行业篇PCB线路板行业智能制造解决方

PCB（PrintedCircuitBoard），中文名称为印制电路板，又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气相互连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。

根据电路层数分类：分为单面板、双面板和多层板。常见的多层板一般为4层板或6层板，复杂的多层板可达几十层；根据硬度分类：分为刚性电路板和柔性电路板、软硬结合板；按产业链上下游来分类：可以分为原材料、覆铜板、印刷电路板、电子产品应用等。

在讲解线路板智能制造之前，先了解一下其生产工艺及常见设备，刚性线路板同柔性线路板工艺大同小异：

路板PCB制造工艺路线

裁切：

开料：将大面积的覆铜板，按设计好的尺寸进行裁切；

圆角：对基材边角进行修圆，避免后续工序乱花板面。

内层涂膜：在清洗后的基材上涂上一层感光湿膜。

内层曝光：

将菲林上线路图形转移到内层芯板上。

DES：

显影，蚀刻，退膜，将线路图形以外的铜面溶蚀，形成设计的线路图形。

内层AOI：

通过光学装置对线路图形与设计标准图形进行比对，检查线路是否开短路。

PP裁切：

将PP半固化片裁切与内层芯板相适应的尺寸。

棕化：

在干净铜面上生成一层氧化层，达以粗化铜面作用，以增加与PP板粘合力。

铆合：

将多张内层芯板和PP板铆合在一起，以避免后续加工时产生层面偏移。

叠板：

把预叠好的板叠成待成多层板形式。

压合：

在真空高温环境下，通过热压方式将叠板进行压合，形成多层板。

裁边：

对压合后的多层进行外形处理以后工序处理。

钻孔：

在板面上钻出层与层之间线路连接的导通孔。

沉铜：

在线路板孔内镀上一层铜，以达到导通的作用。

板电：

利用电镀方式加厚孔铜和面铜的厚度。

外层涂干膜：

外层显影：

图形电镀：

外层蚀刻：

阻焊：

将外层线路及铜面覆盖，起到保护线路和绝缘作用。

印字符：

在板面印刷标记符号，便于后续产品组装和识别。

沉镍金：

在铜表面形成一层具有抗氧化，可焊性良好，可靠高的镀层。

成型：

通过数控机床，根据要求铣出需要的形状；

电测：

检测成品电路板是否有开路短路形象。

（含飞针测试）

FQC终检：

对线路板外观进行检查

真空包装

PCB行业管理难点：

订单小品种多，计划排产难

随着市场需求模式的改变，PCB产品加工逐步向小批量多品种的定制化模式转变，由此生产计划排程越来越难，计划执行差。

制造过程复杂，工序难管理

PCB产品属于定制化加工，制造流程长，涉及设备种类多，管控点多，工序内需要进行计划及人机料法环测的多方面管控，管理难度大。

设备多管理难，故障难预防

PCB制造的流程长，涉及的设备种类众多、数量也多，设备管理人员基于传统的管理方式，难以对设备状态进行有效监控，预防性保养维护难，故障难预防。

精细化管理难，产品难追溯

PCB制造还是基于批量加工管控，过程控制点均靠人员进行点检、识别和记录，过程无法将人机料法环测信息有效协同，产品加工信息纸档记录分散，查找效率低，追溯难。

四，PCB行业智能制造难点：

APS柔性化自动排产

PCB行业严格按客户要求生产批次进行生产，工序周期长，工艺复杂，使用的设备多，其中一个环节安排不好，均会影响整个产线有序运转，柔性化的高级排程显得尤为重要，基于有限能力约束及所见即所得高级计划排程系统是智能制造的重要工具和手段。传统的手段是依据人工经验的排产计划，原始而又效率低下，且无为应付瞬息万变的生产现状。构建基于约束理论的APS高级计划排程系统，实现精准排产，并支持进行多重运算，通过建模从多种可行方案中选择最优，并自动分解到人机，避免硬插单过程异常，导致计划无法实现，进而致使计划难以协调的现象。

对于需求不稳定和面对多品种、小批量的PCB制造商而言。面向订单的运营模式是，他们需要一个系统来协调平衡能力与负荷。或计划量和库存。提供对车间工序级别的详细排查。筛选工单不同时长工段的自动排查，并优化排产结果，同时提供各种算法及自定义算法。详细的排产能，依据不同的特定需求建立定制化的排斥逻辑。利用系统解决内存线路外层线路、层压、钻孔等PCB的瓶颈工序的计划算法，以及整体的工序的产能平衡。比如后工序设备的机，需要动态平衡前后工序的质量，以免造成无用的制造和WIP仓库库存。

各系统之间集成

DFM、EDA、CAM是生产实施必不可少的工具，各类系统需要有机整合集成，解决数据联动，提高工作效率，减少差错。如行业常见InPlan/InCam系统，实现InPlan与InCam之间数据传递，InPlan与ERP系统之间数据集成，InCam与钻孔，成型等生产设备的数据打通，并能自动生成MI数据，转换成MES产品MI工艺数据，实现参数自动下载，数据不落地，驱动机器操作，减少人工干预差错。

在PCB制造商中，有不少传统企业依然存在这样的问题：InPlan/InCam系统的工艺参数还无法自动传递至现场设备。MI流转卡无法让设备自动核对参数是否准确，现场老设备较多，设备缺少统一接口，采集数据困难。MES系统须解决上述问题并提供设备无缝集成的自动化解决方案。须实现与自动化生产线的系统整合，采集设备的状态数据、生产过程的参数、质量、数据、下传数据控制、设备控制等参数。作为智能工厂设备与系统的连接纽带，为设备自动化提供运作指令和控制参数。

各类设备数据采集

相较于其他行业，线路板行业由工艺复杂，线路长，各类设备差异很大，参差不齐，通常有相对先进的自动化设备如AOI设备，飞针测试设备，也有较原始的机械设备。对生产数据和检测数据动态采集进行工艺过程优化和改进，以及相关的质量追溯具有非常重要的意义。无论采用外置传感器还是内接PLC，或是直接工控主机，面对林林总总的各类设备，各类协议，各类数据格式，对智能化实施都是一项挑战工作。

半成品生产制程有序流转

由于线路板工艺较长，所需产线设备体积大，造成工序段半成品在不同物理空间进行非常频繁流转，产品需要采用批次管理，甚至序列号管理，需要将产品

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