防呆法在印制电路板行业之应用

李加余 黄 慧 张惠来（胜宏科技（惠州）股份有限公司，广东 惠州 516211）

防呆法在印制电路板行业之应用

李加余 黄 慧 张惠来
（胜宏科技（惠州）股份有限公司，广东 惠州 516211）

文章主要讲述PCB制前设计防呆机制对PCB制造的影响，通过设计防呆机制,可以有效地改善作业过程中疏忽导致的异常，提升制作效率，节约制作成本。

印制电路板；制前设计；防呆

防呆法亦称愚巧法，是由日本丰田公司生产体系创建人新江滋生（Shingeo Shingo）先生最早提出的，之后随着工业品质管理的推展传播至全世界。英语取其音译为“Poka-yoke”， POKA：是“因疏忽造成的错误”的意思；YOKE：是“防止”的意思。意译则为“Fool-proofing”。中文译为防呆法或愚巧法。 防呆法的特点主要表现在：

（1）具有即使有人为疏忽也不会发生错误的构造——不需要注意力。

（2）具有外行人来做也不会错的构造——不需要经验与直觉。

（3）具有不管是谁或在何时工作都不会出差错的构造——不需要专门知识与高度的技能。

在印刷线路板行业中，因为加工流程较长，并且每一道工序牵扯到的设备及人员较多，生产过程中容易出错，传统的做法增加人力增设卡关工序，用制度约束作业人员（不外乎增加培训处罚当事人或管理者），虽然有一些效果，但不能真正的预防。且以上的模式及做法与现代化企业要求的人性化管理模式相违背。这时候在制前设计端就考量增加防呆法的应用尤为重要。

现以PCB制前设计为例，从PCB基板板度及铜厚防呆、定位孔防呆、漏流程防呆、相同、相近尺寸的防呆等方面介绍防呆机制在制前设计的必要性。

1 多层板叠构中多种不同板厚或铜厚的基板的区分防呆

高多层板的设计己成常规化，一款多层PCB的叠构中同时出多张core或多种不同铜厚的core己成普遍的现象（如图1），且部分core 的厚度或铜厚相差很近，通过肉眼很难加以区分，如果在设计时不加以防呆，将对内层，压合的生产制作造成很大的困扰。

（1）相近基板厚度的区分防呆

当同一叠构中有多种板厚相差很近的基板，为防止制作过程基板混淆做错，可采用在开料后对其中一种或几种基板铣凹槽加以区分。制前设计防呆标示图2（working PNL）：

图1 多层板叠构图例

图2 板厚防呆标示图

（2）基板厚度相近且有阴阳铜厚的区分防呆

当同一叠构中有多种板厚度相差很近且有阴阳铜厚的基板，为防止制作过程基板混淆做错，可采用在开料后对有阴阳铜厚的基板铜薄的一面朝上且在左下角切角的方式加以区分。制前设计防呆标示图3（working PNL）：

图3 阴阳铜厚板防呆标示图

2 定位孔防反防呆

（1）工作片设计三颗定位孔，且定位孔不可以成等腰三角形（主要是板子长短边尺寸相差很近）；如图4（a）靶孔设计，AB＝BC为等腰三角形，长短边长度相关较小，不易区分，镜像旋转后就有上反的风险。图4（b）靶孔设计，则不会有上反的风险。

图4 工作片定位孔防呆标示图

（2）工作片左下角多设一颗对位孔，用于辩识确认板方向，如图5，三颗对位孔，其它角各两颗。

图5 工作片多设对位孔

（3）CNC铣板除在板内选呈三角形的定位孔外，还需选一颗板边的防呆定位孔，防止板内的排版是对称图形时板子上反报废。

3 漏制作流程测试防呆PAD

为防止PCB板在转移过程中，因人为疏忽导致部分板漏制作部分流程，制前CAM在设计资料时设计文字，碳油，成型防呆，确保每一道工序均有完成。

（1）文字漏印测试PAD；在外层工艺边设计如图6所示的连接PAD，在印刷文字时将此两PAD用油墨盖住，测试时如果两PAD不导通，则表示有印文字，否则表示漏印。

图6 文字漏印测试PAD

（2）碳油漏印测试PAD； 在外层设计如图7所示的两两相连的PAD，中间不相连，在印碳油时将中间区域印上碳油，测试时两头PAD如果导通，则表示有印碳油，否则漏印。

图7 碳油漏印测试PAD

（3）CNC漏铣测试PAD；在图8圆圈内为需要铣空的区域，设计相连的测试PAD，测试时如果显示两PAD导通，则表示此部位漏铣。

图8 CNC漏铣测试PAD

（4）V-cut漏CUT测试PAD；如图9两边的工艺边及中间是通过V-cut的方式分板的，在V-cut线上设计与V-cut相连的测试PAD，在测试时如果两PAD导通，则表示漏V-cut工序。

图9 V-cut漏CUT测试PAD

（5）板边插头斜边漏斜测试线；为便于板边插头插拔，通常均要求板边插头需斜边，为防止漏此流程，在板边插头下方引线斜边范围内不是同一网络的两根插头拉一条测试线（图10），测试时如果导通，表示未斜边。

4 相同、相近以及升级版本料号的防呆

（1）在PCB的working PNL板边开槽区分防呆；

（2）在设计working PNL及压合后尺寸时，特意加大或减小，从PNL大小加以区分；

图10 板边插头斜边漏斜测试线

（3）内层靶距，外层，防焊及文字对位PAD移位加以区分；

（4）CNC铣板时，在工艺边开不同的凹槽加以区分；

（5）在文字层工艺边加标记油墨块加以区分；

（6）在working PNL板边铺铜 皮或铜PAD加以区分；

（7）在PCB板内或工艺边添加PCB工厂的厂内料号加以区分；

（8）在板内添加的UL LOGO位置差位加以区分；

如两款料号外型，尺寸及颜色等均一致，很难通过眼睛发现其中的差异。因此，在设计时做如下防呆：a.UL LOGO的位置一个在板中间，另一个在左边；b.料号名也有升级版本，且位置也有差异。

5 制前防呆设计总结

PCB板的制作是一个制作流程长，运用设备多，人员变更频繁的复杂过程。因此，在其中任何一个过程出现疏忽，就可能造成无法挽回的损失。因此在制作设计端就对容易出错的物料、制作流程、产品类型，制作工具等设计防呆，增设标识，从根本上解了许多作业岗位必需依赖人员技能或精力高度集中才不会出错。即可以提升制作效率，降低不良报废，又可以节约人力，物力，节约制造成本。

李加余，工程部总监，拥有10年以上PCB行业经验，主要从事PCB制前设计及工艺制造管理工作，对高阶PCB之设计及良率改善有丰富的经验，并具有良好的沟通协调能力。

Fool proof method in the application of PCB industry

LI Jia-yu HUANG Hui ZHANG Hui-lai

This article focuses on PCB design cues mechanism before the system's influence on the PCB manufacturing. By designing the mechanism, it can effectively improve the negligence result in abnormal operation process, improve production efficiency, save the cost of production.

PCB; Project Design; Fool-Proofing

TN41

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1009-0096（2014）08-0055-03