照相底版自动化管理应用研究

巩 杰 陶启果 李 凯 瞿志祥

（广合科技（广州）有限公司，广东 广州 510730）

0 前言

随着PCB板向“高、密、薄”的方向快速发展，PCB板的层次越来越高，芯板越用越多。DI机无法完全适用于湿膜、干膜、油墨的直接曝光，因此使用传统的照相底版(以下简称底片，“菲林”为不规范用语)曝光依旧占据着PCB曝光方式的大部分江山。PCB制造过程中随着底片的张数不断增加，对于底片的管理也越来越困难，容易出现底片未及时绘制、存放位置难以查找、寿命未管控、报废管理不到位等问题，因此，对于实现底片的自主管理显得十分重要。

1 问题分析

对实际操作流程进行分析，并识别出容易出错的步骤，人工管理底片绘制/发放操作流程（如图1）。

可以看出，对于底片的管理是基于人工进行的，主要表现为：

（1）绘片过程对于底片没有提前做好规制安排，如：设置命名、摆放位置等，容易造成绘片后造成混乱，查找不方便，且浪费人力；

（2）存放过程中对于底片的管理输入信息为人工输入，容易出错，正确度存在风险；

图1 人工管理底片绘制/发放操作流程图

（3）对于底片的储存通过电子档记录进行保存，当不同员工使用时有可能对于某一底片进行无意修改，导致存档内容整体发生改变，存储位置出现错误；

（4）对于底片寿命的管控不到位，由人工记录，容易出现超出寿命还在使用；

（5）对于大量使用的底片实际过程中可能出现登记漏缺或错误，导致实际对应不上；

（6）生产过程中底片未归还，难以查到实际存放位置，导致重新绘制，浪费成本。

综上，在人工管理的过程中，大部分是由人工输入和管理，因人员存在不稳定或意识变化的情况下，容易导致整体底片出现错乱、缺失、不合格等问题，最后导致底片管理不受控，电路板的质量也处于不稳定状态。 如何将人工管理变为自主管理是我们要研究的方向。

2 底片的自主管理

2.1 底片自主管理实现方案

针对问题原因的定位，将通过系统的调整、Genesis脚本的修改、生产执行三个方面进行调整，同时对于系统中的整体管理，考虑到各个信息的及时追踪，结合可追溯性系统，通过在底片上增加二维码的方式进行整体的信息可追溯性，整体操作流程图如图2，有*标示为修改的内容。

通过整体改造的方案看出，通过底片增加二维码和流程卡上的条形码进行一一对应，保证信息追踪顺畅，将具体实施方案在后面详细说明。

2.2 关键实施方案说明

2.2.1 脚本的调整

对于底片脚本的修改，利用公司内部信息系统，在生成二维码信息时，充分考虑需要追溯的信息，考虑需要的信息为：生产的型号、工具类型、倍率、层次、编号、数量、放置位置等信息。

生成的二维码格式选择为Data Matrix格式，原因为Data Matrix二维条码的最小尺寸是目前所有条码中最小的，尤其特别适用于小零件的标识，以及直接印刷在实体上，因此选择Data Matrix格式，生产图形（如图3）。

2.2.2 系统的调整

（1）底片录入信息系统的调整。

通过调整ERP系统后台内容，并与Genesis调整的脚本对接，包含设置的内容有：生产的型号、工具类型、倍率、层次、编号、数量、放置位置等信息，通过使用扫码枪对底片上的二维码进行扫码，系统自动抓取对应信息，将底片的对应信息分别录入了系统，如下系统设置界面图示（如图4）。

图2 自动化管理菲林绘制/发放操作流程图

图3 Data Matrix二维码格式

针对以上内容说明如下：

①型号：对应底片的生产型号；②工具：对应底片所在工序，如内层、外层、防焊、字符等；③层次：对应底片所对应的层次，如L2、L3、L4……；④编号：对应底片设置的编号，每绘制某一流程的1套底片则从1开始累加；⑤用途：指该底片用于那个工序或岗位；⑥数量：同一型号同一层次的底片的数量，从1开始累加；⑦倍率：指绘制底片的预给涨缩或实测涨缩；⑧位置：指底片所放置的对应位置，如放置在底片房则显示为底片柜的编号，发放到工序则显示为生产，报废则显示为CG等；⑨检修人：指对该绘制的底片进行检修合格后录入系统的责任人。

（2）底片生产操作信息系统的调整。

通过ERP后台系统的调整，完成了底片录入信息系统的建立，同时在录入信息系统中，继续使用扫码枪对底片上二维码和流程卡上条形码进行扫码，同时建立生产实际对接关系，并形成底片使用位置的变更和使用数量的统计，系统设置（如图5）。

图4 底片信息系统建立界面

针对以上内容说明如下：

①二维码：对应底片上的二维码的信息；②流程卡条码：对应板流程卡的信息；③型号：对应底片和流程卡的生产型号；④工具：对应底片所在工序，如内层、外层、防焊、字符等；⑤层次：对应底片所对应的层次，如L2、L3、L4……；⑥编号：对应底片设置的编号，每绘制某一流程的1套底片则从1开始累加；⑦状态：指底片实际存在的位置，如底片柜、内层工序、外层工序等位置；⑧当前工艺：指PCB生产板所在的流程，如内层湿膜、外层干膜等；⑨WIP数量：指生产的底片和实际生产板的数量对应并进行次数累加，如wip显示该批次的板有60 pnl，则此次底片使用完后累加60次。⑩履历操作：指显示底片的变更过程，如何时生产、何时转移到生产，生产数量为多少等信息，清晰明了底片的实际过程。

通过以上系统的设置，将底片信息的系统建立、工序生产信息的对接进行完成，生产员工可进行自动扫码直接完成，无法再手动输入。同时通过履历的查找，知道每一阶段底片的使用情况，从而能够迅速查找到对应生产板的信息。

2.2.3 生产操作的调整

（1）绘制底片过程。

在绘制底片做资料过程中，需提前将底片储存位置进行输入，其它操作不用发生变化。

（2）底片信息录入过程。

底片光绘结束并检验合格后，使用扫码枪对底片上的二维码进行扫码，具体操作过程见图6。

（3）底片发放生产操作过程。

根据生产实际需求，对于底片进行发放使用扫码枪进行扫码发放，具体操作过程见图7。

通过以上操作，完成了底片与生产板信息的对接，并将菲林位置进行变更到生产，同时累计底片实际生产数量，对于底片的使用次数进行实际的统计。

（4）底片履历的查询。

通过系统可以对底片的生产实际信息进行追踪，同时在系统中已设置底片使用寿命，当超出使用寿命底片将无法在系统中变更和发放，可以很好地进行管理，如图8说明。

3 应用结果

通过对底片管理系统的变更，借助二维码追踪标示，实现了底片、生产之间系统的信息连接，做到了底片精益化管理，实现了员工简易化操作，对于生产给予了极大效率提升，主要体现在：

（1）实现了底片信息化管理，无需人工反复手动输入信息，简化了员工操作，提升员工效率，由原来管理操作10 min/套下降到30s/套，实现同一批次的底片进行批次化管理，无序逐一输入信息，见图9。

（2）降低了底片管理异常出错率，由前期底片管理混乱导致的底片位置不清、批次混乱、多绘少绘、寿命管控异常等问题，出错情况由35.20%下降到0，且无异常情况出现（如图10）。

（3）通过底片自主管理的系统的建立，与可追溯性系统进行了对接，实现了内层芯板、外层板、防焊板、字符板底片的追溯信息的整合，为实现智能生产奠定了基础工作。

图5 底片生产操作信息系统建立界面

图6 底片录入信息操作过程说明

图7 底片发放操作过程说明

图8 底片管理特殊功能说明

图9 底片管理系统框架示意图

图10 底片出错率变化

4 结论

通过分析底片的问题点，对于问题点逐个进行突破解决，以实现智能化为前提，将底片管理中脚本进行修改、系统进行调整、生产使用扫码功能同时借助二维码和条形码追踪标示进行整体结合，实现了底片的自主管理系统，简化员工操作，提高工作效率，降低底片出错率，降低了底片成本以及报废率；同时对于PCB智能制造可追溯性系统的完善起到了基石作用。