產業脈動｜PCB 產業智能化之應用

前言
早期PCB還沒出現前，電子機器各個元件間是靠電線連接而組成完整通路，結構單純功能簡易並且大量使用人工，隨著科技進步及電子產品民用、小型及多功能化發展，電路板的尺寸越來越小且需負擔更多功能，進而延伸出利用銅箔代替電線，利用印刷的方式製作電路，利用板子上各處的金屬銅箔線路，透過設計各層連接導通相關零組件，幾乎不需再使用人工，提高了生產效率但由於結構複雜，若成品不良率提升，難以即時找出錯誤製程端。

在現今生產資訊數位化的現在，MES製造執行系統（Manufacturing Execution System, MES）能完整收集各製程端從來料、庫存、生產、品保、設備管理甚至機台即時監控等生產資訊，發生異常狀況時MES能以手機簡訊或APP軟體即時通知，即時找出錯誤並立即修正。

隨著生產技術的提升，管理資訊的方式也應一同提升，PCB素有『電子產品之母』之稱，然而能與其相配達到智慧工廠，能相輔相成的MES也扮演不可或缺的重要角色。

傳統的PCB廠變成智慧工廠 
印刷電路板產業製程參數複雜且產品特性多變，工廠所面臨的挑戰，不外乎就是高密度的走線需求、高頻訊號的處理、更小的空間。所以5G對於PCB板材的規格要求更為嚴苛，尤其是占PCB成本極高的銅箔基板（CCL），必須達到高頻高速傳輸的標準。市場的需求起飛（5G需求），供應端（基地台設備、手機）就會被跟著牽動，然而PCB產業存在的競爭就成為『轉型』的動力，若無法藉由這一波市場的浪潮，帶領企業提升到『智動化』，對於PCB產業，未來的挑戰將會更為巨大，全球第一的寶座很有可能就被超越，因此建置與導入MES可完整針對印刷電路板產業之需求特性進行製造活動追蹤與控管，提升企業對未來發展的推進力。傳統的 PCB 廠最常見的主要問題，例如：傳統報工方式難以整合ERP精算成本、內部無法快速回覆客戶準確的交期承諾、訂單系統無法與生產排程連結、業務無法得知訂單WIP狀況、預測總是會錯，如何縮小預測差異？拆批、併批、設批等行為造成批號生產歷史一團亂、委外數量永遠無法即時追蹤，造成生產計畫一再修改、良率掌握不精準，無法得知何時該補料等種種問題，如何將一個傳統PCB廠改造成一個智慧化的工廠呢 ? 致茂的導入成果如以下說明，使傳統的PCB產業朝向智慧工廠邁進。

1.報工作業管理
生產報工可搭配行動裝置作業平台，並即時與ERP物料資訊整合，提升工廠作業的方便，連結MES系統簡化工廠現場作業人員生產報工、領料及即時查看製程資訊等工作，避免人工作業、疏失即時扣料及快速即時回報生產進度。導入智能化報工模式具備以下特點：
1.現場即時生產報工到MES系統中，快速查看各製程作業紀錄，如圖1所示。
2.線上作業即時核對帳料與途程正確性，有效防呆並立即警示作業人員。
3.平板報工作業可整合eSOP即時線上查作業標準文件，減少紙張浪費，且可局部縮放圖面，同時保持版本控管一致性。
4.生產品質控制，可線上判定異常資訊，有效控管生產批次號進行過站卡控，檢驗資訊可同時整合SPC進行線上異常管控。
5.報工作業可依製程彈性配置管制點，在同一製程中可包含移入、投入、產出、移出等動作，詳細紀錄各站加工工時。
6.機台參數可透過EAP整合呈現在平板畫面上，減少人員抄寫動作，提升作業效率與資料準確性，如圖2所示。
7.可以無線作業，在工廠中工作無死角，現場環境無需拉線。
8.操作簡單，不會增加作業人員工作負擔造成工作困擾。 

圖1 製程參數畫面

圖2 機台參數畫面

2.生產履歷回查
以某PCB大廠的生產流程為例，生產流程從一開始的裁切、曝光、顯影、蝕刻、打靶、AOI檢測、AOI修片、棕化、疊合、壓合、解板、X-ray、裁磨、鑽針、刷磨、電鍍、IPQC檢測、一次銅、二次銅、蝕刻、烤箱、文字印刷、成型、斜邊、洗板、電性測試、驗孔、到最後包裝，透過條碼管控，查出供應廠商當時來料之批號、時間、數量等資訊，並可透過批號反查屬於這一批號出貨的產品、地點、數量等資訊，有效減少問題零件所產生的損失，並快速解決問題，以達到來料資訊回查之特點，精準掌控生產履歷。MES透過行動裝置（如平板電腦），線上即時紀錄流程卡投入與產出、設備參數、物料資訊、機台點檢項目、檢測資料收集等，可依照不同製程站點設定，支援多樣化介面進行資料收集及設備連線，有效提升生產報工資訊的準確性與即時性。