，整块电路板都在丝网印刷之后利用AOI(自动化光学检测仪)进行了检验(图3)。这样一来，就能够及时发现印刷电路中的错误，避免了支付价格昂贵的生产费用。

传统的、只配备了一台摄像机的AOI已经满足不了复杂电路板SMD晶体管检测的要求了，不能准确判定元器件是否安装在正确的位置以及是否正确焊接。对封装电路板的检验要使用的是高性能的AOI光学检测设备，对于小型的多种元器件，能够更好地判断元器件的封装位置，对焊点进行检验并检查出难以识别到的封装错误。其配备的辅助摄像机呈45˚从多个方向对封装的元器件进行检测，从而也可以对被焊点遮挡住的、布线下的元器件进行检验，例如对元器件壳体下的元器件、焊点情况进行检验;通过镜面光洁的表面或者闪光焊锡表面进一步避免缺陷。

图3  为了能够在电路板元器件封装之前就及时发现电路板印刷过程中的错误，整块电路板都在丝网印刷之后利用AOI（自动化光学检测仪）进行了检验

在下方有锡焊连接点的BGA元器件中，只能利用X射线对锡焊点进行检测(图4)。X光图像所表示的是X射线在不同的透射范围内不同的吸收情况，因此可以在X光图像中对原材料或者厚度的特征进行观察。微小的、只有十几微米的细部结构都可以在光学显微系统中放大并拍摄成电子照片。在采用了X射线检测技术之后，就可以把腐蚀处或者配线错误检测出来，检测出印刷电路的断路、连接孔(过孔)中的缺料或者封装错误，例如焊锡充填情况、气孔气泡或者锡桥。

BGA检验中X光检测技术

X光检测技术也可用于高品质电路板锡焊点形状的优化，尤其是在不同的BGA元器件中，只有准确达到并保持规定的锡焊温度才能够在球脚范围内得到规定的锡焊点球形。Ihlemann公司职工在X光检测中的专业知识也被OEM生产厂加以利用，以便共同找出电子元器件研发设计中可能的出错根源，并加以排除。

图4  在BGA（球脚数组矩阵）封装元器件的锡焊检验中，在每一个球脚的焊点形状检验中使用了X光检测技术，因为无法利用肉眼进行这些检测

要求严格的电子部件生产过程中的瓶颈在最近更加突出。尽管如此，为了可靠地提高电子部件的可用性，预防性的原材料管理和全球性采购的重要性就变得越来越有意义了。作为专业化的大型技术服务企业，Ihlemann公司每年的物资采购能力高达2000万欧元，并有着很好的市场采购条件。在资源紧缺的物资采购中，比小型的OEM生产厂商有更多的优势。

Ihlemann公司通过其中国和台湾一家下属的子公司能够采购那里生产的电路板、电子元器件，以及像车削件、塑料件和注塑件等种种产品，或者委托当地的生产厂生产制造壳体类、插接连接件或者成套的电缆束，并由当地的质量检测部门来保证质量。

当首次在仪器设备、机床或者生产设备中大面积使用某种电子元器件或者集成软件时，中小型企业往往对其研发、生产和测试方面缺乏必要的专业技术知识和技能。在这种情况下，这些中小型企业可以利用专业技术服务企业在这些方面的知识和经验(图5)，尤其是在经济环境仍然动荡不定的时期，许多企业都认为开辟新的市场是正确的战略决策。因此，与资金雄厚的伙伴合作是一种可靠的、很好的市场开发方式。

图5  在第一次大面积使用某种电子元器件时，常常在其研发、生产和测试方面缺乏必要的专业技术知识和技能。在这种情况下，专业企业如Ihlemann公司，就能帮助用户专业化地完成从元器件封装到生产制造的所有任务

外委加工的7条理由

为什么企业要集中精力搞好自己核心产品?理由如下：

(1) 委托技术服务企业生产加工可以明显缩短电子产品从设计到投放市场的时间，因为专业的技术服务生产企业有着现代化的技术设备以及更加高效的生产制造工艺过程。

(2) 依托技术服务企业经过了多年改进提高的加工工艺方法，以及技术设备方面不断的投资，也能够降低产品研发和生产加工的费用。

(3) 专业化的大型技术服务企业有着更好的物资采购能力。例如Ihlemann公司每年的物资采购总额就高达2000万欧元，并且能够通过自己的子公司直接在亚洲市场进行采购。

(4) 生产-技术服务企业已经在电子产品的外委阶段就注意到了符合生产要求的产品研发(适合于生产的产品研发)事宜了，从而在产品研发的早期就避免了时间和费用上的浪费。

(5) 有着众多用户的技术服务企业也可以利用现代化的、复杂系数很高的机床和设备进行单件小批生产，包括BGA元器件或者像0201那样的小型件的生产制造。

(6) 也可以在单件小批生产过程中使用现代化的、通常只在大批量生产过程中才使用的AOI和X光射线检测技术。

(7) 单独完成电子产品的研发和生产往往经过很多年才能收回投资成本;另外，目前很难找到这种(几乎没法计划的)投资的资金资助。

实践表明：在电子产品和软件产品的创新研发过程中，往往伴随着改动和工艺技术的研发，而拥有一个合作伙伴，则能够很快解决这些问题。对于年轻的企业来讲，合作还能在工程设计和财务资金方面得到很好的支持。