对线路板层压结构图制作错误的分析与改善

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另一典型可优化问题为非对称结构，由于涨缩等问题，不对称板的翘曲度通常比对称板高，若客户要求严格，这样的板通常会是废品，因此任何情形的线路板结构都应确保对称，即使无法达到（比如一些盲埋孔板），也应尽量降低其不对称程度

2.2.4 客户要求方面问题

部分客户对层压结构选材有明显限定，甚至不乏对层压结构有明确指定，若客户对板材的选择有明确要求，制图人员就必须缩慎重设计结构，尤其若有明确结构指定，更应仔细检查客户结构是否合理、是否与本司制作工艺冲突，然而实际很多此类情况的遗漏，令众厂商头疼不已。

2.2.5 部分结构问题实述

下图4为作者截取的该司某一个月中有关层压结构的问题点：

图 4

由图看出，很多制图人员的技术经验欠缺，导致诸多重复问题出现，但经作者访问发现，有关层压结构图设计错误原因还包括制图人员的疏忽。换言之，其可归纳为对该司工艺不了解和细节性疏忽。

2.2.6 对结构图错误后果严重性的分析

总所周知，报废和客诉一直是所有PCB厂最头疼的问题，尤其是批量报废，其直接经济损失更加严重，如果导致客诉，还会大幅降低客户满意度，带来严重的潜在损失。

虽然PCB制程的任一环节错误都可能导致报废和客诉，但是，纵观PCB制作的所有环节，我们发现，层压相关问题导致报废和客诉的几率最大，同比其它工序平均多出50%，而层压结构图是层压工序的唯一指导，板的结构完全取决于它，一旦图纸错误，此板几乎等同报废，其重要性不言而喻。因此，层压结构图的管控应作为各PCB厂商的重点问题对待，否则，很难根治这类问题。

2.3 业界改进现状及分析

业界的改进现状基本可以总结为以下三点：

1） 针对图纸误导产线生产错误的PCB板的问题，部分PCB厂拟在图纸上附加一些特殊信息以增强图纸的信息量和可读性，但结果并未降低因图纸问题导致的报废客诉，经分析，此种方式虽然增强了图纸的指导性，但图纸本身的错误却未有效减少，因其产生的误导自然无法有效避免。

2） 一部分厂商则依靠比较流行的软件（如ENGENIX等）附带的层压结构功能模块制作层压结构图，不可否认，这些软件整体功能强大且专业，但是，专业也就意味着难以大众化，如果一张图纸不能让产线员工短时间看明白，那么，它可能并不合适，更何况，通用性也就决定着其在精确控制方面的盲点，而层压结构图需要高正确性和最优性，如果软件不能确保这两点，那么，其并不能解决层压结构图纸所引发的问题。

3） 出于一直难以解决层压结构问题的困扰，不少PCB厂选择增加大量层压技术知识的培训，想以此提高CAM人员的专业水平，降低层压结构图出错的概率。同时，制定一系列惩罚制度意图“避免”人为疏忽，但结果不但毫无效果，反而因过多的培训占据制单时间，延长了制单周期，增加了成本预算，恶化了员工情绪，带来了不少负面影响。

就上述三点分析可以看出，业界并未发现一种最合理方案，所谓的解决办法，都治标不治本，甚至部分还带来恶劣的后果。

2.4 问题推断

通过对层压结构图问题的分析，初步推断为：制图人员对层压结构了解不够深入，技能存在不足，不了解该司制造工艺，做事不够仔细，不按要求核对客户特殊信息。故若要针对上述原因改善问题，那么，首先所有制图人员都应拥有足够的行业经验（至少是关于层压结构），同时对该司PCB层压加工工艺足够了解，基于这样的要求，专项培训就成为了必要措施，然而通过上述对业界改进现状的分析可以看出，这样的方案根本行不通。如此，难道只有指定那些既了解工艺又做事仔细的“精干”员工制作？这显然并不合适，况且，即使真这样，就一定能避免上述所有问题吗？显然，我们需要一种新的方式来改善这些问题。

3 解决方案

针对层压结构图纸设计或优化的情况，通常，若属于该司内部可调结构，建议由具有一定经验的主管级人员调整，从而降低结构成本，若客户有明确要求，建议与客户确认，从而避免投诉。

但从根本上讲，层压结构图的制作还是需要CAM具有一定的经验和细心做事的态度，经验往往是时间的积累，难以宏观调控，细心的态度也因人因境而异，更没有明确的保障，并且，总是在一些小的不确定上与人确认，耽误的往往是更多人的效率，造成时间和资源的浪费。

综合这些错误的分析，本文提出了通过计算机应用来解决问题的方案，作者通过对该司之前的一系列层压结构的问题进行汇总和分析，具有针对性地开发出一款专门用于制作层压结构的智能工具软件，通过该司内部数据统计显示，CAM人员使用此软件制作层压结构图后，层压结构出错率降低到3%，对于提高层压结构制作的正确性和最优性，降低订单制作周期，减少资源的浪费具有明显的效果。

4 通过软件改善问题

4.1 软件功能实现分析

使用软件辅助制图人员画结构图并不难实现，但这样的软件往往不能判断做出的结构是否正确，更无法判断当前结构是否最优，也就是说，如果开发出一个只能作为一个画图平台的软件，那么根本不能解决前文所论述的问题，只有将该司层压工艺规则加入软件内部逻辑，才能有效判断图纸的正确性，只有具引导性的提示，才能做出低成本、高品质的结构图，只有简单清晰的操作步骤，才能大幅降低制图人员的疏忽可能，只有简明易懂的图纸外观，才能避免图纸误导。

4.1.1 软件开发条件苛刻

要使软件具有一套合理的判断功能，需将层压工艺转换为软件内部判断依据，否则，其只能作为普通的制图平台，毫无针对性，然而层压工艺是一套拥有诸多例外情况的标准，且会实时变更，故还应使得软件内部逻辑可调，这使得软件构建复杂而困难，需开发人员本身拥有足够的行业经验和过硬的软件知识。

4.1.2 软件须具有引导性

当按照层压工艺标准构建出软件逻辑之后，软件需通过对话框形式与制图人员实时交互，避免其因经验不足而漏掉很多不合理的细节，因一时疏忽而弄错一些重要参数，这样才能引导其准确地做出优良的层压图，因此，软件的引导能力也必须注重。

4.1.3 简单的操作和易识别的图纸

软件的操作越复杂，说明软件的智能性越低，辅助能力越差，只有尽量简单的制图步骤，才能降低制图人员的疏忽比例，同时，为正确的指导生产，避免因信息遗漏、信息冗余、图纸难懂造成各种不良后果，通过软件生成的图纸必须信息齐全、简明扼要且通俗易懂。

4.2 软件描述

编译软件平台：JAVA SE

系统要求：各类主流操作系统均可

硬件要求：PIII 1GHZ以上或赛杨1.5GHZ以上中央处理器，2G以上的硬盘空间，256M内存(建议用512M以上)，800*600以上VGA制作目的：提高层压结构图制作正确性和可优化性，降低成本，提升订单制作效率。

功能：自动获取客户层压信息和本司库存材料信息，自带部分常见层压结构模板，自动检测材料型号、结构正确性和可优化性，智能修正明显参数错误，计算并检测压合厚度，保存结构至数据库和读取，提示所有不符或具可优化性情形。

软件运行依据：客户层压信息和本司库存材料信息通过本司数据库获取，所有模板都已通过工艺评审，材料检测基于数据库信息，厚度计算已充分考虑不同压合情况，所有人为输入参数均会正则匹配数据格式和范围，已加入本司特殊工艺结构的检测机制，数据处理精确到小数点后十位。

软件介绍：软件界面如下图5，此工具制作的层压结构图，图纸简单明了，易于被产线员工识别，信息齐全，包括客户所有重要信息。另外，所有结构图的制作过程都只有三步：添加结构、选择参数、保存结构，其中，制图人员只需有基本层压结构知识，在参数选择上，软件可以根据库存给出选择范围，同时加以提示，具有辅助选择功能，并且，参数填写完毕后，软件会自动计算当前结构的理论厚度（计算结果会显示在厚度显示面板并提示），然后启动所有检测机制，全面检测比如厚度、对称性、是否特殊工艺、可优化性等，高度智能化的检测机制和容错性纠正全部基于该司PCB制作工艺，若工艺变动，可调节参数保持与工艺一致。使用这样的软件，针对性强，检测机制齐全，可以帮助员工避免很多疏漏，这样，普通CAM人员也能画出符合该司制作工艺、满足客户要求且成本相对最低的层压结构。

图 5

4.3 实际效果统计

使用软件是否能有效解决层压结构图问题，请看该司实际的异常数据统计（如图6），横坐标为统计时间（4月至11月），纵坐标为结构图问题与当月问题总数的百分比，其中，4-7月为未用软件之前的情况，8月初软件投入试用，9月底软件维护和优化基本完毕，10-11月软件全面启用。

图 6

由图中折线走势看出，该软件试用之后，错误比例明显降低，尤其正式全面使用之后，结构图引发的错误几近消失，相比之前几月持续居高不下的情形，效果非常显着。

5 总结

虽然高针对性、高智能化的软件开发要求非常苛刻，对开发者自身要求很高，但并非不可实现。并且使用专门的辅助软件之后，层压结构图问题基本消失。相比业界目前其他改进方法，效果更为显着。同时，软件可以根据该司工艺变动实时调整，检测和优化机制，具有很广的适用性、可移植性和可扩展性，因此，对于如何确保层压结构图的正确性和最优性，采用高智能化、高针对性的软件辅助制作确是一条可行之路。当然，或有其他方案异曲同工，本文论述仅供参考。