照相底版自動化管理應用研究

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”的方向快速發展，PCB板的層次越來越高，芯板越用越多。DI機無法完全適用于濕膜、干膜、油墨的直接曝光，因此使用傳統的照相底版(以下簡稱底片，“菲林”為不規范用語)曝光依舊占據著PCB曝光方式的大部分江山。PCB制造過程中隨著底片的張數不斷增加，對于底片的管理也越來越困難，容易出現底片未及時繪制、存放位置難以查找、壽命未管控、報廢管理不到位等問題，因此，對于實現底片的自主管理顯得十分重要。

1 問題分析

對實際操作流程進行分析，并識別出容易出錯的步驟，人工管理底片繪制/發放操作流程（如圖1）。

可以看出，對于底片的管理是基于人工進行的，主要表現為：

（1）繪片過程對于底片沒有提前做好規制安排，如：設置命名、擺放位置等，容易造成繪片后造成混亂，查找不方便，且浪費人力；

（2）存放過程中對于底片的管理輸入信息為人工輸入，容易出錯，正確度存在風險；

圖1 人工管理底片繪制/發放操作流程圖

（3）對于底片的儲存通過電子檔記錄進行保存，當不同員工使用時有可能對于某一底片進行無意修改，導致存檔內容整體發生改變，存儲位置出現錯誤；

（4）對于底片壽命的管控不到位，由人工記錄，容易出現超出壽命還在使用；

（5）對于大量使用的底片實際過程中可能出現登記漏缺或錯誤，導致實際對應不上；

（6）生產過程中底片未歸還，難以查到實際存放位置，導致重新繪制，浪費成本。

綜上，在人工管理的過程中，大部分是由人工輸入和管理，因人員存在不穩定或意識變化的情況下，容易導致整體底片出現錯亂、缺失、不合格等問題，最后導致底片管理不受控，電路板的質量也處于不穩定狀態。 如何將人工管理變為自主管理是我們要研究的方向。

2 底片的自主管理

2.1 底片自主管理實現方案

針對問題原因的定位，將通過系統的調整、Genesis腳本的修改、生產執行三個方面進行調整，同時對于系統中的整體管理，考慮到各個信息的及時追蹤，結合可追溯性系統，通過在底片上增加二維碼的方式進行整體的信息可追溯性，整體操作流程圖如圖2，有*標示為修改的內容。

通過整體改造的方案看出，通過底片增加二維碼和流程卡上的條形碼進行一一對應，保證信息追蹤順暢，將具體實施方案在后面詳細說明。

2.2 關鍵實施方案說明

2.2.1 腳本的調整

對于底片腳本的修改，利用公司內部信息系統，在生成二維碼信息時，充分考慮需要追溯的信息，考慮需要的信息為：生產的型號、工具類型、倍率、層次、編號、數量、放置位置等信息。

生成的二維碼格式選擇為Data Matrix格式，原因為Data 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識，以及直接印刷在實體上，因此選擇Data Matrix格式，生產圖形（如圖3）。

2.2.2 系統的調整

（1）底片錄入信息系統的調整。

通過調整ERP系統后臺內容，并與Genesis調整的腳本對接，包含設置的內容有：生產的型號、工具類型、倍率、層次、編號、數量、放置位置等信息，通過使用掃碼槍對底片上的二維碼進行掃碼，系統自動抓取對應信息，將底片的對應信息分別錄入了系統，如下系統設置界面圖示（如圖4）。

圖2 自動化管理菲林繪制/發放操作流程圖

圖3 Data Matrix二維碼格式

針對以上內容說明如下：

①型號：對應底片的生產型號；②工具：對應底片所在工序，如內層、外層、防焊、字符等；③層次：對應底片所對應的層次，如L2、L3、L4……；④編號：對應底片設置的編號，每繪制某一流程的1套底片則從1開始累加；⑤用途：指該底片用于那個工序或崗位；⑥數量：同一型號同一層次的底片的數量，從1開始累加；⑦倍率：指繪制底片的預給漲縮或實測漲縮；⑧位置：指底片所放置的對應位置，如放置在底片房則顯示為底片柜的編號，發放到工序則顯示為生產，報廢則顯示為CG等；⑨檢修人：指對該繪制的底片進行檢修合格后錄入系統的責任人。

（2）底片生產操作信息系統的調整。

通過ERP后臺系統的調整，完成了底片錄入信息系統的建立，同時在錄入信息系統中，繼續使用掃碼槍對底片上二維碼和流程卡上條形碼進行掃碼，同時建立生產實際對接關系，并形成底片使用位置的變更和使用數量的統計，系統設置（如圖5）。

圖4 底片信息系統建立界面

針對以上內容說明如下：

①二維碼：對應底片上的二維碼的信息；②流程卡條碼：對應板流程卡的信息；③型號：對應底片和流程卡的生產型號；④工具：對應底片所在工序，如內層、外層、防焊、字符等；⑤層次：對應底片所對應的層次，如L2、L3、L4……；⑥編號：對應底片設置的編號，每繪制某一流程的1套底片則從1開始累加；⑦狀態：指底片實際存在的位置，如底片柜、內層工序、外層工序等位置；⑧當前工藝：指PCB生產板所在的流程，如內層濕膜、外層干膜等；⑨WIP數量：指生產的底片和實際生產板的數量對應并進行次數累加，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程，如何時生產、何時轉移到生產，生產數量為多少等信息，清晰明了底片的實際過程。

通過以上系統的設置，將底片信息的系統建立、工序生產信息的對接進行完成，生產員工可進行自動掃碼直接完成，無法再手動輸入。同時通過履歷的查找，知道每一階段底片的使用情況，從而能夠迅速查找到對應生產板的信息。

2.2.3 生產操作的調整

（1）繪制底片過程。

在繪制底片做資料過程中，需提前將底片儲存位置進行輸入，其它操作不用發生變化。

（2）底片信息錄入過程。

底片光繪結束并檢驗合格后，使用掃碼槍對底片上的二維碼進行掃碼，具體操作過程見圖6。

（3）底片發放生產操作過程。

根據生產實際需求，對于底片進行發放使用掃碼槍進行掃碼發放，具體操作過程見圖7。

通過以上操作，完成了底片與生產板信息的對接，并將菲林位置進行變更到生產，同時累計底片實際生產數量，對于底片的使用次數進行實際的統計。

（4）底片履歷的查詢。

通過系統可以對底片的生產實際信息進行追蹤，同時在系統中已設置底片使用壽命，當超出使用壽命底片將無法在系統中變更和發放，可以很好地進行管理，如圖8說明。

3 應用結果

通過對底片管理系統的變更，借助二維碼追蹤標示，實現了底片、生產之間系統的信息連接，做到了底片精益化管理，實現了員工簡易化操作，對于生產給予了極大效率提升，主要體現在：

（1）實現了底片信息化管理，無需人工反復手動輸入信息，簡化了員工操作，提升員工效率，由原來管理操作10 min/套下降到30s/套，實現同一批次的底片進行批次化管理，無序逐一輸入信息，見圖9。

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

（3）通過底片自主管理的系統的建立，與可追溯性系統進行了對接，實現了內層芯板、外層板、防焊板、字符板底片的追溯信息的整合，為實現智能生產奠定了基礎工作。

圖5 底片生產操作信息系統建立界面

圖6 底片錄入信息操作過程說明

圖7 底片發放操作過程說明

圖8 底片管理特殊功能說明

圖9 底片管理系統框架示意圖

圖10 底片出錯率變化

4 結論

通過分析底片的問題點，對于問題點逐個進行突破解決，以實現智能化為前提，將底片管理中腳本進行修改、系統進行調整、生產使用掃碼功能同時借助二維碼和條形碼追蹤標示進行整體結合，實現了底片的自主管理系統，簡化員工操作，提高工作效率，降低底片出錯率，降低了底片成本以及報廢率；同時對于PCB智能制造可追溯性系統的完善起到了基石作用。