动态设计阻抗coupon提高拼板利用率.docx

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动态设计阻抗coupon提高拼板利用率

报告人：

杨政季峰

撰写时间：

Jun18,2010

广州美维电子有限公司

目　　录

一小组介绍3

二选择课题3

三目标设定3

四对策实施4

1.MI制作模块的优化和利用率提升4

2.PT阻抗描述的简化6

3.CAM阻抗coupon的简化10

4.阻抗资料的优化12

五测量数据分析13

六效果分析13

1.有形效果13

2.无形效果14

3.纳入标准14

七总结及展望14

一、小组介绍

小组概况表

公司

广州美维电子有限公司

部门

产品工程部

小组类型

技术型

课题

动态设计阻抗COUPON提高拼版利用率

序号

姓名

性别

部门

职位

小组分工

１

杨政

男

PE

高级工程师

组长（分析、设计、程序编写）

２

季峰

男

PE

工程师

组员（程序调试）

３

龙军

男

PE

工程师

组员（安排测试料号、编写MI）

４

张文召

男

PE

工程师

组员（编辑CAM资料）

５

孟献峰

男

PE

高级工程师

组员（跟进生产测试料号）

６

罗郁新

男

ME

工程师

组员（跟进蚀刻数据）

７

罗玲玲

男

PROD

主管

组员（测量阻抗数据）

８

李鑫源

男

QE

工程师

组员（分析测试数据）

二、选择课题

１．不断降低成本，追求利润的最大化，永远是一个企业长期的目标。

随着日益激烈的市场竞争，生产物料价格的不断上涨，人力资源成本的不断增加，大规模集中生产的利润空间越来越狭窄，其中提高板料的利用率更是重中之重。

为此我们产品工程部系统自动化小组专门成立了拼版利用率最大化研究团队，分析当前拼版情况下是否存在利用率的提高空间，为公司的节省成本做出应有的贡献；

２．为了更好的迎合市场需要，GME对产品类型做出了相应的调整，现在高层板的阻抗数量越来越多，而旧的阻抗Coupon设计规则是固定尺寸为0.3x4Inch，每个Coupon中一个线路层只能设计有一根单线阻抗或一组双线阻抗，相邻层不能设计有阻抗线，阻抗参考层不能设计有阻抗线，同时每个阻抗coupon最多加8根单线阻抗或加4组双线阻抗；由于设计规则中太多的局限性导致阻抗Coupon数量显著增加，为了能在生产拼版中放置全部阻抗Coupon而不得不减少成品在生产拼版中的数量，降低成品的利用率；

３．为了改善因旧阻抗Coupon设计的局限性导致成品利用率降低的问题，同时更有效更灵活的进行拼版设计，我们设计了一套新的阻抗Coupon设计规则，动态设计阻抗Coupon的数量和尺寸以达到最大化提高板料的拼版利用率，同时，编写更智能的阻抗Coupon自动设计程序，简化MI和CAM的设计和制作，避免人为失误，同时节约了人工，从而达到降低成本的根本目的；

三、目标设定

本次活动计划由PE提出，经过全体组员商议通过，形成如下计划目标：

A.在板料拼版时，动态设计阻抗Coupon的数量和尺寸以达到最大化利用板料，提高拼版利用率2%。

B.简化MI设计阻抗Coupon设计的规则，不再考虑旧阻抗Coupon设计中的局限性，仅需考虑单、双阻抗线的数量和拼版尺寸，提高MI设计效率，MI设计时间缩短30分钟。

C.在CAM制作阻抗Coupon时，自动抓取InPlan数据库中的阻抗数据，避免手动输入阻抗参数时出现人为失误，提升CAM制作效率，制作时间缩短30分钟。

四、对策实施

1）MI制作模块的优化和利用率提升

A.在Inplan中的设计旧阻抗Coupon

a.根据旧阻抗Coupon设计规则确定单双阻抗Coupon的数量和分配每组阻抗应该放置在所属的阻抗Coupon中，在下图示例中48组阻抗线，需手动调整到18个阻抗Coupon中。

附：

旧阻抗Coupon的设计原则

1.1阻抗Coupon的默认尺寸:

4x0.3Inch；

1.2每个Coupon中每层只能设计一种阻抗线，且各层阻抗类型要一致；

1.3不论单线（共面）或差动（共面），理论上每个Coupon最多能够测试8组，且每组阻抗线均需有屏蔽层。

若料号中有超过8层以上有同类阻抗设计，则必须多设计一个同类Coupon测试模块；

1.4各测试Coupon相邻阻抗层之间若无屏蔽层，则要保证相邻阻抗层的阻抗线相互无干扰；

同一测试Coupon中同一层不能既做阻抗层又做屏蔽层

b.根据阻抗Coupon和成品外围进行拼版设计，选出最大利用率的拼版方式。

在下图示例中整个拼

板中共包含18个阻抗Coupon和15个生产单元。

B.在Inplan中的设计新阻抗Coupon

根据新阻抗Coupon设计规则仅需选择最大利用率的拼版尺寸来确定阻抗Coupon的数量和尺寸。

不再需要花大量的时间去定义每组阻抗应该放置在所属的阻抗Coupon中。

如下图示例使用新的Coupon设计后，仅需8个阻抗Coupon就能包含48组阻抗，在相同的的拼版尺寸中可以拼出16个生产成品，拼版利用率从76.55%提升到81.79%。

附：

新阻抗Coupon的设计原则

1.1阻抗Coupon的默认尺寸:

5.5x0.35Inch，分别包含8组单线阻抗或4组差动阻抗；

1.2根据留边尺寸确定阻抗Coupon的数量，在默认阻抗Coupon基础上每增加一组单线阻

抗，阻抗Coupon长度增加0.1Inch，增加一组差动阻抗，阻抗Coupon长度增加0.3Inch，阻抗Coupon的宽度可根据留边尺寸和阻抗的数目可以进行具体调整，最小为0.25Inch。

1.3对于旧阻抗Coupon中的限制，在CAM制作阻抗Coupon时，阻抗Coupon自动设计程会根据阻抗的具体情况进行调整阻抗线的位置，MI设计时无需考虑。

2）PT中阻抗描述的简化

A.旧阻抗Coupon

旧阻抗Coupon参数在PT中包含两部分，一部分在内外层指示中分别列出各层的阻抗参数（如下图内外层阻抗要求），一部分在阻抗Coupon列表中列出各阻抗分属的阻抗Coupon（如下图阻抗Coupon）。

CAM制作时需根据阻抗Coupon中的原装阻抗线宽／线距对照内外层的阻抗表中数据来找出阻抗Coupon中的生产菲林线宽和线距。

B.新阻抗Coupon

新阻抗Coupon在PT中仅生成一个阻抗参数表（如下图所示）。

CAM制作时，仅需对照参数表中的阻抗数据对自动从Inplan软件的数据库抓取阻抗数据进行检查。

3）CAM制作阻抗Coupon的简化

A.CAM制作旧阻抗Coupon

在CAM资料制作中，对于每一个阻抗Coupon，CAM员工在制作钻孔资料和菲林资料时都分别需运行一次自动生成阻抗Coupon的程序，并手动输入对应阻抗Coupon的阻抗参数（如下图所示的单双线阻抗输入界面），然后执行程序自动生成阻抗Coupon的钻孔资料和菲林资料。

对上例中料号共18个阻抗Coupon，则需运行18x2=36次阻抗Coupon自动程序。

B.CAM制作新阻抗Coupon

在新的阻抗Coupon自动设计程序中，CAM员工仅需运行一次程序，同时程序自动从Inplan数据库中抓取阻抗数据，不再需手动输入，在对照PT的阻抗参数表进行检查无误后，则执行程序自动生成相应的阻抗Coupon，同时系统将自动记录执行时的参数，方便CAM员工进行资料检查。

4）阻抗Coupon资料的优化

A.旧阻抗Coupon资料设计

在旧阻抗Coupon设计中，阻抗线周围的铜皮差异较大（如下图），经常造成阻抗线宽在生产过程中的蚀刻量不均匀，同时，阻抗Coupon上的文字标注太简略，不方便生产过程中阻抗值的测量。

Ｂ.新阻抗Coupon资料设计

在新阻抗Coupon设计中，加强了智能识别能力，能自动处理各种复杂的阻抗结构和要求，实现设计的优化，主要表现在以下几方面：

a.优化阻抗Coupon的算法，在Coupon中可以实现同时增加同层或相邻层的多组阻抗，及既是阻抗层又是参考层或隔离层等复杂设计，达到减少阻抗Coupon的数量的目的（如下图）；

b.在不影响阻抗设计的基础上，尽可能的增加铜皮区域，减少蚀刻对阻抗线宽的影响（如下图）；

c.详细标注了相关阻抗信息，方便生产过程中对阻抗值的测量（如下图）。

五、测试数据分析

经过在最近三个月在15个样板料号中同时设计新旧阻抗Coupon，测试两者的设计差异，从生产中收集到的114组阻抗数据来看，新旧设计的阻抗Coupon的阻抗数据都在成品阻抗的公差范围内；旧设计阻抗Coupon中50欧姆阻抗的cpk值为0.59，９0欧姆阻抗时的cpk值为0.59（如下图）；新设计的阻抗Coupon中50欧姆阻抗的cpk值为1.02，，９0欧姆阻抗时的cpk值为0.94（如下图）。

在同一料号中的相近位置里新设计的阻抗Coupon更适合阻抗要求。

（因目前仅使用样板进行阻抗Coupon测试，其它阻抗值收集的数据较少，故暂未做数据分析；现已在生产板DGHI086671B01中设计新旧阻抗Coupon，待生产过程中进一步收集数据和进行分析。

）

附详细测量数据:

六、效果分析

1）有形效果

通过下表可以看到将新设计的阻抗Coupon运用到实际生产中，对于部分高层多阻抗料号的拼版利用率可以得到明显的提升，MI和CAM设计和制作阻抗Coupon的时间大幅度的减少，制作效率得到了显著的提高。

A.节约物料成本：

按每月产能35万平方英尺计算，每月有10%的料号的拼版利用率得到提升，提升利用率按上述测试料号的平均值计算：

（5.24%+8.20%）/2=6.72%，所有料号平均利用率提升为0.672%，则每年可节约板料：

350000*10%*6.72%*12=28224平方英尺.按98元/foot2计算，则年节约成本为28224*98=2765952（RMB）

B.节约人工成本：

a.MI制作节约时间

旧阻抗Coupon设计时，MI需花费大量时间去考虑如何分配阻抗到相应的Coupon中，其设计阻抗的平均时间按上表中数据进行计算：

（60+50+30+60）/4=50分钟；使用新阻抗Coupon时仅需考虑开料尺寸拼版后剩余尺寸和阻抗线数量，平均时间为：

（3+2+2+3）/4=2.5分钟；按照每月250个料号计算，其中有40%的料号存在阻抗设计，则MI设计可年节约时间：

250*40%*（50–2.5）*12/60=950小时。

b.CAM制作节约时间

原需要多次重复手动输入阻抗线宽、间距、参考层和阻抗值等参数，在新设计中加强了智能判断和优化功能，自动抓取Inplan数据库中的阻抗数据，减少阻抗参数的输入时间，同时一次运行程序就可以自动生成相应的阻抗Coupon；旧阻抗Coupon设计在CAM制作时的平均时间为：

（90+40+25+65）/4=55分钟；新阻抗Coupon制作平均时间为：

（8+4+3+6）/4=5.25分钟；按照每月250个料号计算，其中有40%的料号存在阻抗设计，则CAM制作可年节约时间：

250*40%*（55–5.25）*12/60=995小时。

按员工3500元/月计算，则年节约成本为：

（950+995）*3500/168=40520.8（RMB）

2）无形效果

旧Coupon设计在MI设计和CAM制作中都需人为去分配或输入阻抗数据，阻抗越多，人为出错的机会就越大；在新设计中，简化了MI设计，同时在CAM制作时使用自动抓取Inplan数据库数据，从根源上解决了人为出错的可能，有效的防止了因阻抗Coupon的设计问题影响工具和生产线等出现返工甚至产品报废等品质问题；并相应节省了设计和制作周期，给后续生产提供更多的时间。

另外，通过此次活动，很大程度提高了各小组成员解决问题的能力，发扬团结协作的团队精神，不怕繁琐的检测步骤，枯燥无味的测试数据，克服种种困难，终于达到了小组预定的目标。

小组的成功增强了组员在品质改善方面的信心。

3）纳入标准

小组的成功是来之不益的，为了保证以后的持续效果，将以工作指引的方式保存下来，修改相应程序文件形成固定的做法；同时制定阻抗模块设计标准化文件（SOP）：

PE-MI-08阻抗测试条设计指引。

七．总结及展望

本次行动，由于有着先期的充分调查与周密策划，整个行动都按照预定计划进行，成果非常明显，达到了既定的目标。

GME目前正在扩产当中，预计九月份将达到600K平方英尺，年底将达到1000K平方英尺；其中将增加更多的高层通孔板，而通孔板中阻抗数量的设计一般都远超HDI板，预计在未来的设计中利用率将大幅增加，将有可能超过2%、3%……或许更多，相应地MI设计和CAM制作时间缩短，效率进一步提高。

通过我们小组的共同努力，阻抗Coupon得到了合理的优化，但是其他制板过程中还存在着一些的优化空间，需要小组持续努力，逐步改善，为公司整体生产运营做出更大的贡献。