防呆法在印制電路板行業(yè)之應(yīng)用

李加余 黃 慧 張惠來(lái)（勝宏科技（惠州）股份有限公司，廣東 惠州 516211）

防呆法在印制電路板行業(yè)之應(yīng)用

李加余 黃 慧 張惠來(lái)
（勝宏科技（惠州）股份有限公司，廣東 惠州 516211）

文章主要講述PCB制前設(shè)計(jì)防呆機(jī)制對(duì)PCB制造的影響，通過(guò)設(shè)計(jì)防呆機(jī)制,可以有效地改善作業(yè)過(guò)程中疏忽導(dǎo)致的異常，提升制作效率，節(jié)約制作成本。

印制電路板；制前設(shè)計(jì)；防呆

防呆法亦稱愚巧法，是由日本豐田公司生產(chǎn)體系創(chuàng)建人新江滋生（Shingeo Shingo）先生最早提出的，之后隨著工業(yè)品質(zhì)管理的推展傳播至全世界。英語(yǔ)取其音譯為“Poka-yoke”， POKA：是“因疏忽造成的錯(cuò)誤”的意思；YOKE：是“防止”的意思。意譯則為“Fool-proofing”。中文譯為防呆法或愚巧法。 防呆法的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：

（1）具有即使有人為疏忽也不會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤的構(gòu)造——不需要注意力。

（2）具有外行人來(lái)做也不會(huì)錯(cuò)的構(gòu)造——不需要經(jīng)驗(yàn)與直覺(jué)。

（3）具有不管是誰(shuí)或在何時(shí)工作都不會(huì)出差錯(cuò)的構(gòu)造——不需要專門(mén)知識(shí)與高度的技能。

在印刷線路板行業(yè)中，因?yàn)榧庸ち鞒梯^長(zhǎng)，并且每一道工序牽扯到的設(shè)備及人員較多，生產(chǎn)過(guò)程中容易出錯(cuò)，傳統(tǒng)的做法增加人力增設(shè)卡關(guān)工序，用制度約束作業(yè)人員（不外乎增加培訓(xùn)處罰當(dāng)事人或管理者），雖然有一些效果，但不能真正的預(yù)防。且以上的模式及做法與現(xiàn)代化企業(yè)要求的人性化管理模式相違背。這時(shí)候在制前設(shè)計(jì)端就考量增加防呆法的應(yīng)用尤為重要。

現(xiàn)以PCB制前設(shè)計(jì)為例，從PCB基板板度及銅厚防呆、定位孔防呆、漏流程防呆、相同、相近尺寸的防呆等方面介紹防呆機(jī)制在制前設(shè)計(jì)的必要性。

1 多層板疊構(gòu)中多種不同板厚或銅厚的基板的區(qū)分防呆

高多層板的設(shè)計(jì)己成常規(guī)化，一款多層PCB的疊構(gòu)中同時(shí)出多張core或多種不同銅厚的core己成普遍的現(xiàn)象（如圖1），且部分core 的厚度或銅厚相差很近，通過(guò)肉眼很難加以區(qū)分，如果在設(shè)計(jì)時(shí)不加以防呆，將對(duì)內(nèi)層，壓合的生產(chǎn)制作造成很大的困擾。

（1）相近基板厚度的區(qū)分防呆

當(dāng)同一疊構(gòu)中有多種板厚相差很近的基板，為防止制作過(guò)程基板混淆做錯(cuò)，可采用在開(kāi)料后對(duì)其中一種或幾種基板銑凹槽加以區(qū)分。制前設(shè)計(jì)防呆標(biāo)示圖2（working PNL）：

圖1 多層板疊構(gòu)圖例

圖2 板厚防呆標(biāo)示圖

（2）基板厚度相近且有陰陽(yáng)銅厚的區(qū)分防呆

當(dāng)同一疊構(gòu)中有多種板厚度相差很近且有陰陽(yáng)銅厚的基板，為防止制作過(guò)程基板混淆做錯(cuò)，可采用在開(kāi)料后對(duì)有陰陽(yáng)銅厚的基板銅薄的一面朝上且在左下角切角的方式加以區(qū)分。制前設(shè)計(jì)防呆標(biāo)示圖3（working PNL）：

圖3 陰陽(yáng)銅厚板防呆標(biāo)示圖

2 定位孔防反防呆

（1）工作片設(shè)計(jì)三顆定位孔，且定位孔不可以成等腰三角形（主要是板子長(zhǎng)短邊尺寸相差很近）；如圖4（a）靶孔設(shè)計(jì)，AB＝BC為等腰三角形，長(zhǎng)短邊長(zhǎng)度相關(guān)較小，不易區(qū)分，鏡像旋轉(zhuǎn)后就有上反的風(fēng)險(xiǎn)。圖4（b）靶孔設(shè)計(jì)，則不會(huì)有上反的風(fēng)險(xiǎn)。

圖4 工作片定位孔防呆標(biāo)示圖

（2）工作片左下角多設(shè)一顆對(duì)位孔，用于辯識(shí)確認(rèn)板方向，如圖5，三顆對(duì)位孔，其它角各兩顆。

圖5 工作片多設(shè)對(duì)位孔

（3）CNC銑板除在板內(nèi)選呈三角形的定位孔外，還需選一顆板邊的防呆定位孔，防止板內(nèi)的排版是對(duì)稱圖形時(shí)板子上反報(bào)廢。

3 漏制作流程測(cè)試防呆PAD

為防止PCB板在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，因人為疏忽導(dǎo)致部分板漏制作部分流程，制前CAM在設(shè)計(jì)資料時(shí)設(shè)計(jì)文字，碳油，成型防呆，確保每一道工序均有完成。

（1）文字漏印測(cè)試PAD；在外層工藝邊設(shè)計(jì)如圖6所示的連接PAD，在印刷文字時(shí)將此兩PAD用油墨蓋住，測(cè)試時(shí)如果兩PAD不導(dǎo)通，則表示有印文字，否則表示漏印。

圖6 文字漏印測(cè)試PAD

（2）碳油漏印測(cè)試PAD； 在外層設(shè)計(jì)如圖7所示的兩兩相連的PAD，中間不相連，在印碳油時(shí)將中間區(qū)域印上碳油，測(cè)試時(shí)兩頭PAD如果導(dǎo)通，則表示有印碳油，否則漏印。

圖7 碳油漏印測(cè)試PAD

（3）CNC漏銑測(cè)試PAD；在圖8圓圈內(nèi)為需要銑空的區(qū)域，設(shè)計(jì)相連的測(cè)試PAD，測(cè)試時(shí)如果顯示兩PAD導(dǎo)通，則表示此部位漏銑。

圖8 CNC漏銑測(cè)試PAD

（4）V-cut漏CUT測(cè)試PAD；如圖9兩邊的工藝邊及中間是通過(guò)V-cut的方式分板的，在V-cut線上設(shè)計(jì)與V-cut相連的測(cè)試PAD，在測(cè)試時(shí)如果兩PAD導(dǎo)通，則表示漏V-cut工序。

圖9 V-cut漏CUT測(cè)試PAD

（5）板邊插頭斜邊漏斜測(cè)試線；為便于板邊插頭插拔，通常均要求板邊插頭需斜邊，為防止漏此流程，在板邊插頭下方引線斜邊范圍內(nèi)不是同一網(wǎng)絡(luò)的兩根插頭拉一條測(cè)試線（圖10），測(cè)試時(shí)如果導(dǎo)通，表示未斜邊。

4 相同、相近以及升級(jí)版本料號(hào)的防呆

（1）在PCB的working PNL板邊開(kāi)槽區(qū)分防呆；

（2）在設(shè)計(jì)working PNL及壓合后尺寸時(shí)，特意加大或減小，從PNL大小加以區(qū)分；

圖10 板邊插頭斜邊漏斜測(cè)試線

（3）內(nèi)層靶距，外層，防焊及文字對(duì)位PAD移位加以區(qū)分；

（4）CNC銑板時(shí)，在工藝邊開(kāi)不同的凹槽加以區(qū)分；

（5）在文字層工藝邊加標(biāo)記油墨塊加以區(qū)分；

（6）在working PNL板邊鋪銅 皮或銅PAD加以區(qū)分；

（7）在PCB板內(nèi)或工藝邊添加PCB工廠的廠內(nèi)料號(hào)加以區(qū)分；

（8）在板內(nèi)添加的UL LOGO位置差位加以區(qū)分；

如兩款料號(hào)外型，尺寸及顏色等均一致，很難通過(guò)眼睛發(fā)現(xiàn)其中的差異。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)做如下防呆：a.UL LOGO的位置一個(gè)在板中間，另一個(gè)在左邊；b.料號(hào)名也有升級(jí)版本，且位置也有差異。

5 制前防呆設(shè)計(jì)總結(jié)

PCB板的制作是一個(gè)制作流程長(zhǎng)，運(yùn)用設(shè)備多，人員變更頻繁的復(fù)雜過(guò)程。因此，在其中任何一個(gè)過(guò)程出現(xiàn)疏忽，就可能造成無(wú)法挽回的損失。因此在制作設(shè)計(jì)端就對(duì)容易出錯(cuò)的物料、制作流程、產(chǎn)品類(lèi)型，制作工具等設(shè)計(jì)防呆，增設(shè)標(biāo)識(shí)，從根本上解了許多作業(yè)崗位必需依賴人員技能或精力高度集中才不會(huì)出錯(cuò)。即可以提升制作效率，降低不良報(bào)廢，又可以節(jié)約人力，物力，節(jié)約制造成本。

李加余，工程部總監(jiān)，擁有10年以上PCB行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，主要從事PCB制前設(shè)計(jì)及工藝制造管理工作，對(duì)高階PCB之設(shè)計(jì)及良率改善有豐富的經(jīng)驗(yàn)，并具有良好的溝通協(xié)調(diào)能力。

Fool proof method in the application of PCB industry

LI Jia-yu HUANG Hui ZHANG Hui-lai

This article focuses on PCB design cues mechanism before the system's influence on the PCB manufacturing. By designing the mechanism, it can effectively improve the negligence result in abnormal operation process, improve production efficiency, save the cost of production.

PCB; Project Design; Fool-Proofing

TN41

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1009-0096（2014）08-0055-03