照相底版自動(dòng)化管理應(yīng)用研究

鞏 杰 陶啟果 李 凱 瞿志祥

（廣合科技（廣州）有限公司，廣東 廣州 510730）

0 前言

隨著PCB板向“高、密、薄”的方向快速發(fā)展，PCB板的層次越來(lái)越高，芯板越用越多。DI機(jī)無(wú)法完全適用于濕膜、干膜、油墨的直接曝光，因此使用傳統(tǒng)的照相底版(以下簡(jiǎn)稱底片，“菲林”為不規(guī)范用語(yǔ))曝光依舊占據(jù)著PCB曝光方式的大部分江山。PCB制造過(guò)程中隨著底片的張數(shù)不斷增加，對(duì)于底片的管理也越來(lái)越困難，容易出現(xiàn)底片未及時(shí)繪制、存放位置難以查找、壽命未管控、報(bào)廢管理不到位等問(wèn)題，因此，對(duì)于實(shí)現(xiàn)底片的自主管理顯得十分重要。

1 問(wèn)題分析

對(duì)實(shí)際操作流程進(jìn)行分析，并識(shí)別出容易出錯(cuò)的步驟，人工管理底片繪制/發(fā)放操作流程（如圖1）。

可以看出，對(duì)于底片的管理是基于人工進(jìn)行的，主要表現(xiàn)為：

（1）繪片過(guò)程對(duì)于底片沒(méi)有提前做好規(guī)制安排，如：設(shè)置命名、擺放位置等，容易造成繪片后造成混亂，查找不方便，且浪費(fèi)人力；

（2）存放過(guò)程中對(duì)于底片的管理輸入信息為人工輸入，容易出錯(cuò)，正確度存在風(fēng)險(xiǎn)；

圖1 人工管理底片繪制/發(fā)放操作流程圖

（3）對(duì)于底片的儲(chǔ)存通過(guò)電子檔記錄進(jìn)行保存，當(dāng)不同員工使用時(shí)有可能對(duì)于某一底片進(jìn)行無(wú)意修改，導(dǎo)致存檔內(nèi)容整體發(fā)生改變，存儲(chǔ)位置出現(xiàn)錯(cuò)誤；

（4）對(duì)于底片壽命的管控不到位，由人工記錄，容易出現(xiàn)超出壽命還在使用；

（5）對(duì)于大量使用的底片實(shí)際過(guò)程中可能出現(xiàn)登記漏缺或錯(cuò)誤，導(dǎo)致實(shí)際對(duì)應(yīng)不上；

（6）生產(chǎn)過(guò)程中底片未歸還，難以查到實(shí)際存放位置，導(dǎo)致重新繪制，浪費(fèi)成本。

綜上，在人工管理的過(guò)程中，大部分是由人工輸入和管理，因人員存在不穩(wěn)定或意識(shí)變化的情況下，容易導(dǎo)致整體底片出現(xiàn)錯(cuò)亂、缺失、不合格等問(wèn)題，最后導(dǎo)致底片管理不受控，電路板的質(zhì)量也處于不穩(wěn)定狀態(tài)。 如何將人工管理變?yōu)樽灾鞴芾硎俏覀円芯康姆较颉?/p>

2 底片的自主管理

2.1 底片自主管理實(shí)現(xiàn)方案

針對(duì)問(wèn)題原因的定位，將通過(guò)系統(tǒng)的調(diào)整、Genesis腳本的修改、生產(chǎn)執(zhí)行三個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)對(duì)于系統(tǒng)中的整體管理，考慮到各個(gè)信息的及時(shí)追蹤，結(jié)合可追溯性系統(tǒng)，通過(guò)在底片上增加二維碼的方式進(jìn)行整體的信息可追溯性，整體操作流程圖如圖2，有*標(biāo)示為修改的內(nèi)容。

通過(guò)整體改造的方案看出，通過(guò)底片增加二維碼和流程卡上的條形碼進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)，保證信息追蹤順暢，將具體實(shí)施方案在后面詳細(xì)說(shuō)明。

2.2 關(guān)鍵實(shí)施方案說(shuō)明

2.2.1 腳本的調(diào)整

對(duì)于底片腳本的修改，利用公司內(nèi)部信息系統(tǒng)，在生成二維碼信息時(shí)，充分考慮需要追溯的信息，考慮需要的信息為：生產(chǎn)的型號(hào)、工具類型、倍率、層次、編號(hào)、數(shù)量、放置位置等信息。

生成的二維碼格式選擇為Data Matrix格式，原因?yàn)镈ata Matrix二維條碼的最小尺寸是目前所有條碼中最小的，尤其特別適用于小零件的標(biāo)識(shí)，以及直接印刷在實(shí)體上，因此選擇Data Matrix格式，生產(chǎn)圖形（如圖3）。

2.2.2 系統(tǒng)的調(diào)整

（1）底片錄入信息系統(tǒng)的調(diào)整。

通過(guò)調(diào)整ERP系統(tǒng)后臺(tái)內(nèi)容，并與Genesis調(diào)整的腳本對(duì)接，包含設(shè)置的內(nèi)容有：生產(chǎn)的型號(hào)、工具類型、倍率、層次、編號(hào)、數(shù)量、放置位置等信息，通過(guò)使用掃碼槍對(duì)底片上的二維碼進(jìn)行掃碼，系統(tǒng)自動(dòng)抓取對(duì)應(yīng)信息，將底片的對(duì)應(yīng)信息分別錄入了系統(tǒng)，如下系統(tǒng)設(shè)置界面圖示（如圖4）。

圖2 自動(dòng)化管理菲林繪制/發(fā)放操作流程圖

圖3 Data Matrix二維碼格式

針對(duì)以上內(nèi)容說(shuō)明如下：

①型號(hào)：對(duì)應(yīng)底片的生產(chǎn)型號(hào)；②工具：對(duì)應(yīng)底片所在工序，如內(nèi)層、外層、防焊、字符等；③層次：對(duì)應(yīng)底片所對(duì)應(yīng)的層次，如L2、L3、L4……；④編號(hào)：對(duì)應(yīng)底片設(shè)置的編號(hào)，每繪制某一流程的1套底片則從1開(kāi)始累加；⑤用途：指該底片用于那個(gè)工序或崗位；⑥數(shù)量：同一型號(hào)同一層次的底片的數(shù)量，從1開(kāi)始累加；⑦倍率：指繪制底片的預(yù)給漲縮或?qū)崪y(cè)漲縮；⑧位置：指底片所放置的對(duì)應(yīng)位置，如放置在底片房則顯示為底片柜的編號(hào)，發(fā)放到工序則顯示為生產(chǎn)，報(bào)廢則顯示為CG等；⑨檢修人：指對(duì)該繪制的底片進(jìn)行檢修合格后錄入系統(tǒng)的責(zé)任人。

（2）底片生產(chǎn)操作信息系統(tǒng)的調(diào)整。

通過(guò)ERP后臺(tái)系統(tǒng)的調(diào)整，完成了底片錄入信息系統(tǒng)的建立，同時(shí)在錄入信息系統(tǒng)中，繼續(xù)使用掃碼槍對(duì)底片上二維碼和流程卡上條形碼進(jìn)行掃碼，同時(shí)建立生產(chǎn)實(shí)際對(duì)接關(guān)系，并形成底片使用位置的變更和使用數(shù)量的統(tǒng)計(jì)，系統(tǒng)設(shè)置（如圖5）。

圖4 底片信息系統(tǒng)建立界面

針對(duì)以上內(nèi)容說(shuō)明如下：

①二維碼：對(duì)應(yīng)底片上的二維碼的信息；②流程卡條碼：對(duì)應(yīng)板流程卡的信息；③型號(hào)：對(duì)應(yīng)底片和流程卡的生產(chǎn)型號(hào)；④工具：對(duì)應(yīng)底片所在工序，如內(nèi)層、外層、防焊、字符等；⑤層次：對(duì)應(yīng)底片所對(duì)應(yīng)的層次，如L2、L3、L4……；⑥編號(hào)：對(duì)應(yīng)底片設(shè)置的編號(hào)，每繪制某一流程的1套底片則從1開(kāi)始累加；⑦狀態(tài)：指底片實(shí)際存在的位置，如底片柜、內(nèi)層工序、外層工序等位置；⑧當(dāng)前工藝：指PCB生產(chǎn)板所在的流程，如內(nèi)層濕膜、外層干膜等；⑨WIP數(shù)量：指生產(chǎn)的底片和實(shí)際生產(chǎn)板的數(shù)量對(duì)應(yīng)并進(jìn)行次數(shù)累加，如wip顯示該批次的板有60 pnl，則此次底片使用完后累加60次。⑩履歷操作：指顯示底片的變更過(guò)程，如何時(shí)生產(chǎn)、何時(shí)轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)，生產(chǎn)數(shù)量為多少等信息，清晰明了底片的實(shí)際過(guò)程。

通過(guò)以上系統(tǒng)的設(shè)置，將底片信息的系統(tǒng)建立、工序生產(chǎn)信息的對(duì)接進(jìn)行完成，生產(chǎn)員工可進(jìn)行自動(dòng)掃碼直接完成，無(wú)法再手動(dòng)輸入。同時(shí)通過(guò)履歷的查找，知道每一階段底片的使用情況，從而能夠迅速查找到對(duì)應(yīng)生產(chǎn)板的信息。

2.2.3 生產(chǎn)操作的調(diào)整

（1）繪制底片過(guò)程。

在繪制底片做資料過(guò)程中，需提前將底片儲(chǔ)存位置進(jìn)行輸入，其它操作不用發(fā)生變化。

（2）底片信息錄入過(guò)程。

底片光繪結(jié)束并檢驗(yàn)合格后，使用掃碼槍對(duì)底片上的二維碼進(jìn)行掃碼，具體操作過(guò)程見(jiàn)圖6。

（3）底片發(fā)放生產(chǎn)操作過(guò)程。

根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需求，對(duì)于底片進(jìn)行發(fā)放使用掃碼槍進(jìn)行掃碼發(fā)放，具體操作過(guò)程見(jiàn)圖7。

通過(guò)以上操作，完成了底片與生產(chǎn)板信息的對(duì)接，并將菲林位置進(jìn)行變更到生產(chǎn)，同時(shí)累計(jì)底片實(shí)際生產(chǎn)數(shù)量，對(duì)于底片的使用次數(shù)進(jìn)行實(shí)際的統(tǒng)計(jì)。

（4）底片履歷的查詢。

通過(guò)系統(tǒng)可以對(duì)底片的生產(chǎn)實(shí)際信息進(jìn)行追蹤，同時(shí)在系統(tǒng)中已設(shè)置底片使用壽命，當(dāng)超出使用壽命底片將無(wú)法在系統(tǒng)中變更和發(fā)放，可以很好地進(jìn)行管理，如圖8說(shuō)明。

3 應(yīng)用結(jié)果

通過(guò)對(duì)底片管理系統(tǒng)的變更，借助二維碼追蹤標(biāo)示，實(shí)現(xiàn)了底片、生產(chǎn)之間系統(tǒng)的信息連接，做到了底片精益化管理，實(shí)現(xiàn)了員工簡(jiǎn)易化操作，對(duì)于生產(chǎn)給予了極大效率提升，主要體現(xiàn)在：

（1）實(shí)現(xiàn)了底片信息化管理，無(wú)需人工反復(fù)手動(dòng)輸入信息，簡(jiǎn)化了員工操作，提升員工效率，由原來(lái)管理操作10 min/套下降到30s/套，實(shí)現(xiàn)同一批次的底片進(jìn)行批次化管理，無(wú)序逐一輸入信息，見(jiàn)圖9。

（2）降低了底片管理異常出錯(cuò)率，由前期底片管理混亂導(dǎo)致的底片位置不清、批次混亂、多繪少繪、壽命管控異常等問(wèn)題，出錯(cuò)情況由35.20%下降到0，且無(wú)異常情況出現(xiàn)（如圖10）。

（3）通過(guò)底片自主管理的系統(tǒng)的建立，與可追溯性系統(tǒng)進(jìn)行了對(duì)接，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)層芯板、外層板、防焊板、字符板底片的追溯信息的整合，為實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)工作。

圖5 底片生產(chǎn)操作信息系統(tǒng)建立界面

圖6 底片錄入信息操作過(guò)程說(shuō)明

圖7 底片發(fā)放操作過(guò)程說(shuō)明

圖8 底片管理特殊功能說(shuō)明

圖9 底片管理系統(tǒng)框架示意圖

圖10 底片出錯(cuò)率變化

4 結(jié)論

通過(guò)分析底片的問(wèn)題點(diǎn)，對(duì)于問(wèn)題點(diǎn)逐個(gè)進(jìn)行突破解決，以實(shí)現(xiàn)智能化為前提，將底片管理中腳本進(jìn)行修改、系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整、生產(chǎn)使用掃碼功能同時(shí)借助二維碼和條形碼追蹤標(biāo)示進(jìn)行整體結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了底片的自主管理系統(tǒng)，簡(jiǎn)化員工操作，提高工作效率，降低底片出錯(cuò)率，降低了底片成本以及報(bào)廢率；同時(shí)對(duì)于PCB智能制造可追溯性系統(tǒng)的完善起到了基石作用。