PCB制前設(shè)計(jì)判別優(yōu)化淺談

陳舉特

（汕頭超聲印制板（二廠）有限公司，廣東 汕頭 515065）

1 前言

PCB制造是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程,包含CAD設(shè)計(jì)、制前DFM、生產(chǎn)控制、性能測試等方面,環(huán)環(huán)相關(guān),缺一不可。而隨著HDI技術(shù)不斷地發(fā)展,如何提高PCB可制造性以利于降低生產(chǎn)成本顯得尤為重要。而在PCB制前設(shè)計(jì)中，判別優(yōu)化是重中之重。

判別優(yōu)化，即從工作指示里提取相關(guān)的信息，轉(zhuǎn)換為與客戶資料較量的數(shù)據(jù)（或因素），使得判別都作用于數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，保證準(zhǔn)確性的同時(shí)再向上層優(yōu)化處理，提升效率。

2 判別優(yōu)化方法

2.1 善用因素分析法

公司內(nèi)部工作指示（編號WI-Y2-ME-P054），規(guī)定了鉆孔對應(yīng)芯板的孔徑補(bǔ)償系數(shù)，總共近百組數(shù)據(jù)。制作鉆帶程序的人員，每次都要查閱《塞孔芯板孔徑對應(yīng)表》（表1）；如果孔徑設(shè)計(jì)不符合要求，可能導(dǎo)致生產(chǎn)板件的返工或報(bào)廢。從必要性及重復(fù)性來考慮，利用因素分析法來提升判別優(yōu)化，保證準(zhǔn)確性的同時(shí)提升工作效率。

表1

因素分析法的數(shù)學(xué)運(yùn)算主要是建立在矩陣運(yùn)算的基礎(chǔ)之上。它的基本運(yùn)算過程如下：首先是收集一定的測量資料，將資料數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，并排列成數(shù)據(jù)矩陣。其次，通過相關(guān)運(yùn)算求出每個(gè)因素和其它因素的相關(guān)矩陣。每一份工作指示，我們將分析指標(biāo)分解為可以計(jì)量的因素，并根據(jù)各個(gè)因素之間的依存關(guān)系，順次用各因素的比較值（通常即實(shí)際值）替代基準(zhǔn)值（通常為標(biāo)準(zhǔn)值或計(jì)劃值），據(jù)以測定各因素對分析指標(biāo)的影響。以塞油工作指示為例，將可計(jì)量因素排列為組合（表1），運(yùn)用因素分析法進(jìn)行判別優(yōu)化。如設(shè)塞油均衡性為分析指標(biāo)M是由相互聯(lián)系的A、B、C等多類孔相互作用得到，生產(chǎn)（實(shí)際）指標(biāo)和均衡性（計(jì)劃）指標(biāo)為：

生產(chǎn)（實(shí)際）指標(biāo)M1=A1×B1×C1

均衡性（計(jì)劃）指標(biāo) M0=A0×B0×C0

在測定各因素變動(dòng)指標(biāo)對指標(biāo)M影響程度時(shí)可按順序進(jìn)行：

分析如下：

（2）-（1）→A變動(dòng)對M的影響。

（3）-（2）→B變動(dòng)對M的影響。

（4）-（3）→C變動(dòng)對M的影響。

把各因素變動(dòng)綜合起來，總影響：△M=M1-M0=（4）-（3）+（3）-（2）+（2）-（1）。因素分析法的最大功用，是運(yùn)用數(shù)學(xué)方法對可觀測的事物在發(fā)展中所表現(xiàn)出的外部特征和聯(lián)系進(jìn)行由表及里、由此及彼、去粗取精的處理，從而得出客觀事物普遍本質(zhì)的概括。其次，使用因素分析法可以使復(fù)雜的研究課題大為簡化，并保持其基本的信息量。要特別注意四點(diǎn)：注意因素分解的關(guān)聯(lián)性；因素替代的順序性；順序替代的連環(huán)性，即計(jì)算每一個(gè)因素變動(dòng)時(shí)，都是在前一次計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行，并采用連環(huán)比較的方法確定因素變化影響結(jié)果；計(jì)算結(jié)果的假定性，連環(huán)替代法計(jì)算的各因素變動(dòng)的影響數(shù)，會(huì)因替代計(jì)算的順序不同而有差別，即其計(jì)算結(jié)果只是在某種假定前提下的結(jié)果。

運(yùn)用因素分析法的一般程序：確定需要分析的指標(biāo)；確定影響該指標(biāo)的各因素及與該指標(biāo)的關(guān)系；計(jì)算確定各個(gè)因素影響的程度數(shù)額。解析工作指示，根據(jù)邏輯關(guān)系設(shè)定相關(guān)的因素，例如：塞孔寬度（因素a），非常規(guī)能力（因素b），界限因子x以及規(guī)定的條件。

2.2 充分地利用函數(shù)

函數(shù)（function）表示每個(gè)輸入值對應(yīng)唯一輸出值的一種對應(yīng)關(guān)系。這種關(guān)系使一個(gè)集合里的每一個(gè)元素對應(yīng)到另一個(gè)（可能相同的）集合里的唯一元素。函數(shù)f中對應(yīng)輸入值的輸出值x的標(biāo)準(zhǔn)符號為f（x）。包含某個(gè)函數(shù)所有的輸入值的集合被稱作這個(gè)函數(shù)的定義域，包含所有的輸出值的集合被稱作值域。若先定義映射的概念，可以簡單定義函數(shù)為在非空數(shù)集之間的映射。制前設(shè)計(jì)涉及所有的生產(chǎn)流程，下文僅以鉆孔方面為例，說明優(yōu)化的思路及邏輯關(guān)系。充分地利用相關(guān)的函數(shù)進(jìn)行判別優(yōu)化，運(yùn)算數(shù)據(jù)在后臺進(jìn)行，前臺操作簡化至“輸入鉆孔規(guī)格，即出現(xiàn)判別結(jié)果”。

一直以來，我們持續(xù)性地關(guān)注（超）短槽孔規(guī)格Cpk能力的提升。工藝部多次的試驗(yàn)證明，將條件分化、細(xì)化才能真正符合實(shí)際生產(chǎn)的需要；如果沒有嚴(yán)格按照規(guī)范化設(shè)計(jì)（圖2），將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的變形及偏孔（圖3），槽孔因變形導(dǎo)致了基恩士測量不準(zhǔn)槽寬超差，造成質(zhì)量問題。

圖1

圖2

3 結(jié)語

制前設(shè)計(jì)是PCB加工的重要環(huán)節(jié)之一。善用因素分析法并充分地利用好函數(shù)關(guān)系，提升其判別優(yōu)化能保證資料的準(zhǔn)確性，并提升工作效率。文章意在拋磚引玉，期盼共鳴。

[1] 白思俊等編著. 系統(tǒng)工程.電子工業(yè)出版社,2006,7.

[2] 郁濱. 系統(tǒng)工程理論. 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,2009,02.