CN101351115B - 印刷电路板钻孔车间的钻孔质量监控方法 - Google Patents

Abstract

一种印刷电路板钻孔车间的钻孔质量监控方法，其先输入印刷电路板上钻孔的设计数据和实际测量数据，并利用所述设计数据和实际测量数据计算出各种钻孔精度分析数据；并连续收集多个印刷电路板的钻孔精度分析数据，根据所述钻孔精度分析数据进行统计过程控制。通过统计过程控制的结果可发现钻孔精度的变化趋势，从而矫正或除去造成钻孔精度变化过大的原因，并预估钻孔机维修时程，达到减少年修花费与维持钻孔精度的效果。并以一总览图通过不同颜色显示各个所述钻孔机在目前或未来某日的机台状况，如此很容易监控车间内各个所述钻孔机的钻孔质量。

Description

印刷电路板钻孔车间的钻孔质量监控方法

技术领域

本发明涉及一种印刷电路板钻孔车间的钻孔质量监控方法，所述监控方法采用一种创新的印刷电路板的钻孔质量分析方法，特别涉及一种应用统计过程控制(statisticalprocess control；SPC)呈现钻孔机钻孔质量的方法。

背景技术

印刷电路板是电子、计算机和通信等产品的主要零部件，为了能够适应消费市场上轻、薄、短、小的产品特性并在高密度和高可靠性的需求催化下，除了通孔的精密钻孔需要外，高级印刷电路板在目前的发展趋势更多使用盲孔(blind hole或via)和埋孔(buriedhole)的钻孔技术。这种盲孔和埋孔的印刷电路板是通过盲孔将内部几层的布线板与表面的布线相连接，无须穿透整个板子而浪费其它层布线板的布局空间，预估可比一般印刷电路板的体积缩小20％。因此对电路板来说，无论是半成品还是成品，盲孔或通孔的质量检测工作都变得非常重要，特别是关于线宽、孔径、孔垂直度、孔真圆度和铜垫尺寸等都需要进行测量和规格判读。

目前自动光学检测(automatic optical inspection)机分别测量各片印刷电路板上的钻孔精度，并单独以数据或图表呈现各片印刷电路板的钻孔精度的测量结果。然而同样规格的印刷电路板的钻孔质量常会因为不同钻孔机或制造时间而变化，也就是会因为钻孔机的设定、厂牌或使用状态而造成钻孔质量变化，或者是相同钻孔机也会因为制造时间而产生钻孔质量的变化，例如：刀具磨损或定期保养的时间等。

很明显现有自动光学检测机无法有效呈现或提示质量变化的趋势，往往是等到印刷电路板的测量结果发现异常或不符规格时才开始停止生产问题货批和追查问题发生的根源，因此会造成生产中断和无法有效预测质量异常的可能发生的问题。

为了使钻孔过程中钻孔质量的变化均控制在控制状态下，因此确实需要将统计过程控制导入目前自动光学检测机中，从而使印刷电路板的钻孔质量能有效被监控，并能预测异常的可能发生时点而提前采取矫正措施。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种印刷电路板钻孔车间的钻孔质量监控方法，所述系统采用一种创新的印刷电路板的钻孔质量分析方法，其将统计过程控制导入自动光学检测机中，从而使印刷电路板的钻孔质量能有效和即时被监控，并能预测异常的可能发生时点而提前采取矫正措施。除此之外，还评估出目前与未来某时间点各钻孔机的状态，且以钻孔机总览图标出目前与未来某段时间点的各钻孔机的状态。

为了实现上述目的，本发明揭示一种印刷电路板钻孔车间的钻孔质量监控方法，其用于监控车间中各印刷电路板钻孔机的钻孔质量，其包含下列步骤：输入印刷电路板上钻孔的设计数据和实际测量数据；计算出各钻孔机的各种钻孔精度分析数据；根据所述钻孔精度分析数据进行统计过程控制；根据所述统计过程控制产生的各个所述钻孔机的钻孔质量数据，预测各个所述钻孔机异常发生的时间点；评估目前各个所述钻孔机的机台状况与未来某日各个所述钻孔机的机台状况；和以一总览图显示各个所述钻孔机在目前或未来某日的机台状况。

附图说明

图1是本发明印刷电路板钻孔车间的钻孔质量监控方法的流程图；

图2是本发明钻孔的真圆度的控制图；

图3是本发明钻孔的良率控制图；

图4是本发明钻孔的偏移量过程能力指标的控制图；

图5是单一钻孔机状态的评估与预测示意图；且

图6是车间内所有钻孔机的总览图。

具体实施方式

图1是本发明印刷电路板钻孔车间的钻孔质量监控方法的流程图。如步骤11所示，输入印刷电路板的原始设计数据和成品测量数据，例如：需要输入设计的理想孔位的坐标、测量孔位的坐标、设计的钻孔孔径、测量的钻孔孔径、设计的钻孔真圆度和测量的钻孔真圆度与坐标等数据。接着进行步骤12，利用上述各项输入数据计算各种钻孔精度分析数据，例如：孔位的偏差量、孔径的偏差量和真圆度的偏差量，并可同时计算出各项数值的平均值、标准差、过程准确度(Capability of accuracy；Ca)、过程精密度(Capabilityof precision；Cp)和过程能力指标(Cpk)等相关统计数据。

如步骤13所示，如果连续收集多个印刷电路板钻孔精度分析数据的数量或时间达到设定值要求，例如：已收集一定数量的相同印刷电路板的钻孔精度分析数据，或每日、每周和每月定时自动地将所收集的多个印刷电路板钻孔精度分析数据进行步骤15的内容。实施统计过程控制是指利用统计抽样所得的钻孔精度分析数据对钻孔过程状态进行监控。并在钻孔过程中产品质量变化处于非控制状态时，设法进一步采取调整钻孔过程的措施，以矫正钻孔过程中影响质量的非机遇变化(assignable variation)，其最终目的是使钻孔过程处于控制状态下。并进一步根据步骤16，将钻孔精度分析数据绘制成控制图，通过控制图可以容易地确定钻孔过程是否在控制状态下，或者可以预测钻孔过程变化的趋势。

图2是本发明钻孔的真圆度的控制图。图中折线21和22分别代表直径5mm和4mm两种钻头(或主轴)随着制造时间产生的真圆度变化，CL(central line)代表控制图的中心值，中心值加上和减去三个标准差即可分别得到控制图的控制上限(upper controllimit；UCL)和控制下限(lower control limit；LCL)，或可由使用者自行定义控制上下限值。如果折线上样组点子落在控制上限与控制下限之外，那么表示所述钻孔过程不在控制状态下，因此需要采取矫正行动。折线21和22上后面的样组点子已分别渐趋近于控制上限与控制下限，因此可预测直径5mm和4mm两种钻头钻孔的真圆度将要进入非控制状态，同样需要提前采取矫正行动，例如：调整主轴固定状态或更换磨损严重的钻针或更换磨损严重的主轴。

图3是本发明钻孔的良率控制图。钻孔良率是符合偏移量规格的孔数与总孔数的比率。图中折线31代表某机台上某个主轴某钻针所制造的印刷电路板的钻孔良率，控制上限的值为100％，并由使用者自行定义控制下限值。如果折线上样组点子低于控制下限，那么表示所述钻孔过程不在控制状态下，因此需要采取矫正行动。折线31样组点子已分别渐趋近于控制下限，因此可预测钻孔良率将要进入非控制状态，同样需要提前采取矫正行动。

图4是本发明钻孔的偏移量过程能力(Cpk)指标的控制图。图中折线41代表某机台某个主轴所制造的印刷电路板，且随着制造时间测量的偏移量过程能力指标的变化。选择其中某时间区段进一步分析，并找出回归直线。如果过程能力指标渐趋近于控制下限，那么可算出所述回归直线42与控制下限的交点P及其对应的时间点为日期n，并在所述交点发生的时间点前m日通知操作人员进行机台维修。此预测功能同样可应用于图2和图3中真圆度控制图与钻孔良率控制图，或者孔径过程能力指标控制图等。

图5是单一钻孔机状态的评估与预测示意图。首先使用者需先设定监控灯号，控制指数落于不同界定的范围内就显示不同色灯，从而达到颜色管理的效果。如图所示，控制上限以上的范围定义为绿灯区，且控制上限与控制下限之间的范围定义为黄灯区，以及控制下限以下的范围定义为红灯区。如果钻孔精度记录数据51的回归直线52对应于今日的数值落于黄灯区，那么今日钻孔机状态的状态可设为黄灯。同理，如果回归线对应于某段时间后的某日的数值落于红灯区，那么未来某日的钻孔机状态可设为黄灯。以图5为例，今天钻孔机状态的灯号为黄灯，未来某日钻孔机状态的灯号为红灯。

图6是车间内所有钻孔机的总览图。此图6是依据图5所述的方法来评估和预测出各钻孔机目前与未来某设定日的状态，并进而绘制成此能够易于管控的总览图。在本总览图中，一个方格代表一台钻孔机，在一个方格中可以同时显示钻孔机今日的状态与未来某日的状态，例如：方格中左上方三角形代表今日的状态且右下方三角形代表未来某日的状态。使用者可以依据各方格所显示的灯号掌握各机台目前与预测未来的状态。图中最上列和最左列的数字代表机台编号或摆放位置编号，因此编号(0，0)代表图中最左上角方格所对应的钻孔机。所述方格中左上方三角形为绿灯，即钻孔机今日的状态为落于图5的绿灯区内；所述方格中右下方三角形为红灯，即钻孔机未来某日的状态为落于图5的红灯区内。

上文已揭示本发明的技术内容和技术特点，然而所属领域的技术人员仍可能基于本发明的教示和揭示内容而做出各种不脱离本发明精神的替换和修改。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不脱离本发明的替换和修改，并为所附权利要求书所涵盖。

Claims (16)

1.一种印刷电路板钻孔车间的钻孔质量监控方法，其用于监控车间内各印刷电路板钻孔机的钻孔质量，其特征在于包含下列步骤：

输入印刷电路板上钻孔的设计数据和实际测量数据；

计算出各钻孔机的各种钻孔精度分析数据；

根据所述钻孔精度分析数据进行统计过程控制；

根据所述统计过程控制产生的各个所述钻孔机的钻孔质量数据，预测各个所述钻孔机异常发生的时间点；

评估目前各个所述钻孔机的机台状况与未来某日各个所述钻孔机的机台状况；和

以总览图显示各个所述钻孔机在目前或未来某日的机台状况。

2.根据权利要求1所述的印刷电路板钻孔车间的钻孔质量监控方法，其特征在于所述统计过程控制是产生控制图。

3.根据权利要求1所述的印刷电路板钻孔的车间钻孔质量监控方法，其特征在于所述钻孔精度分析数据包含孔位的偏差量、孔径的偏差量和真圆度的偏差量。

4.根据权利要求2所述的印刷电路板钻孔的车间钻孔质量监控方法，其特征在于另外包含通过所述控制图确定钻孔过程是否在控制状态下的步骤。

5.根据权利要求2所述的印刷电路板钻孔车间的钻孔质量监控方法，其特征在于通过所述控制图可预测钻孔过程的异常发生的时间。

6.根据权利要求2所述的印刷电路板钻孔车间的钻孔质量监控方法，其特征在于另外包含选择所述控制图的一时间区段找出回归直线，并算出所述回归直线与控制下限或控制上限的交点的步骤。

7.根据权利要求6所述的印刷电路板钻孔车间的钻孔质量监控方法，其特征在于所述控制图是钻孔机所产生的钻孔精度的变化折线或曲线。

8.根据权利要求6所述的印刷电路板钻孔车间的钻孔质量监控方法，其特征在于所述控制图是钻孔机的一个主轴所产生的钻孔精度的变化折线或曲线。

9.根据权利要求7所述的印刷电路板钻孔车间的钻孔质量监控方法，其特征在于所述控制图可用来预测所述钻孔机的异常发生的时点。

10.根据权利要求8所述的印刷电路板钻孔车间的钻孔质量监控方法，其特征在于所述控制图可用来预测所述钻孔机的各主轴异常发生的时点。

11.根据权利要求7所述的印刷电路板钻孔车间的钻孔质量监控方法，其特征在于所述控制图可用来评估所述钻孔机在目前与未来某日的机台状况。

12.根据权利要求8所述的印刷电路板钻孔车间的钻孔质量监控方法，其特征在于所述控制图可用来预测所述钻孔机的各主轴的目前与未来某日的机台状况。

13.根据权利要求11所述的印刷电路板钻孔车间的钻孔质量监控方法，其特征在于各个所述钻孔机目前与未来某日的机台状况以所述总览图标示。

14.根据权利要求12所述的印刷电路板钻孔车间的钻孔质量监控方法，其特征在于各个所述钻孔机目前与未来某日的机台状况以所述总览图标示。

15.根据权利要求3所述的印刷电路板钻孔车间的钻孔质量监控方法，其特征在于所述钻孔精度分析数据包含所述孔位的偏差量、所述孔径的偏差量和所述真圆度的偏差量的平均值、标准差、过程准确度、过程精密度以及过程能力指标。

16.根据权利要求1所述的印刷电路板钻孔车间的钻孔质量监控方法，其特征在于所述总览图以颜色来区分所述机台状况。

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