印刷线路板制造发展回顾

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本文摘自老贝尔茶馆对上海贝尔公司线路板制造发展的回顾。分为两部分，工艺革新打基础和浦东新厂新飞跃。
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/ \: h$ N3 P! c! W- O印刷线路板制造发展回顾（一）：
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工艺革新打基础
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- p/ _- w. H" M) n# g- [. ^公司成立之初，印刷线路板制造部门位于和田路厂区2号楼三至五层，面积约2000平方米，设计能力30万线，员工60人。当时，印刷线路板（PCB）生产在国内刚刚起步，生产PCB的企业全国仅数家，生产规模较小，而我们的印刷线路板制造车间选用了瑞士Posalux钻床、德国Mania测试机、Homular湿法处理生产线，当时在国内技术水平是最高的，车间是最先进的，成了国内同行引进设备的样板。

; I. m* G6 N% s2 E. l4 e进入90年代，印刷线路板制造部门随同公司一起步入了快速发展的辉煌时期，在生产和技术上都取得了突破性的进展：1990年至1995年，我们的印刷线路板年产量从几千平方米提高到了1万5千平方米。随着公司生产规模的扩大，对PCB的需求也大幅增加，公司认可了一批供应商，完成了PCB的国产化工作，既带动了国内PCB企业共同发展，又为公司节省了大量外汇，降低了成本。在此期间，我们还攻克了DPF等技术难关，热熔后板的生产成了上海贝尔PCB制造的绝招。
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% L0 l6 C' [" n! Y/ r工艺革新打下
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上海贝尔的PCB工艺技术长期处于国内同行的领先地位。这是因为在PCB制造的发展过程中，我们始终贯穿着“独立自主、创新求实”的精神。CAM（计算机辅助生产）工作站的建立，DPF后板的批量生产及其它技术工艺的革新改进，正是这一精神的最充分体现。/ ]6 H7 r7 l5 q4 x" m- y) ]
$ |! F0 J, a6 q. [3 k2 y$ h$ ^1 建立CAM工作站CAM工作站的建立，是PCB生产获得独立的关键步骤。在PCB制作过程中，用于制作图形的底片是必不可少的。最初，我们使用的母片都是技术专家从比利时贝尔公司带来的，母片在传递过程中因温度变化而容易变形，因此底片的拼板方式都被固定了下来。这样，很不利于我们公司的工艺技术优化，更不能适应公司日新月异的发展需要。1992年，公司投资20万美元在和田路1号楼6楼建立起自己的CAM工作站来生产底片。工程师颜景理勇挑重担，独自负责，从工作站的布局、清洁房的管理、设备的调测维修，到工艺的设计及人员的培训，都安排得井井有条，并一次开机成功。

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随着一批批黑白底片的诞生，我们的印刷线路板制造拉开了工艺革新的序幕：拼板方式更加灵活有效，钻孔程序、Menia测试程序日趋完善，层压缩放补偿不断进步，等等。更难能可贵的是，这一切都能独立进行，并为DPF后板工艺、外协加工等一系列工作得以顺利开展打下了坚实的基础。( I- ?- I6 L' Q% @2 m
2 DPF后板批量生产DPF后板批量生产成功是印刷线路板制造发展成熟的一个有力佐证。S12系统上使用的后板，原工艺设计孔壁铜厚15mm，孔径为0.95mm+/-0.15mm，光板制造完成后，由生产部插针、凝焊、清洗。问题是后板表面的铅锡经过凝焊，常常在表面留下助熔剂，使外观斑驳且易氧化。经过革新，我们开始采用免焊接和清洗的DPF工艺（Dry Press Fit），即把金针直接压接在孔内，牢度等均达指标即可。接插工艺的改进，要求我们印刷线路板制造部门提供DPF后板，孔壁铜厚至25mm以上，孔径被严格控制在0.92+0.15/-0mm范围，这对后板的制造提出了很高的要求。铜层厚度增加，不是简单的增加电流和延长时间：如果仅增加电流，沉积速度过快，会使铜层和铅锡层粗糙疏松；如果仅延长时间，不仅会扰乱原有电镀行车程序，还会因为电力线分布不均和浓差极化等原因，造成边角孔壁镀层过厚，很难将孔径控制在0.92-1.07mm的范围内。
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面对技术和生产中的种种困难，我们印刷线路板制造部门的全体人员秉承“独立自主、创新务实”的精神，坚定信心，积极投身到这场技术革新的热潮中。设备和工艺工程师们翻阅了原始的电镀线资料，反复计算行车的每一个动作所用的时间，重新安排每一个步骤中的停顿时间，终于在每个循环中挤出了10分钟，使新的程序由原来每架电镀用时40分钟延长到50分钟。对于电流密度增加引起的镀层粗糙问题，我们反复调试，将光亮剂更换成了9241，使整平性能更加出色。针对电流分布不均问题，我们改造了镀槽，从两侧加电，改善了电流分布；还将阳极由柱状改成了球状，大幅度增加阳极面积；最后，我们在镀槽底部增加Current Thief，有效解决了边角偏厚的问题。( U" K7 _" [7 x. O8 k/ r/ c
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在革新中，我们对每块试验后板都要测边角100多个点的孔径尺寸，并做统计分析，作为下一步改进的依据。我们在几个月的试验过程中，取样数据达几十万个。DPF后板一经定型，质量非常稳定——我们的艰苦付出终于换来了成功的喜悦。( n8 w: o) U! V$ B
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' R3 O6 U3 W! o' Y后来，DPF所有的技术工艺改进及其指导思想，都被运用到了浦东新厂的电镀线设计中，后板的加工工艺成为上海贝尔印刷线路板生产的一个亮点。
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印刷线路板制造发展回顾（二）：2 a. s$ p) g& W. u
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浦东新厂新飞跃

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浦东新厂新飞跃
7 n: @1 ]0 P) d) l: l0 O3 G进入90年代，公司决定迁至浦东金桥，印刷线路板制造部门迎来了一个新的机遇：公司决定投资1500万美元建立一个全新的印刷线路板制造车间。这是公司在浦东新厂建设中唯一全新投资建设的部门。, [8 K+ ?8 u, [3 Q' V- q- g
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) w/ u$ v# b8 O: A新车间占地面积8000平方米，位于2号楼的2楼。宽敞的车间中央安装着两条庞大的电镀线；它的正前方是4条贴膜和显影流水线；洁净度高达十万级的暗房内，可以完成内外层的图形转移；它的左侧是落料、自动光学检测、层压、X-RAY等多层板的前道生产工序，右侧是电镀结束后碱性腐蚀、红外热熔等，后面是出货前的电测、包装等工序。工序流程基本上是围绕电镀线顺时针方向运转的，减少了过程中的周转环节，经济合理。另外，在2号楼底层，还设有一个投资200多万美元、占地数百平方米的水处理车间。8 S8 k7 Z1 B  s& ~2 Q# K$ E
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; S( {: S% x# g, L9 w新车间设计产能为年产印制线路板5万平方米，其中双面板40%、后板20%、多层板40%，6层和8层以上的光板占了相当的比重。孔径小的可至0.3mm，线宽可细至0.08mm。与和田路原车间相比，产量为原来的1万平方米的5倍，产品也由原来的双面板为主升格到以高难度的多层板和后板为主，孔径由原来的0.6mm下降到0.3mm，线宽由0.25mm缩到0.08mm。
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1 艰苦奋斗再创新1995年设备安装时的艰苦场景至今让我不能忘怀。当时，1号楼和2号楼的土建尚未结束，印刷线路板制造部门仅有的5位工艺工程师和4位设备工程师，一边要负责和田路生产的正常运作，一边要到浦东新车间去安装设备，不断来回奔波。SCM1的设备主任李军冒着酷暑在刚建成的新厂区水泥地坪上，负责接收、清点上百个集装箱的设备。一天下午，4台POSALUX钻床从码头运抵公司，由于体积太大，只能先放在2号楼前的空地上。不一会儿，天上乌云翻滚，眼看着暴风雨即将来临，他急忙找来特大的挡雨布，爬上爬下，把几个大木箱包裹得严严实实，保护设备免受大雨侵袭。设备就位后，李军又仔细擦拭、保养钻机，防止因为露天存放时受到水气侵袭而引起生锈或精度下降。像李军这样高度自觉负责的典型事例不胜枚举。安装期间，新厂区的电话尚未开通，用电话要步行七八分钟去浦东办，为了打工作电话，有的同事一天竟要往返十多次。
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1996年，浦东车间进入试生产阶段。印刷线路板生产是由40多道工序组成的流水线生产，其中有多层板制作、钻孔、图形转移、电镀、湿处理、助焊、电测等。9位工程师和10多位有PCB生产经验的操作工废寝忘食默契协作。尽管人员紧张，每个工程师都要负责多道工序，但每个人在完成本职工作的同时，都主动协助其他同事。负责工艺的学会了调测设备，负责设备的学会了配缸和生产；设备工程师戎峻在完成电镀线本职工作的同时，还热情地当起了铲车司机，设备就位、物料运输样样都干；颜景理额外承担了多层板定位系统的组织工作，并制定了层压CAM底片、内层板制作定位等标准和补偿办法，将几个工位串在一起，这套办法不仅对6层板甚至对20层板都适用。
: F- G( `1 x$ D4 r( m% ?4 _; E2 孜孜以求高质量我们仅用了两个月时间，就试产成功。在小批量生产开始阶段，我们又面临许多新挑战，其中最艰巨的挑战是如何解决6层板的合格问题。当时，同行的合格率可达85%-90%，而我们仅为73%。按产值计算，1%的损失就是近万元！沉重的压力使我们经常从睡梦中惊醒。怎么办？我们把压力变成动力，掀起了新的革新热潮。0 B; e6 i# c2 S* s" G% C
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7 k5 P/ m+ f0 h0 l! C以工艺组为首，大家收集所有返工和报废记录，每周制作并公布报废情况分析表。该表的横向栏目是报废原因，有内层开路、外层短路、残铜等几十项；纵向栏目是每批光板的型号和工作令号。表上产品的难易程度及一周的生产情况一目了然。大家在表格中还及时补充新发现的报废原因。每一项报废原因、每一个栏目都成了需要改进和解决的项目，一张表格牵动每个成员的心：自己负责的工作是否有改善了？钻研技术、提高质量成了每一个成员的自觉行动。9 k$ y3 |" K, ~& g" O) T. q6 z1 L

0 b- i8 `" x5 X; k$ Q经过几周的排摸分析，我们终于找出质量问题的主要原因是外层开短路，关键是层压工序，层压出现的凹坑是引起开路的最重要原因之一。新车间层压的外层用的是铜箔而非外层板，任何尘污都可引起光板的凹坑。于是，工程师小朱从提高空调房的洁净度着手，内层采用预叠方法以减少粉尘，提高层压钢板的清洁要求，使用粘性布除尘；同时修改操作规范，严格培训员工，狠抓管理，并配齐了保证质量的有关辅助设备和工具。经过两个月的努力，合格率上升至85%，初战告捷。2 o1 I1 v: Y$ W0 n8 v7 a
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大家再接再厉。暗房、钻房、电镀等岗位也纷纷行动，从工艺技术上寻找问题关键，并及时解决，在实践中不断总结经验教训，补充工艺设备规范、完善制度。1997年2月，我们终于把印制线路板的合格率提高到了92%，超过了国内同行的先进水平。  D: u$ f2 k$ v4 {

1997年开始，印刷线路板浦东车间进入满产阶段，从1997年2月到8月，产量从1000平方米/月上升到4500平方米/月，操作工从50人增加到170多人。我们在满产阶段取得的业绩，令同行也赞叹。这是全体员工无私奉献的结果，也是我们发扬勇于创新的工匠精神的结果。
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来源：老贝尔茶馆+ I7 O+ e( W1 s1 e( O8 n, b
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那山头的淡淡

这是打算招人还是