快克智能：助力PTC厚膜加热器量产解决方案

2024年6月25日，在2024第二届新能源汽车热管理论坛上，快克智能装备股份有限公司工程总监李杰表示，随着新能源汽车市场的快速发展，对高效、稳定的加热器的需求日益迫切。快克智能凭借其在精密装备领域的丰富经验，成功研发出适应市场需求的柔性制造系统，实现了加热器装配与测试的模块化、标准化设计。

李杰详细介绍了助力PTC及厚膜加热器量产的创新解决方案，核心技术和优势包括通过产线MES管理平台实现数字化、智能化生产，以及针对水暖加热器装配及测试工艺的技术要点分析。他表示，该方案不仅大幅缩短了交付周期，提高了设备稳定性，还有效控制了采购成本。

快克智能装备股份有限公司工程总监

以下为演讲内容整理:

公司介绍

快克智能是一站式智能装备解决方案的领先提供商，其主要产品涵盖精密焊接装联设备、机器视觉制程设备、智能制造成套设备及固晶键合封装设备四大类别。目前，公司聚焦于半导体、新能源车的电动化与智能化以及精密电子等多个行业领域。

图源:快克智能

公司总部设立在江苏常州，自1993年成立以来，快克智能已经历了30年的发展历程，期间经历了几个重要的发展阶段。特别是在2016年，公司成功在上海证券交易所主板上市。在前二十年，快克智能专注于精密焊接领域，针对不同客户和产品需求，研发了多种焊接设备，如选择性波峰焊、激光焊、锡焊及热压焊等，这些设备已在汽车行业得到广泛应用。

近十年来，公司成功转型至汽车电子领域，特别是新能源汽车的电动化和智能化方面。目前，快克产线覆盖的产品包括线控制动系统的ESC、ABS、eBooster等相关产品，还有线控悬架的阀岛等。同时，公司在热管理方面也有显著成果，如电动压缩机、电子水泵、PTC加热器的生产线，以及各类ECU、车载DC/DC、OBC、电驱动系统和毫米波雷达等一系列生产线。

为满足汽车电子客户的需求，快克智能特设智能制造事业部，并配备了专门用于非标产线组装和调试的制造车间。

柔性智造赋能加热装配及测试系统

随着新能源汽车的兴起，暖风装置如加热器和热泵空调的需求日益凸显。加热器主要分为风暖和水暖两种，而热泵空调则以其省电和低功率特点逐渐成为中高端车型的选择。我们将重点关注水暖加热器的产线，尤其是厚膜水暖加热器和PTC水暖加热器。厚膜水暖加热器的发热源为厚膜加热板，而PTC水暖加热器的发热源则是PTC热敏电阻。

图源:快克智能

针对厚膜水暖加热器的生产工艺，我们总结了四个主要环节:厚膜加热板装配测试、加热腔体的装配与测试、控制腔体的装配与测试以及总成的老化与测试。基于这些工艺环节，我们进行了模块化、标准化的设计，以便为客户提供更多样化、柔性化的产线工艺和布局选择。这种设计方式充分考虑了客户的节拍、产品结构、工艺需求以及厂房布局等因素。

PTC水暖加热器的主要生产流程可分为四个部分。首先是加热包的装配与测试，这包括插包式和平面式PTC加热包。其次是加热腔体的装配与测试，紧接着是控制腔体的装配与测试。最后是总装老化及测试环节。

后三个流程与先前介绍的厚膜水暖加热器生产模式有一定的相似性。针对PTC水暖加热器，我们已规划了相应的产线布局，以便客户能迅速做出选择。该产线主要包含加热包装配段、总成装配段及总成测试段。

无论是厚膜水暖加热器还是PTC水暖加热器，其装配工艺均可归结为四个主要部件:PTC加热包、膜加热板、控制腔体和加热腔体。我们对这四个部件的生产工艺进行了总结，并将在后续对其技术要点进行深入分析。

从水暖加热器的装配工艺来看，主要包括锡焊、点胶、螺丝拧紧、泄漏测试、视觉检查、Pressfit、镭雕等一系列操作，这与我们快克早些年的产线设备工艺规划高度契合。

在测试环节，我们对产品进行了四个部件的测试举例。例如，对PTC加热包进行电阻测试，对厚膜加热板进行分区域阻值写入PCBA主控芯片。控制腔体的测试则包括绝缘、耐压、阻抗测试，高低压接插件的电流、电压、功率、通信功能测试，以及PCBA的烧录与FCT测试。加热腔体则需进行进出水口的水温测试、流量测试和绝缘阻抗测试。

为了进一步提升工艺管控水平，我们罗列了关键技术点。例如，有些客户在遇到各类加热器故障时，可能只能看到表面现象，但缺乏深入分析的经验。而我们根据丰富的产线经验，可以提供更为详尽的测试环节建议，以避免类似问题的发生。

谈及装配工艺，涉及多个部件如PCBA控制板、IGBT模块、厚膜加热板以及高低压接插件等，这些都离不开激光打标、精密点胶、视觉光检等核心技术。这与我们公司的核心工艺高度匹配。

在装配段中，以锡焊为例，我们公司近年来推出的选择性波峰焊已在新能源、新能源汽车、轨道交通和储能行业得到广泛应用。与传统的烙铁焊相比，选择性波峰焊具有诸多优势，如标配图形化编程、预热区温度闭环控制、自研双电磁泵系统等。其焊接温度更低，可实现低温快速焊接，并配备上下预热功能，有效避免焊盘剥离。这一技术的引入，显著提升了焊接质量和效率。

此外，选择性波峰焊能够增强焊接的润湿性。在锡焊过程中，润湿性至关重要。在氮气保护的作用下，能够持续保持焊料的润湿力。相比之下，常规的烙铁焊中焊锡量较少，且随着时间的推移，其润湿性会逐渐减弱。

选择性波峰焊的单个喷嘴可以同时焊接多个点，而常规的烙铁焊，其烙铁头，每次只能焊接一个点，因此效率显著提升。

在量产过程中，更换喷嘴时，选择性波峰焊无需进行任何调节。然而，对于普通的烙铁焊，操作人员在更换烙铁头后，还需要调整其位置。如果位置调整不当，或者操作人员专业性不足，可能会对产品造成损伤。

接下来，我简要介绍一下测试段设备的功能。EOL设备尤为重要，我们所研发的测试设备具备十大特点:

1.集成EOL测试+老化测试+烘干功能

2.柔性化设计，可自由搭配以上功能；

3.集成CAN、LIN、PWM控制；

4.集成PLC安全控制系统；

5.水循环支持常温至80度，可根据要求定制；

6.可实时监控对比循环水温度与流量；

7.可实时监控产品参数及对比；

8.烘干温度和时间可编程；

9.集成水循环管道泄漏测试功能；

10.集成互锁安全检测功能。

刚刚所提及的工艺仅为部分内容。无论是水暖加热器还是其他汽车电子类产品，都涉及众多工艺环节。

尽管工艺繁多，但凭借我们丰富的产线经验，已将不同产品的工艺模块进行了标准化处理，此举带来三大优势:首先，显著缩短了交付周期；其次，提高了设备的稳定性；最后，有效控制并降低了采购成本。

数字化智能化实现灵活多变的生产体系

我们的产线配备了自主研发的MES管理平台，该平台涵盖订单管理、过程追溯、物料管理与追溯、质量管理、报警管理、配方管理与追溯等一系列功能。

图源:快克智能

此管理平台具备六大优势:一是数据实时采集；二是实现企业ERP与生产设备的数据交互；三是推动生产流程的数字化、自动化和智能化；四是提供柔性化、程序化的工艺和配方管理；五是建立全面的追溯体系，对工艺、设备、物料和人员进行分析；六是进行设备状态和效率分析。

产线所配备的管理看板首页展示生产信息、效能分析、OEE分析、工单信息等关键参数。同时，后台可提供其他展示信息，并根据客户需求在滚动屏幕上呈现。