工业机器人与PCB电路板：智能制造的双引擎

薄如蝉翼的电路板上，精密的线路如同城市的交通网络，而工业机器人正是这座城市中不知疲倦的超级管理员。

在万帮数字能源的生产车间里，数以万计、种类多元的PCBA电路板正等待着被装配到充电桩的核心模块中。过去，这些“充电桩大脑”的烧录生产环节长期依赖人工上下料，不仅速度慢、易出错，还面临人员流动大造成的质量波动。

直到工业具身智能机器人入驻车间，通过“感知-学习-决策-执行”的智能闭环，才实现了PCBA板的智能识别及柔性上下料，使良品率提升至99.75%，效率提高约30%。

01 机器人革命在PCB行业的兴起

随着产业转移与升级、新劳动合同法的实施，以及经济结构转变带来的城市生活成本上升，PCB厂商正经受着越来越严重的用工短缺与劳动力成本上升的挑战。一个中等规模的PCB企业就有数千名员工，这个技术密集型和资金密集型行业，同时也依然是劳动密集型行业。

80、90后员工队伍管理难度和流动性大等因素，使PCB厂商对生产计划、产品质量和盈利能力受到严重影响。与此同时，随着机器人性能的提升和价格的下降，以“自动化设备+工业机器人操作”取代传统的“自动化设备+人工操作”的生产模式已成为PCB行业转型发展的必然趋势。

工业机器人是一种通过重复编程和自动控制，能够完成制造过程中某些操作任务的多功能、多自由度的机电一体化自动机械装备和系统。它结合制造主机或生产线，可以组成单机或多机自动化系统，在无人参与下，实现搬运、焊接、分拣、装配和喷涂等多种生产作业。

在PCB行业，机器人的应用主要体现在各工序的上下料、翻转、分拣、定位及检测等功能上，替代人工配合PCB板加工设备和检测设备的操作。由于PCB板的多样性和复杂性，有单层板、双层板、多层板、柔性板、软硬结合板、无孔板和多孔板等，对机器人的前端执行机构要求较高。

02 工业机器人在PCB制造中的关键应用场景

AOI检测工序中的六轴多关节机器人

传统的AOI扫描机器都靠人工放板、翻板和收板，一个工人看管两台机器，每天做着重复单调的动作。刚制作好的线路板会散发出刺鼻的气味，而AOI扫描机器散发的红外光也对人体有害。

六轴多关节机器人的引入改变了这一现状。一台这样的机器人可以替代工人负责两台AOI的放板、翻板和收板，每班完成七百多块PCB硬板的收放，综合效率可达1块/min（包括AOI机器扫描时间）。

六轴多关节机器人具有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分。其在机械结构上的拟人化设计，使其能够完成各种复杂动作，在AOI检测环节表现出色。

线路板线圈检测中的SCARA机器人

在线路板线圈检测环节，SCARA机器人展现出独特价值。目前多层板线圈短路的整套检测设备市面上还寥寥无几，大多数检测设备都依赖于人工。

对于孔径大的PCB板，工人需要将板子放到检测设备上开启检测；而对于孔径小的PCB板子，则需要人工拿着设备探头对每一个线圈进行检测。这种方式不仅效率低下，还容易因线圈孔径小或孔径多而出现漏检。

SCARA机器人通过配合检测设备的上下料和对位放置，实现一次性对大孔径板子所有线圈的检测。对小孔径板子，则利用SCARA设备执行端固定探头，通过视觉定位，用探头对每一个线圈进行检测，显著提高检测效率并避免漏检导致的质量问题。

FPC分拣装盒中的DELTA机器人

在FPC装盘环节，传统上靠人工一个一个捡起并放到吸塑盘中。由于FPC软而薄，捡拾很不方便，效率大大降低。

Delta机器人加上一套视觉系统，可以从凌乱的FPC堆中挑出合格产品，按照要求摆放到吸塑盘中，速度可达60片/min，完全不逊于人工。这种机器人特别适合在有限空间内进行高速分拣作业，展现出卓越的灵活性和精确性。

03 PCB技术如何支撑机器人产业发展

机器人对PCB的核心需求

一台能走路、会抓东西、能聊天的机器人，内部可能需要多达150片PCB电路板——它们像神经网一样串起机器人的骨骼、关节和大脑。没有这些比扑克牌还薄的板子，价值百万的机器人就是一堆无法连通的废铁。

人形机器人对PCB的要求比手机严苛10倍：关节运动需要柔性电路承受10万次弯折不失效，视觉识别要求信号传输快过毫秒级响应，语言交互更得靠高密度线路精准调度电流。

具体而言，机器人对PCB的核心需求体现在三个方面：高精度与可靠性、柔性化与轻量化、以及强大的算力支撑。工业机器人在高温、高湿、高振动等复杂环境下工作，要求PCB具备出色的稳定性和耐久性。

创新PCB技术满足机器人特殊需求

面对机器人产业的特殊需求，中国PCB企业取得了显著的技术突破。景旺电子开发的纳米银烧结技术将导热率提升5倍，有效解决了机器人行星减速器运行时温度飙到120℃导致控制芯片频繁罢工的问题。

中京电子为特斯拉Optimus独家供应关节FPC模组，其刚柔结合板线宽压缩到40μm，支持24个关节自由运动。这种比蝉翼还薄的电路板能弯折10万次不失效，让机器人手指抓鸡蛋不破碎。

生益科技的碳氢树脂覆铜板让信号传输损耗降低20%，在10GHz高频下介电常数稳定在3.0，使关节控制器响应速度提升15毫秒。这项基材创新已通过特斯拉二级认证，用于Optimus灵巧手模组。

04 技术突破与创新应用案例

工业具身智能机器人的突破性进展

近期，工业具身智能机器人领域出现了突破性进展。在星星充电与微亿智造的合作中，机器人通过AI大模型驱动快速学习，实现了无缝换型生产。

结合云端视觉大模型和仿真能力，系统能快速学习新物料特征、抓取关系及环境交互点位，使普通工人也能自主导入新产品。基于数百种板型知识的工艺模型库，无需现场示教，一键调用新工艺包即可实现秒级换型生产。

该系统还具备亚毫米级高精度感知能力，搭载自研位姿估计视觉模型，结合2D工业相机与消费级RGBD相机，实现亚毫米级6DoF高精度感知，可快速识别PCB的类型、位置及方向，完成灵活抓取与高精度取放。

国产PCB企业的技术突破

在PCB技术方面，国内企业取得了多项突破性进展。兴森科技在0.4mm间距的FCBGA载板引脚加工上良率突破85%，比行业平均水平高出15个百分点。这一技术突破满足了机器人算力芯片承载百亿晶体管的需求。

深南电路将卫星姿态控制PCB的抗辐射技术“降维”复用到工业场景，使优必选工厂巡检机器人在金属粉尘、电磁干扰环境下故障率直降90%。这一创新展示了航天技术在机器人领域的转化价值。

芯碁微装用直写光刻技术实现5μm精度（头发丝的1/16），成本降低40%，打破了日本ORC对HDI板精密线路刻蚀的垄断。这一技术已被导入苹果Vision Pro产线，下一步将转向人形机器人关节FPC量产。

05 未来发展趋势与挑战

工业机器人在PCB行业的发展趋势

未来工业机器人在PCB行业的应用将呈现多个明显趋势。从单站或单线应用，向多线应用扩展是主要方向之一。现有PCB企业全面引入机器人实现自动化生产较为困难，需投入大量资金进行改造，但可以就具备条件的单站和单线进行分步改造，待取得明显收效后，再逐步扩大应用范围。

从单纯机器人的应用到与AGV等其他智能装备相结合是另一趋势。现有个工序生产线间的物料传送大部分为人工操作，可以分布实施以机器人和AGV结合实现物料的有序传送。

通过工业机器人与物联网的结合，将使制造过程更智能化和柔性化。新厂建设将做整体规划，直接导入机器人及AGV的应用。

机器人产业为PCB带来的新机遇

随着机器人产业的快速发展，为PCB行业带来了巨大的增量需求。光大证券研报指出，包括机器人主控PCB、执行器PCB以及相关驱动器、关键模组等方面均有望带动PCB的增量需求。机器人相关PCB市场空间广阔，长期成长空间巨大。

迅捷兴、一博科技等PCB企业已与机器人领域的众多客户建立合作关系，主要为其提供PCB研发设计和PCBA研发打样、中小批量制造服务。这些合作展示了PCB企业向高附加值领域转型的趋势。

面临的挑战与风险

尽管前景广阔，工业机器人在PCB行业的应用仍面临挑战。PCB行业很多作业线是非标产品，在机器人应用过程中要受到现有作业空间的局限，受到原有设备能力的限制。

技术革新风险也不容忽视。随着SiP封装技术的不断发展，未来可能逐渐减少对独立PCB的需求。此外，地缘政治影响和原材料价格波动也是行业需要面对的风险因素。

在深圳一家PCB企业的智能化车间里，数十台六轴机器人正灵活地转动关节，精准地从传送带上抓取电路板，放入检测设备中。通过物联网系统，这些机器人的运行数据实时传输到中央控制中心，工程师们可以远程监控每一台设备的生产状态。

不远处，一台AGV小车正沿着预定路线缓缓驶来，为下一个工序运送已经检测完成的PCB板。整个车间几乎看不到工人的身影，只有机器之间高效协作的和谐节奏。

这样的场景正在全国越来越多的PCB企业中出现。随着机器人性能的不断提升和成本的持续下降，未来十年内，高度自动化的“黑灯工厂” 有望成为PCB行业的主流模式。

工业机器人与PCB电路的深度融合，不仅提升了制造效率，更重新定义了制造业的未来图景。