1 緒論

線路板輕薄短小的發展趨勢使得PCB制作工藝日新月異，其中層壓技術作為其最重要的工序之一，自然也備受制造廠商關注，使得層壓高端工藝愈加成熟，然而，在提高層壓工藝能力的同時，卻沒有對層壓結構圖紙予以正確處理，導致層壓結構圖問題的報廢客訴屢禁不止，損失慘重。

據統計，層壓結構問題雖然有一些屬于工藝能力不足或者產線員工控制不當，但這并非問題的全部，仍有很大比例的問題源于層壓圖紙，只是當大家把焦點放于工藝之時，往往忽略了其它因素，本文將對層壓結構圖問題進行具體分析并總結合理改善方案。

2 結構圖紙錯誤綜合分析

隨著電子電路的行業的發展，線路板的層數越來越多，結構越來越復雜（盲、埋、通孔共存，布線更緊密），使得層壓結構的控制要求也越來越嚴，層壓結構的問題也越來越突出，其中，錯誤的層壓結構圖紙就是其元兇之一。

2.1

制圖情況分析

對于所有PCB生產商而言，正確合理地制作出客戶要求的線路板才是最終目的，而在生產線路板的所有環節中，只有保證正確的層次結構，進一步控制各層精細工藝才有意義。而產線壓合結構通過圖紙指示，故確保圖紙正確合理必為其前提。

然而，優秀的圖紙雖然是層壓流程正確進行的必要前提，卻并未得到相應的重視，導致目前為止，層壓結構圖紙的制作還處于原始階段。很多PCB廠商仍然依靠通用的平臺軟件自帶的制圖功能，毫無數據支撐，更無工藝能力的保障，甚至小部分廠采用手工制圖?？傮w而言，業界大部分圖紙的完善全靠制圖人員自身的經驗，并沒有其它優良措施來輔助判斷結構的可行性和最優性。

2.2

制圖錯誤類型分析

常見的結構圖紙的錯誤可分為芯板，介質、可優化性、不按客戶要求等幾個方面，它們之中任一方面的錯誤都能導致報廢和客訴。

2.2.1 芯板的選擇錯誤

目前市場的芯板種類繁多，同類型又存在不同的規格區分，芯板的類型、規格、厚度、覆銅厚度都有區別，而當前業界大多仍由人的經驗判斷如何選材，具有不小的報廢風險或可優化空間（如圖1，3OZ的厚銅板實際應選FR-4的S1000-2即高TG的板材，員工錯用普通S1141型號）

圖 1

2.2.2 層間介質錯誤

最普遍的介質問題就是PP選擇錯誤，不同類PP的價格差異很大，且流動性各有不同，一旦PP選錯甚至其先后順序弄錯，都會造成實物板結構不符（如圖2，芯板覆厚銅，PP介質最好在0.15MM以上，實際只用一張0.08MM的PP，層間介質過?。?。

圖 2

另外，銅箔的厚度錯誤也應注意，雖然這類情形部分可以通過加厚減薄工藝改良，但憑空增加額外流程會影響成本，同時產生其它隱患。

2.2.3 部分可優化結構問題

同樣厚度的線路板可能有多種材料組合，任選一種都能做出正確的結構，但不同搭配情況的成本和生產控制難度一定不同，故應采用成本和控制難度都相對較低的結構組合，然實際統計發現，約30%的線路板層次結構并非最優（如圖3，106的PP太貴，實際可用2116的PP進行優化）。

圖 3

另一典型可優化問題為非對稱結構，由于漲縮等問題，不對稱板的翹曲度通常比對稱板高，若客戶要求嚴格，這樣的板通常會是廢品，因此任何情形的線路板結構都應確保對稱，即使無法達到（比如一些盲埋孔板），也應盡量降低其不對稱程度。

2.2.4 客戶要求方面問題

部分客戶對層壓結構選材有明顯限定，甚至不乏對層壓結構有明確指定，若客戶對板材的選擇有明確要求，制圖人員就必須縮慎重設計結構，尤其若有明確結構指定，更應仔細檢查客戶結構是否合理、是否與本司制作工藝沖突，然而實際很多此類情況的遺漏，令眾廠商頭疼不已。

2.2.5 部分結構問題實述

下圖4為作者截取的該司某一個月中有關層壓結構的問題點：

圖 4

由圖看出，很多制圖人員的技術經驗欠缺，導致諸多重復問題出現，但經作者訪問發現，有關層壓結構圖設計錯誤原因還包括制圖人員的疏忽。換言之，其可歸納為對該司工藝不了解和細節性疏忽。

2.2.6 對結構圖錯誤后果嚴重性的分析

總所周知，報廢和客訴一直是所有PCB廠最頭疼的問題，尤其是批量報廢，其直接經濟損失更加嚴重，如果導致客訴，還會大幅降低客戶滿意度，帶來嚴重的潛在損失。

雖然PCB制程的任一環節錯誤都可能導致報廢和客訴，但是，縱觀PCB制作的所有環節，我們發現，層壓相關問題導致報廢和客訴的幾率最大，同比其它工序平均多出50%，而層壓結構圖是層壓工序的唯一指導，板的結構完全取決于它，一旦圖紙錯誤，此板幾乎等同報廢，其重要性不言而喻。因此，層壓結構圖的管控應作為各PCB廠商的重點問題對待，否則，很難根治這類問題。

2.3

業界改進現狀及分析

業界的改進現狀基本可以總結為以下三點：

1） 針對圖紙誤導產線生產錯誤的PCB板的問題，部分PCB廠擬在圖紙上附加一些特殊信息以增強圖紙的信息量和可讀性，但結果并未降低因圖紙問題導致的報廢客訴，經分析，此種方式雖然增強了圖紙的指導性，但圖紙本身的錯誤卻未有效減少，因其產生的誤導自然無法有效避免。

2） 一部分廠商則依靠比較流行的軟件（如ENGENIX等）附帶的層壓結構功能模塊制作層壓結構圖，不可否認，這些軟件整體功能強大且專業，但是，專業也就意味著難以大眾化，如果一張圖紙不能讓產線員工短時間看明白，那么，它可能并不合適，更何況，通用性也就決定著其在精確控制方面的盲點，而層壓結構圖需要高正確性和最優性，如果軟件不能確保這兩點，那么，其并不能解決層壓結構圖紙所引發的問題。

3） 出于一直難以解決層壓結構問題的困擾，不少PCB廠選擇增加大量層壓技術知識的培訓，想以此提高CAM人員的專業水平，降低層壓結構圖出錯的概率。同時，制定一系列懲罰制度意圖“避免”人為疏忽，但結果不但毫無效果，反而因過多的培訓占據制單時間，延長了制單周期，增加了成本預算，惡化了員工情緒，帶來了不少負面影響。

就上述三點分析可以看出，業界并未發現一種最合理方案，所謂的解決辦法，都治標不治本，甚至部分還帶來惡劣的后果。

2.4

問題推斷

通過對層壓結構圖問題的分析，初步推斷為：制圖人員對層壓結構了解不夠深入，技能存在不足，不了解該司制造工藝，做事不夠仔細，不按要求核對客戶特殊信息。故若要針對上述原因改善問題，那么，首先所有制圖人員都應擁有足夠的行業經驗（至少是關于層壓結構），同時對該司PCB層壓加工工藝足夠了解，基于這樣的要求，專項培訓就成為了必要措施，然而通過上述對業界改進現狀的分析可以看出，這樣的方案根本行不通。如此，難道只有指定那些既了解工藝又做事仔細的“精干”員工制作？這顯然并不合適，況且，即使真這樣，就一定能避免上述所有問題嗎？顯然，我們需要一種新的方式來改善這些問題。

3 解決方案

針對層壓結構圖紙設計或優化的情況，通常，若屬于該司內部可調結構，建議由具有一定經驗的主管級人員調整，從而降低結構成本，若客戶有明確要求，建議與客戶確認，從而避免投訴。

但從根本上講，層壓結構圖的制作還是需要CAM具有一定的經驗和細心做事的態度，經驗往往是時間的積累，難以宏觀調控，細心的態度也因人因境而異，更沒有明確的保障，并且，總是在一些小的不確定上與人確認，耽誤的往往是更多人的效率，造成時間和資源的浪費。

綜合這些錯誤的分析，本文提出了通過計算機應用來解決問題的方案，作者通過對該司之前的一系列層壓結構的問題進行匯總和分析，具有針對性地開發出一款專門用于制作層壓結構的智能工具軟件，通過該司內部數據統計顯示，CAM人員使用此軟件制作層壓結構圖后，層壓結構出錯率降低到3%，對于提高層壓結構制作的正確性和最優性，降低訂單制作周期，減少資源的浪費具有明顯的效果。

4 通過軟件改善問題

4.1

軟件功能實現分析

使用軟件輔助制圖人員畫結構圖并不難實現，但這樣的軟件往往不能判斷做出的結構是否正確，更無法判斷當前結構是否最優，也就是說，如果開發出一個只能作為一個畫圖平臺的軟件，那么根本不能解決前文所論述的問題，只有將該司層壓工藝規則加入軟件內部邏輯，才能有效判斷圖紙的正確性，只有具引導性的提示，才能做出低成本、高品質的結構圖，只有簡單清晰的操作步驟，才能大幅降低制圖人員的疏忽可能，只有簡明易懂的圖紙外觀，才能避免圖紙誤導。

4.1.1 軟件開發條件苛刻

要使軟件具有一套合理的判斷功能，需將層壓工藝轉換為軟件內部判斷依據，否則，其只能作為普通的制圖平臺，毫無針對性，然而層壓工藝是一套擁有諸多例外情況的標準，且會實時變更，故還應使得軟件內部邏輯可調，這使得軟件構建復雜而困難，需開發人員本身擁有足夠的行業經驗和過硬的軟件知識。

4.1.2 軟件須具有引導性

當按照層壓工藝標準構建出軟件邏輯之后，軟件需通過對話框形式與制圖人員實時交互，避免其因經驗不足而漏掉很多不合理的細節，因一時疏忽而弄錯一些重要參數，這樣才能引導其準確地做出優良的層壓圖，因此，軟件的引導能力也必須注重。

4.1.3 簡單的操作和易識別的圖紙

軟件的操作越復雜，說明軟件的智能性越低，輔助能力越差，只有盡量簡單的制圖步驟，才能降低制圖人員的疏忽比例，同時，為正確的指導生產，避免因信息遺漏、信息冗余、圖紙難懂造成各種不良后果，通過軟件生成的圖紙必須信息齊全、簡明扼要且通俗易懂。

4.2

軟件描述

編譯軟件平臺：JAVA SE

系統要求：各類主流操作系統均可

硬件要求：PIII 1GHZ以上或賽楊1.5GHZ以上中央處理器，2G以上的硬盤空間，256M內存(建議用512M以上)，800*600以上VGA

制作目的：提高層壓結構圖制作正確性和可優化性，降低成本，提升訂單制作效率。

功能：自動獲取客戶層壓信息和本司庫存材料信息，自帶部分常見層壓結構模板，自動檢測材料型號、結構正確性和可優化性，智能修正明顯參數錯誤，計算并檢測壓合厚度，保存結構至數據庫和讀取，提示所有不符或具可優化性情形。

軟件運行依據：客戶層壓信息和本司庫存材料信息通過本司數據庫獲取，所有模板都已通過工藝評審，材料檢測基于數據庫信息，厚度計算已充分考慮不同壓合情況，所有人為輸入參數均會正則匹配數據格式和范圍，已加入本司特殊工藝結構的檢測機制，數據處理精確到小數點后十位。

軟件介紹：軟件界面如下圖5，此工具制作的層壓結構圖，圖紙簡單明了，易于被產線員工識別，信息齊全，包括客戶所有重要信息。另外，所有結構圖的制作過程都只有三步：添加結構、選擇參數、保存結構，其中，制圖人員只需有基本層壓結構知識，在參數選擇上，軟件可以根據庫存給出選擇范圍，同時加以提示，具有輔助選擇功能，并且，參數填寫完畢后，軟件會自動計算當前結構的理論厚度（計算結果會顯示在厚度顯示面板并提示），然后啟動所有檢測機制，全面檢測比如厚度、對稱性、是否特殊工藝、可優化性等，高度智能化的檢測機制和容錯性糾正全部基于該司PCB制作工藝，若工藝變動，可調節參數保持與工藝一致。使用這樣的軟件，針對性強，檢測機制齊全，可以幫助員工避免很多疏漏，這樣，普通CAM人員也能畫出符合該司制作工藝、滿足客戶要求且成本相對最低的層壓結構。

圖 5

4.3

實際效果統計

使用軟件是否能有效解決層壓結構圖問題，請看該司實際的異常數據統計（如圖6），橫坐標為統計時間（4月至11月），縱坐標為結構圖問題與當月問題總數的百分比，其中，4-7月為未用軟件之前的情況，8月初軟件投入試用，9月底軟件維護和優化基本完畢，10-11月軟件全面啟用。

圖 6

由圖中折線走勢看出，該軟件試用之后，錯誤比例明顯降低，尤其正式全面使用之后，結構圖引發的錯誤幾近消失，相比之前幾月持續居高不下的情形，效果非常顯著。

5 總結

雖然高針對性、高智能化的軟件開發要求非?？量?，對開發者自身要求很高，但并非不可實現。并且使用專門的輔助軟件之后，層壓結構圖問題基本消失。相比業界目前其他改進方法，效果更為顯著。同時，軟件可以根據該司工藝變動實時調整，檢測和優化機制，具有很廣的適用性、可移植性和可擴展性，因此，對于如何確保層壓結構圖的正確性和最優性，采用高智能化、高針對性的軟件輔助制作確是一條可行之路。當然，或有其他方案異曲同工，本文論述僅供參考。