專利名稱：印刷電路板鉆孔車間的鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種印刷電路板鉆孔車間的鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法，所述監(jiān)控方法采用一種 創(chuàng)新的印刷電路板的鉆孔質(zhì)量分析方法，特別涉及一種應(yīng)用統(tǒng)計過程控制(statistical process control; SPC)呈現(xiàn)鉆孔機鉆孔質(zhì)量的方法。
背景技術(shù)：
印刷電路板是電子、計算機和通信等產(chǎn)品的主要零部件，為了能夠適應(yīng)消費市場上 輕、薄、短、小的產(chǎn)品特性并在高密度和高可靠性的需求催化下，除了通孔的精密鉆孔 需要外，高級印刷電路板在目前的發(fā)展趨勢更多使用盲孔(blind hole或via)和埋孔(buried hole)的鉆孔技術(shù)。這種盲孔和埋孔的印刷電路板是通過盲孔將內(nèi)部幾層的布線板與表面 的布線相連接，無須穿透整個板子而浪費其它層布線板的布局空間，預(yù)估可比一般印刷 電路板的體積縮小20%。因此對電路板來說，無論是半成品還是成品，盲孔或通孔的質(zhì) 量檢測工作都變得非常重要，特別是關(guān)于線寬、孔徑、孔垂直度、孔真圓度和銅墊尺寸 等都需要進行測量和規(guī)格判讀。
目前自動光學(xué)檢測(automatic optical inspection)機分別測量各片印刷電路板上的鉆 孔精度，并單獨以數(shù)據(jù)或圖表呈現(xiàn)各片印刷電路板的鉆孔精度的測量結(jié)果。然而同樣規(guī) 格的印刷電路板的鉆孔質(zhì)量常會因為不同鉆孔機或制造時間而變化，也就是會因為鉆孔 機的設(shè)定、廠牌或使用狀態(tài)而造成鉆孔質(zhì)量變化，或者是相同鉆孔機也會因為制造時間 而產(chǎn)生鉆孔質(zhì)量的變化，例如刀具磨損或定期保養(yǎng)的時間等。
很明顯現(xiàn)有自動光學(xué)檢測機無法有效呈現(xiàn)或提示質(zhì)量變化的趨勢，往往是等到印刷 電路板的測量結(jié)果發(fā)現(xiàn)異常或不符規(guī)格時才開始停止生產(chǎn)問題貨批和追査問題發(fā)生的根 源，因此會造成生產(chǎn)中斷和無法有效預(yù)測質(zhì)量異常的可能發(fā)生的問題。
為了使鉆孔過程中鉆孔質(zhì)量的變化均控制在控制狀態(tài)下，因此確實需要將統(tǒng)計過程 控制導(dǎo)入目前自動光學(xué)檢測機中，從而使印刷電路板的鉆孔質(zhì)量能有效被監(jiān)控，并能預(yù) 測異常的可能發(fā)生時點而提前采取矯正措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種印刷電路板鉆孔車間的鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法，所述系統(tǒng)
采用一種創(chuàng)新的印刷電路板的鉆孔質(zhì)量分析方法，其將統(tǒng)計過程控制導(dǎo)入自動光學(xué)檢測 機中，從而使印刷電路板的鉆孔質(zhì)量能有效和即時被監(jiān)控，并能預(yù)測異常的可能發(fā)生時 點而提前采取矯正措施。除此之外，還評估出目前與未來某時間點各鉆孔機的狀態(tài)，且 以鉆孔機總覽圖標(biāo)出目前與未來某段時間點的各鉆孔機的狀態(tài)。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明揭示一種印刷電路板鉆孔車間的鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法，其 用于監(jiān)控車間中各印刷電路板鉆孔機的鉆孔質(zhì)量，其包含下列步驟輸入印刷電路板上 鉆孔的設(shè)計數(shù)據(jù)和實際測量數(shù)據(jù)；計算出各鉆孔機的各種鉆孔精度分析數(shù)據(jù)；根據(jù)所述 鉆孔精度分析數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計過程控制；根據(jù)所述統(tǒng)計過程控制產(chǎn)生的各個所述鉆孔機的 鉆孔質(zhì)量數(shù)據(jù)，預(yù)測各個所述鉆孔機異常發(fā)生的時間點；評估目前各個所述鉆孔機的機 臺狀況與未來某日各個所述鉆孔機的機臺狀況；和以一總覽圖顯示各個所述鉆孔機在目 前或未來某日的機臺狀況。


圖1是本發(fā)明印刷電路板鉆孔車間的鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法的流程圖2是本發(fā)明鉆孔的真圓度的控制圖3是本發(fā)明鉆孔的良率控制圖4是本發(fā)明鉆孔的偏移量過程能力指標(biāo)的控制圖； 圖5是單一鉆孔機狀態(tài)的評估與預(yù)測示意圖；且 圖6是車間內(nèi)所有鉆孔機的總覽圖。
具體實施例方式
圖1是本發(fā)明印刷電路板鉆孔車間的鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法的流程圖。如步驟11所示， 輸入印刷電路板的原始設(shè)計數(shù)據(jù)和成品測量數(shù)據(jù)，例如需要輸入設(shè)計的理想孔位的坐 標(biāo)、測量孔位的坐標(biāo)、設(shè)計的鉆孔孔徑、測量的鉆孔孔徑、設(shè)計的鉆孔真圓度和測量的 鉆孔真圓度與坐標(biāo)等數(shù)據(jù)。接著進行步驟12，利用上述各項輸入數(shù)據(jù)計算各種鉆孔精度 分析數(shù)據(jù)，例如孔位的偏差量、孔徑的偏差量和真圓度的偏差量，并可同時計算出各
項數(shù)值的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、過程準(zhǔn)確度(Capability of accuracy; Ca)、過程精密度(Capability of precision; Cp)和過程能力指標(biāo)(Cpk)等相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
如步驟13所示，如果連續(xù)收集多個印刷電路板鉆孔精度分析數(shù)據(jù)的數(shù)量或時間達到 設(shè)定值要求，例如巳收集一定數(shù)量的相同印刷電路板的鉆孔精度分析數(shù)據(jù)，或每日、 每周和每月定時自動地將所收集的多個印刷電路板鉆孔精度分析數(shù)據(jù)進行步驟15的內(nèi) 容。實施統(tǒng)計過程控制是指利用統(tǒng)計抽樣所得的鉆孔精度分析數(shù)據(jù)對鉆孔過程狀態(tài)進行
監(jiān)控。并在鉆孔過程中產(chǎn)品質(zhì)量變化處于非控制狀態(tài)時，設(shè)法進一步采取調(diào)整鉆孔過程 的措施，以矯正鉆孔過程中影響質(zhì)量的非機遇變化(assignable variation),其最終目的是 使鉆孔過程處于控制狀態(tài)下。并進一步根據(jù)步驟16，將鉆孔精度分析數(shù)據(jù)繪制成控制圖， 通過控制圖可以容易地確定鉆孔過程是否在控制狀態(tài)下，或者可以預(yù)測鉆孔過程變化的 趨勢。
圖2是本發(fā)明鉆孔的真圓度的控制圖。圖中折線21和22分別代表直徑5mm和4mm 兩種鉆頭(或主軸)隨著制造時間產(chǎn)生的真圓度變化，CL (central line)代表控制圖的 中心值，中心值加上和減去三個標(biāo)準(zhǔn)差即可分別得到控制圖的控制上限(upper control limit; UCL)和控制下限(lower controllimit; LCL)，或可由使用者自行定義控制上下限 值。如果折線上樣組點子落在控制上限與控制下限之外，那么表示所述鉆孔過程不在控 制狀態(tài)下，因此需要采取矯正行動。折線21和22上后面的樣組點子已分別漸趨近于控 制上限與控制下限，因此可預(yù)測直徑5 mm和4 mm兩種鉆頭鉆孔的真圓度將要進入非控 制狀態(tài)，同樣需要提前采取矯正行動，例如調(diào)整主軸固定狀態(tài)或更換磨損嚴(yán)重的鉆針 或更換磨損嚴(yán)重的主軸。
圖3是本發(fā)明鉆孔的良率控制圖。鉆孔良率是符合偏移量規(guī)格的孔數(shù)與總孔數(shù)的比 率。圖中折線31代表某機臺上某個主軸某鉆針?biāo)圃斓挠∷㈦娐钒宓你@孔良率，控制上 限的值為100%，并由使用者自行定義控制下限值。如果折線上樣組點子低于控制下限， 那么表示所述鉆孔過程不在控制狀態(tài)下，因此需要采取矯正行動。折線31樣組點子已分 別漸趨近于控制下限，因此可預(yù)測鉆孔良率將要進入非控制狀態(tài)，同樣需要提前采取矯 正行動。
圖4是本發(fā)明鉆孔的偏移量過程能力(Cpk)指標(biāo)的控制圖。圖中折線41代表某機 臺某個主軸所制造的印刷電路板，且隨著制造時間測量的偏移量過程能力指標(biāo)的變化。 選擇其中某時間區(qū)段進一步分析，并找出回歸直線。如果過程能力指標(biāo)漸趨近于控制下 限，那么可算出所述回歸直線42與控制下限的交點P及其對應(yīng)的時間點為日期n，并在 所述交點發(fā)生的時間點前m日通知操作人員進行機臺維修。此預(yù)測功能同樣可應(yīng)用于圖 2和圖3中真圓度控制圖與鉆孔良率控制圖，或者孔徑過程能力指標(biāo)控制圖等。
圖5是單一鉆孔機狀態(tài)的評估與預(yù)測示意圖。首先使用者需先設(shè)定監(jiān)控?zé)籼?，控?指數(shù)落于不同界定的范圍內(nèi)就顯示不同色燈，從而達到顏色管理的效果。如圖所示，控 制上限以上的范圍定義為綠燈區(qū)，且控制上限與控制下限之間的范圍定義為黃燈區(qū)，以 及控制下限以下的范圍定義為紅燈區(qū)。如果鉆孔精度記錄數(shù)據(jù)51的回歸直線52對應(yīng)于
今日的數(shù)值落于黃燈區(qū)，那么今日鉆孔機狀態(tài)的狀態(tài)可設(shè)為黃燈。同理，如果回歸線對 應(yīng)于某段時間后的某日的數(shù)值落于紅燈區(qū)，那么未來某日的鉆孔機狀態(tài)可設(shè)為黃燈。以 圖5為例，今天鉆孔機狀態(tài)的燈號為黃燈，未來某日鉆孔機狀態(tài)的燈號為紅燈。
圖6是車間內(nèi)所有鉆孔機的總覽圖。此圖6是依據(jù)圖5所述的方法來評估和預(yù)測出 各鉆孔機目前與未來某設(shè)定日的狀態(tài)，并進而繪制成此能夠易于管控的總覽圖。在本總 覽圖中， 一個方格代表一臺鉆孔機，在一個方格中可以同時顯示鉆孔機今日的狀態(tài)與未 來某日的狀態(tài)，例如方格中左上方三角形代表今日的狀態(tài)且右下方三角形代表未來某 日的狀態(tài)。使用者可以依據(jù)各方格所顯示的燈號掌握各機臺目前與預(yù)測未來的狀態(tài)。圖 中最上列和最左列的數(shù)字代表機臺編號或擺放位置編號，因此編號(O，O)代表圖中最左 上角方格所對應(yīng)的鉆孔機。所述方格中左上方三角形為綠燈，即鉆孔機今日的狀態(tài)為落 于圖5的綠燈區(qū)內(nèi)；所述方格中右下方三角形為紅燈，即鉆孔機未來某日的狀態(tài)為落于 圖5的紅燈區(qū)內(nèi)。
上文已揭示本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容和技術(shù)特點，然而所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可能基于本 發(fā)明的教示和揭示內(nèi)容而做出各種不脫離本發(fā)明精神的替換和修改。因此，本發(fā)明的保 護范圍應(yīng)不限于實施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不脫離本發(fā)明的替換和修改，并為 所附權(quán)利要求書所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種印刷電路板鉆孔車間的鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法，其用于監(jiān)控車間內(nèi)各印刷電路板鉆孔機的鉆孔質(zhì)量，其特征在于包含下列步驟輸入印刷電路板上鉆孔的設(shè)計數(shù)據(jù)和實際測量數(shù)據(jù)；計算出各鉆孔機的各種鉆孔精度分析數(shù)據(jù)；根據(jù)所述鉆孔精度分析數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計過程控制；根據(jù)所述統(tǒng)計過程控制產(chǎn)生的各個所述鉆孔機的鉆孔質(zhì)量數(shù)據(jù)，預(yù)測各個所述鉆孔機異常發(fā)生的時間點；評估目前各個所述鉆孔機的機臺狀況與未來某日各個所述鉆孔機的機臺狀況；和以總覽圖顯示各個所述鉆孔機在目前或未來某日的機臺狀況。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的印刷電路板鉆孔車間的鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于所述 統(tǒng)計過程控制是產(chǎn)生控制圖。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的印刷電路板鉆孔的車間鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于所述 鉆孔精度分析數(shù)據(jù)包含孔位的偏差量、孔徑的偏差量和真圓度的偏差量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的印刷電路板鉆孔的車間鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于另外 包含通過所述控制圖確定鉆孔過程是否在控制狀態(tài)下的步驟。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的印刷電路板鉆孔車間的鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于通過 所述控制圖可預(yù)測鉆孔過程的異常發(fā)生的時間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的印刷電路板鉆孔車間的鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于另外 包含選擇所述控制圖的一時間區(qū)段找出回歸直線，并算出所述回歸直線與控制下限 或控制上限的交點的步驟。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的印刷電路板鉆孔車間的鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于所述 控制圖是鉆孔機所產(chǎn)生的鉆孔精度的變化折線或曲線。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的印刷電路板鉆孔車間的鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于所述 控制圖是鉆孔機的一個主軸所產(chǎn)生的鉆孔精度的變化折線或曲線。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的印刷電路板鉆孔車間的鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于所述 控制圖可用來預(yù)測所述鉆孔機的異常發(fā)生的時點。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的印刷電路板鉆孔車間的鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于所述 控制圖可用來預(yù)測所述鉆孔機的各主軸異常發(fā)生的時點。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的印刷電路板鉆孔車間的鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于所述 控制圖可用來評估所述鉆孔機在目前與未來某日的機臺狀態(tài)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的印刷電路板鉆孔車間的鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于所述 控制圖可用來預(yù)測所述鉆孔機的各主軸的目前與未來某日的機臺狀態(tài)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的印刷電路板鉆孔車間的鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于各個 所述鉆孔機目前與未來某日的機臺狀態(tài)以所述總覽圖標(biāo)示。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的印刷電路板鉆孔車間的鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于各個 所述鉆孔機目前與未來某日的機臺狀態(tài)以所述總覽圖標(biāo)示。
15. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的印刷電路板鉆孔車間的鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于所述 鉆孔精度分析數(shù)據(jù)包含所述孔位的偏差量、所述孔徑的偏差量和所述真圓度的偏差 量的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、過程準(zhǔn)確度、過程精密度以及過程能力指標(biāo)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的印刷電路板鉆孔車間的鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法，其特征在于所述 總覽圖以顏色來區(qū)分所述機臺狀態(tài)。
全文摘要
一種印刷電路板鉆孔車間的鉆孔質(zhì)量監(jiān)控方法，其先輸入印刷電路板上鉆孔的設(shè)計數(shù)據(jù)和實際測量數(shù)據(jù)，并利用所述設(shè)計數(shù)據(jù)和實際測量數(shù)據(jù)計算出各種鉆孔精度分析數(shù)據(jù)；并連續(xù)收集多個印刷電路板的鉆孔精度分析數(shù)據(jù)，根據(jù)所述鉆孔精度分析數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計過程控制。通過統(tǒng)計過程控制的結(jié)果可發(fā)現(xiàn)鉆孔精度的變化趨勢，從而矯正或除去造成鉆孔精度變化過大的原因，并預(yù)估鉆孔機維修時程，達到減少年修花費與維持鉆孔精度的效果。并以一總覽圖通過不同顏色顯示各個所述鉆孔機在目前或未來某日的機臺狀況，如此很容易監(jiān)控車間內(nèi)各個所述鉆孔機的鉆孔質(zhì)量。
文檔編號H05K3/00GK101351115SQ20071013583
公開日2009年1月21日 申請日期2007年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月16日
發(fā)明者張國鎮(zhèn), 李坤治, 汪光夏, 謝秉恒 申請人:牧德科技股份有限公司